Главная»Научная деятельность»Система ориентации при управлении спуском

Рассмотрим систему ориентации, предназначенную для спутников и космических кораблей, которые должны совершать посадку в заданном районе Земли. Как уже говорилось, для того чтобы перевести спутник с движения по орбите на траекторию спуска, необходимо изменить скорость его полета, сообщив с помощью двигательной установки необходимый тормозной импульс. Направление импульса должно лежать в плоскости орбиты спутника, а угол наклона вектора импульса к местному горизонту, момент включения тормозной двигательной установки и длительность ее работы определяются заранее, в зависимости от положения заданного района посадки на земной поверхности и параметров орбиты спутника. Таким образом, система управления спуском должна обеспечить такой поворот спутника, при котором ось тяги ракетного двигателя примет заданное направление, а система стабилизации должна поддерживать с высокой точностью это направление во время работы тормозной двигательной установки.

Система ориентации обеспечила бы решение этой задачи наиболее полно в том случае, если бы она содержала прибор, позволяющий находить плоскость орбиты, и прибор для построения местной вертикали, с помощью которого можно было направить ось ракетного двигателя под заданным углом к горизонту. Однако та же задача может быть решена и более простым путем, хотя при этом требуется затратить несколько больше топлива для обеспечения торможения. Действительно, можно ограничиться одноосной системой ориентации, совмещающей ось ракетного двигателя с направлением на Солнце. Эта задача решается путем поворота всего спутника или космического корабля таким образом, чтобы ось двигателя заняла направление на Солнце. Подобная система накладывает некоторые ограничения на выбор времени спуска с орбиты и выбор района спуска. Однако простота системы делает ее практически удобной.

Система спуска подобного типа применялась, в частности, на кораблях «Восток». Такая система состоит из фотоэлектрического солнечного датчика, трех гироскопов, реагирующих на проекции угловой скорости корабля на его главные оси, усилительно-преобразовательного логического устройства и реактивных двигателей, работающих на сжатом газе и представляющих собой исполнительные органы системы ориентации. Датчик Солнца посылает сигналы в систему ориентации до тех пор, пока ее ось не займет положение, совпадающее с направлением на Солнце.

Если в поле зрения солнечного датчика отсутствует Солнце, система работает по сигналам датчиков угловых скоростей. При этом по командам датчиков включаются управляющие газовые двигатели, происходит гашение угловых скоростей спутника и обеспечивается медленное вращение спутника по тангажу до тех пор, пока Солнце не попадет в поле зрения солнечного датчика. Для обеспечения экономичности работы системы управляющие двигатели работают при этом в импульсном режиме.

Чувствительный элемент солнечного датчика разделен на отдельные участки — «поля зрения». При засвечивании Солнцем того или иного «поля зрения» в логическое устройство поступает соответствующий сигнал. После того как Солнце попадает в «поле зрения» солнечного датчика, происходит ориентация осей спутника относительно направления на Солнце. Если происходит случайная потеря Солнца в «поле зрения» датчика, снова повторяется режим поиска Солнца. Газовые управляющие двигатели и необходимый запас рабочего тела выбираются исходя из того, чтобы обеспечить режим ориентации при наименее выгодных возможных начальных условиях и компенсировать возмущения при работе тормозной двигательной установки.

^ Наверх ^