автореферат диссертации по авиационной и ракетно-космической технике, 05.07.02, диссертация на тему:Выбор проектно-баллистических параметровнеуправляемого спускаемого аппарата, обеспечивающихустойчивость вращательного движения

ПО ВУСШТ ШКОЛЕ ПРИ МИНИСТЕРСТВЕ НАУКИ, ВЫСШЕЙ ШКОЛЫ . 'и ТЕШЧЕСКОИ ПОЛИТИКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

^АМрСК^И П^даРСТВЕННШ аэрокосмическш университет

имени академика С.П.Королева

Выбор проектно-баллистических параметров неуправляемого спускаемого аппарата, обеспечивающих устойчивость вращательного движения

Специальность 05.07.02 "Проектирование и конструкция летательных аппаратов"

На правах рукописи

КИСЛОВ Александр Владимирович

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой-стипени кандидата технических наук

САМАРА 1993 Г.

Работа выполнена в Самарском Государственном Аэрокосмическом университете имени академика С.П.Королеве

Научный руководитель - доктор технических наук, прс „яссор

Владимир Степанович Асланов.

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Михаил Сергеевич Константинов;

кандидат технических наук, доцент Валерий Дмитриевич Еленев.

Ведущее, предприятие : Центральное Специализированное . Конструкторское Бюро

о

Защита состоится "_"_1993 г. в_часов

на заседании специализированного . совета Д063.Я7.03 по защите диссертаций в Самарском Государственном Аэрокосмическом университете имени академика С.П.Королева (адрес: 443086, Самара, Московское шоссе 34)

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Самарского Государственного Аэрокосмического университета имени академика С.П.Королева

Автореферат разослан "__1993 г.

Ученый секретарь специализированного совета к.т.н., доценг.

А.Г.Прохоров

Общая характеристика работы

Актуальность. Спуск летательного аппарата в атмосфере планеты шляется завершающим и наиболее ответственным этапом любого косми-[еского полета. В настоящее время широкий класс космических аппа-)атов совершает неуправляемый спуск в атмосфере.- Преимущество та-сого типа спуска по сравнению с управляемым состоит в его высокой ■ :тепе!ш надежности и простоте реализации. Неуправляемый спуск яв-иется наиболее предпочтительным для оперативной доставки на Землю гатериалов исследований, для первых пусков в атмосферу неизвестных 1лзнет, а такке для экстренного спасения экипажа орбитальных стан-хий. В последнее время ведется активная работа по созданию совершенно новых типов неуправляемых спускаемых аппаратов (СА), спе-даально предназначенных для возвращения попутных космических по- ' "эзных нагрузок, размещаемых на космическом аппарате при недогрузе штатных ракетоносителей. Для таких, малых (и микро) спускаемых капсул неуправляемый режим, спуска вообще является еданст- ' зенно реализуемым в силу малых размеров аппарата и, как следствие, гевозмо.-шостн размещения на борту системы управления лишением.

Хотя в разработке и создании аппаратов такого типа накоплен ¡гае значительный опыт, при решении -задачи проектирования возникают . текоторые проблемы, связанные с.обеспечением устойчивости враща- ■ гельного движения СА. Эти проблемы следующие.

Во-первых, дашзпив аппарата вокруг цептра масс представляет собой высокочастотный колебательна® процесс, для численного моделирования которого -требуются значительные затраты «аиинного времени.

■ Во-вторых, большинство космических аппаратов соверпауг неори-. вотированный вход в атмосферу, а значит требуется анализ динамики СА в большом диапазоне изменения начальных условий двикешгг":

В-третыи, хотя при разработке неуправляемых СА стремятся придать им осесимметричную форму, обеспечить динамическую- симметрию и статическую устойчивость, в процессе проработки конструкции, создания и.эксплуатации аппарата возникают малые отклонения геометрических и динамических параметров от их номинальных значений - малая инерционно-массовая и аэродинамическая- асимметрия: смещение центра масс с оси 'симметрии Форш, центробежные моменты инерции, нарушение равенства поперечных' моментов. Кроме 4 этого могут также возникать малые возмущающие аэродинамические мо-

мэнты от имеющихся на СА люков и иллшинаторов, а также из-за несимметричного обгара поверхности аппарата в процессе спуска. Хотя действующие при атом на СА возмущающие силы и моменты являются малыми, в ряде случаев это может привести к . эзншшовенин устойчивых' резонансных режимов движения неуправляемого аппарата относительно центра масс. При движении в 'режиме устойчивого резонанса наблюдаются существенные искажения номинальных траекторий спуска и параметров вращательного движения, которые могут вызвать "арушение . нормального функционирования СА и нештатное завершение полета. Устранение этих недопустимых,режимов движения осложняется тем, что на этапе проектирования малая инерционно-массовая и аэродинамическая асимметрия так же, как и начальные условия входа в атмосферу, может быть оценена.только в вероятностном смысле.

При традиционной схеме проектирования неуправляемого СА влияние малой инерционно-массоЕой и аэродинамической асимметрии на этапе формирования облика аппарата не учитывается, а проверка выполнения целевой задачи с учетом асимметрии осуществляется на конечной стадии создания путем проведения полного стохастического моделирования движения. Выявление при этом случаев нарупения функциональна ограничений приводит к необходимости проведения повторных итераций формирования облика СА. В ряде случаев вообще не удается определить значения проектных параметров, обеспечивщих выполнение целевой задачи. В этой ситуации устойчивости вращательного движения СА добиваются путем установки на аппарат дополнительных балансировочных грузов, что приводит к массовому и аэродинамическому несовершенству.

Целью работы является построение регулярных методик и алгоритмов выбора проектно-баллистических параметров (ПБП) ..неуправляемого спускаемого аппарата, обеспечивающих устойчивость вращательного движения, с учетом влияния малой инерционно-массовой асимметрии и возможности возникновения резонансов. Предполагается, что разрабатываемые, методики и алгоритмы будут использоваться для автоматизированного синтеза проектных' параметров СА различных классов и назначения.

Научная новизна заключается в следующем.

I. Построена методика определения допустимой области изменения проектных переменных из условия обеспечения безрезонансного движения.

2. Предложена модифицированная схема выбора проектных параметров, в которую, по сравнению с традиционной, введен дополнительный этап определения допустимой области изменения проектных переменных из условия выполнения целевой задачи ( которое формализовано в виде совокупности функциональных ограничений). Предлагаемая схема позволяет уменьшить число проектных итераций и улучшить качество проекта за счет направленного поиска резонансных режимов движения и последующей отстройки от них.

3. Разработан "гарантированный" подход к учету неопределенных на этапе проектирования возмущений ( в виде начальных условий движения при неориентированном входе в'атмосферу, или малой инерционно-массовой-асимметрии), который предполагает выбор расчетных случаев движения СА и определение для' этих расчетных случаев областей безрезонансного движения.

Практическая ценность работы заключается в том, что построен общий алгоритм выбора проектно-балтгетических параметров неуправляемого СА, позволяющий быстро и -эффективно определять интервалы изменения прсэкгных переменных, обеспечивающих выполнение целевой задачи, и разработан пакет прикладных программ, реализующий предлагаемый алгоритм. Поскольку в основу алгоритма выбора проектных параметров положены полные нелинейные математические модели движения СА в резонансном и нере^онансном случае, то данный пакет программного обеспечения может быть использован для широкого класса. аппаратов различного типа и назначения. Пакет внедрен в Центральном Специализированном Конструкторском Бюро (ЦСКБ, г.Самара) и показал свою эффективность при решении практических задач. Использование данного пакета позволяет сократить календарные сроки проектирования изделия и улучшить качество проекта за счет уменьшения количества рассчитываемых траекторий спуска и сокращения общего числа проектных итераций.

На защиту выносятся следующие основные положения:

Г. Схема выбора проектно-баллистических параметров неуправляемого СА, позволяющая учесть возможность возникновения резонансных режимов движения и неориентированный вход аппарата в атмосферу.

?. Критерий выбора допустимых значений проектных параметров неуправляемого аппарата, формализованный в виде условия безрезонансного движения аппарата.

3. Методика и- алгоритм построения допустигой области изме-

- б -

нения проектных переменных,, в которой обеспечивается выполнение целевой задачи СА.

4. Алгоритм формирования расчетных случаев движения и гарантированный подход к учету случайных возмущений, з г..сличающийся в обеспечении безрезонансного движения СА в выбранных расчетных случаях.

5. Автоматизированный пакет прикладных программ, реализующий ра^тг/ предлагаемых алгоритмов и рассчитанный на пользователей, не ■ имеющих специальных знаний в области динамики СА.

Достоверность результатов^ полученных в работе, подтверждается результатами численного моделирования по наиболее полным математическим моделям.

Аппробация работы. По вопросам, рассмотренным в диссертации сделаны доклады на XXV Чтениях, посвященных разработке научного наследия и развитию идей К.Э.Циолковского /г.Калуга, 1990 г./, на XV и XVI Научных чтениях по космонавтике, посвященных памяти акаде)рка С.П.Королева и других советских ученых - пионеров освоения космического пространства /г.Москва, 1991, 1992 гг./, на III Всесоюзном научно-техническом семинаре по управлению движением и навигации специальных летательных аппаратов /г.Куйбышев, 1939 г./, на Втотюм Российско-китайском симпозиуме по космической науке и технике /г.Самара, 199^ г./. .

Публикацией Всего по теме диссертации оадбликовано 4 печатные работы, материалы вошли в 7 научно-технических отчетов. Основное содержание диссертации изложено в работах, список которых приведен в автореферате; • .

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и приложения, содержит 170 страниц машинописного текста, 58 рисунков, II таблиц и список литературы, включающий 65 источников.

Содержание работы

Во введении "обоснована актуальность теш исследований, сформулирована цель раб*ты, гоказаньГ пути ее достижения, приведены положения^ выносимые на защиту, -даны сведения о публикациях, а также о структуре работы.

В первой^, главе анализируется современное состояние проблемы выбора проектно-баллистических параметров неуправляемых спускаемых

аппаратов (СА). Особое внимание уделяется работам, в которых представлены математические модели, позволяющие исследовать вращательное движение неуправляемых! аппаратов в полной нелинейной постановке. Анализируются также работы, посвященные различным вопросам проектирования СА.

Основным недостатком известных к настоящему'времени работ пч выбору проектно-баллистических параметров неуправляемого СА является использование моделей, неучитывающих возможность возникновения резонансных режимов движения, хотя известно, что наибольший вклад в возмущение характеристик движения вносят именно резонанса.

На основе анализа современного состояния проблемы проектирования неуправляемых СА автором делаются следующие выводы:

- разработанные к настоящему времени методы и математические модели позволяют исследовать резонансное движение в полной нелинейной постановке, однако отсутствуют регулярные процедуры построения областей безрезонансного движения СА;

- традиционные методики формирования облика аппарата и определения допустимых областей изменения ПБП не учитывают влияние малой асимметрии, вызывающей резонансы.

Спускаемый аппарат как объект проектирования характеризуется вектором массово-инерционны* и геометрических параметров р и вектором начальных условий движения г0. Вектор р можно условно разделить на два отдельных вектора

Р ( Ъ0, м ).

где - вектор номинальных массово-инерционных параметров СА, характеризующих его как осесимметричное тело, Д£ - ьектор малой инерционно-массовой и аэродинамической асимметрии. В состав век- • тора !0 входят такие параметры: и - масса аппарата, Ъ -_харак-.„ терный размер, 5 - характерная площадь, хт- положение центра ...асс СА ( запас статической устойчивости); «7° = Г<Г, «Г = -Ту= -продольный и поперечный моменты инерции СА; аг, пг - коэффициенты номинальных аэродинамических сил и моментов. ,

Вектор малой инерционно-массовой и аэродинамической асимметрии А? включает: ут= уг/Ь, Ът= гт/Ь безразмерное смещение центра масс с оси симметрии формы; 7ху= , 7хг= -

безразмерные центробежные моменты инерции; Д{ = безразмерная разность поперечных моментов инерщш; Асг, Апг -коэффициенты возмущающих аэродинамических сил и моментов.

На этапа проектирования неуправляемого СА, как правило, кзваю варьировать диапазон центровок х,, изменять путем перекомпоновки СА величины продольного и поперечного моментов инерции, выбирать номинальные аэродинамические характеристики с , шг ¿а счет изменения геометрической формы. Из начальных условий Ехода моз-шо регулировать начальный угол входа 60, скорость входа \0 ( за счет изменения величины тормозного импульса) и модуль начальной угловой скорости закрутки аппарата |ш|.

Для некоторых компонентов Еектора малой асимметрии и вектора начальных условий движения относительно центра масс 20 в болыдистве случаев известны лишь некоторые оценки в виде дипазонсз изменения и законов распределения. Поэтому, данные параметры рассматриваются в качестве случайных возмущений.

Воктор проектных переменных записывается в виде

Лг0,.10 }, (I)

где 2т, с7°, сг, шг), г0= I 90, У0, |и|). Исходя из целевой

задачи СА на компоненты вектора Н накладываются некоторые функциональные ограничения

Ф£С20, Ъ0, г0. М) < О, I = 1*п (2)

где п - число ограничений. Выполнение условий (2) зависит от значений проектных переменных В. = ( г0, %0 } и случайных возмущений 20, А?.

' Под выбором проектно-баллистических параметров неуправляемого СА понимается определение в исходной области V1 = { 2! } такой совокупности допустимых значений компонент векторов е и Т?0 = ( ЬЁ9} е 2Л, которая обеспечивает выполнешга

ограничений (2) при любых случайных возмущений %0 « 110 и А % е р1. Ставится задача построения допустимой области изменения ПБП

V* = Г 2%, 5й (3)

В заключение первой главы приведены результаты численного моделирования спуска двух различных аппаратов, имеющих форму сферы и конуса. Исследовалось влияние резонансов всех возможных типов (резонанс крена, вращательный резонанс и кратные резонансы) на движение СА по траектории. Для каждого типа резонанса анализировалось поведение аппарата в трех различных случаях: безрезонансное движение ( резонанстше соотношения не выполняются), "проход" через резонанс ( резонансные соотношения выполняются кратковременно) и "захват" в резонанс ( резснанскио соотношения

выполняются б течение длительного интервала времени).

Практически на всех представлешшх траекториях, на которых возникало явление "захвата" в резонанс, наблюдается значительный рост а.'.пыштуды колебаний пространственного угла атаки а (в большинстве случаев до 180 градусов) или увеличение ь несколько раз угловой скорости вращения w , обусловленные наличием асимметрии. Причем этот аномальный рост величины параметров пропорционален длительности резонансного рехнма, ччо создает предпосылки для нарушения ограничений (?,).

Делается вывод о тс:-;, что возникновение "захвата" практически всегда приводит к сущестьеному искажению ном,шали'ых траектории спуска и нарусешга ограш1че:нй на параметры угловс. .> доажоиия. В то ке время при реализации по траектории спуска безрезонансного движения или "прохода" через резонанс существенных отклонений траекторкнх параметров от их номинальных значений не наблюдается. Поэтому в дальнейшем под безрезонансным движением понимается движение СА без "захвата" в устойчивый резонанс.

Во второй главе описываются математические модели, используемые в процессе решения задачи для моделирования движения неуправляемого спускаемого аппарата в атмосфере,.излагается метод исследования поведения СА при резонансе, проводится исследование области применю/ости резонансного метода.

Используются три математические модели движения СА: модель в направляющих косинусах для полного иммитационного моделирования, модель в углах Эйлера для анализа поведения СА при резонансе и модель в осредненных уравнениях для исследования движения осеслмметрнчного аппарата.

Особое внимание во второй главе уделяется методу исследования движения СА при резонансе, который позволяет исследовать в полюй нелинейной постановке возмущающее воздействие малой асимметрии на угловое поведение аппарата и определить условия возникновения устойчивых резонансов различных порядков.

Безрезонансное движение СА реализуется в случае, когда выполняется условие, полученное В.С.Аслановым,

Qr

F (z0,rQ,AU=

> 1, (-4)

Ear Q(z0il0,!xi) - Q0

где функагтя Q характеризует поведение СА пря резонансе.

В данной работе предлагается функцию F, хорзктеркзуксу:

- ю -

степень устойчивости аппарата к "захвату" в резонанс от возмущающего воздействия асимметрии, и называемую в дальнейшем критерием безрезонансного движения, использовать в качестве критерия выбора проектных параметров СА. Однако при этом возникают трудности, связанные с тем, что требуется задать конкретные значения всех компонент векторов и г0, входящих

в выражения для функции Я и критерия безрезонасного движения Р. В то • же время некоторые из этих параметров на этапе проектирования СА могут быть не известны. В дальнейшем предлагается процедура решения этой проблемы.

Условие безрезонансного движения (4) получено с применением асимптотических методов осреднения и является, вообще говоря, приближенным. Поэтому в работе на основе численного моделирования по полным моделям определены области его применимости и выделены основные ограничения на начальное условия движения, параметры СА, и уровень асимметрии, которые должны быть учтены при решении практических задач.

В третьей главе рассматривается методика выбора ПБП неуправляемого спускаемого аппарата, обеспечивающих заданные режимы вращательного движения. Предложена новая схема выбора параметров, основанная на построении области безрезонансного движения аппарата. Разработаны алгоритмы определения допустимой области изменения проектных параметров,■а также выбора расчетных случаев.

Подробно анализируется традиционная схема выбора параметров неуправляемого СА и выделяются ее основные недостатки:

- во-первых, из-за применения на ранних.этапах моделей, не-учитывающих влияние малой асимметрии, нарушение выполнения функциональных ограничений выявляется, как правило, на последних стадиях разработки проекта ( иногда .даже на этапе летных испытаний), в „'Ь.,зи с .ем требуется несколько итераций формирования облика СА;

- во-вторых, применяемое стохастическое моделирование требует значительных затрат машинного времени, увеличивающихся с ростом числа итераций формирования облика аппарата;

- в-третьих, стохастическое моделирование дает трудно интерпретируемые результаты, по которым в случае нарушения выполнения функциональных ограничений невозможно определить направления дальнейшего проектного поиска'.

Предлагается видоизменить традиционную схему проектирования аппарата, а именно ввести одним из первых этап построения области

допустимых значений проектных параметров, в которой обеспечивается выполнение всех наложенных ограничений с учетом влияния малой асимметрии. Стохастическое моделирование в. предлагаемой схеме выбора параметров используется на конечной стадии, когда формирование облика СА уже практически закончено, в. качестве поверочного расчета.

Достаточно просто искомая область допустимых значений проектно-баллистических параметров, в которой гарантируется выполнение всех функциональных ограничений, может быть определена для случая когда аппарат является осесимметричним телом, поскольку при нулевых компонентах асимметрии (Ц - О) имеет место плавное изменение параметров движения СА по траекторш1 и ь связи с этим функции Ф{ (2) являются гладкими. Такую область будем-называть номинальной областью изменения проектных параметров и обозначать 2>п. Тогда для любых гп и рп= ( £п ) е Vй выполняется условие

{Ц, А £ = 0} < 0, {1=1.п). (5)

Пусть также в исходной области определена некоторая область £>г, в которой выполняется условие безрезонансного движения СА (4) с учетом некоторой заданно": асимметрии АС * О

У ¿£, А£г) > 1. ■ (6)

Поскольку условие (6) гарантирует отсутствие "захвата" в резонанс, а значит и существенных отклонений по траектории спуска параметров движения от их номинальных значений, можно утверждать,-что в области Т>г значения функций £г, Д^г=0) и Ф

А^0) будут отличаться незначительно.

Тогда допустимая область изменения проектных. параметров V9 может быть определена как пересечение номинальной области Т>п и области безрезонансного движения Т>гп . ■

Ъ° » Т>п П Х>г,

при этом условие (5) внутри области Т>а будет гарантировать выполнение функциональных ограничений при номинальных значениях проектных параметров, а условие (6) обеспечивать малость отклонений от расчетных режимов движения.

На основе этого вывода формулируется0следующая методика выбора проектно - баллистических параметров неуправляемого спускаемого аппарата с асимметрией.

I. Формируются основные варианты компоновки и конфигурации СА, задаются диапазоны изменения проектных параметров, а также

начальные приближения для неопределенных случайных характеристик.

2. В исходной области определяется номинальная область допустимых значений проектных переменных из условия выполнения условия наложенных функциональных ограничений (2) и имеющегося опыта проектирования.

3. В исходной области В1 строится область безрезонанского движения СА из условия выполнения неравенства (6).

4. Нормируется результирующая область допустимых значений V3, как пересечение двух найденных областей.

5. В найденной области Т>° осуществляется поиск оптимальных значений проектных параметров аппарата по принятым критериям оптимальности, после чего производятся расчеты на прочность и теплозащиту, сводный весовой расчет, назначаются производственные и технологические допуска.

ь. Определяются уточненные характеристики СА и проверяется их принадлежность области Vй.. При необходимости осуществляется повторение поиска допустимой области для уточненых значений проектных переменных.

7. На последнем этапе производится полное стохастическое модели ование движения СА и проверка выполнения функциональных ограничений.

Имеющаяся неопределенность в задании векторов г, и Д£ может быть устранена путем применения гарантирующего подхода к построению области безрезонансного ^движения. Этот подход заключается в следующем.

Критерий безрезонансного движения (функция Р) характеризует степень • устойчивости аппарата к "захвату" в резонанс от возмущающего воздействия асимметрии. Чем меньше значение Р, тем больше склонность аппарата к попаданию в резонанс.

Введр '. понятие расчетного случая, под которым будем понимать совокупность случайных параметров ( 2*, Д£*), соответствующую минимальной устойчивости СА к "захвату" в резонанс

( г*. ДГ„' ; = агт^п Р (20, 20, 50. ¿5. А? )• (V)

г0,д|

Пусть для найденного сочетания ( 2*, А?*) определена область безрезо11ансного движения, в которой выполняется условие

' Р (г0, 2*. £0, АЕ. Д£*) > 1. (8)

Тогда очевидно, что Б этой области для любых других сочетаний

случайных возмущений ( 20, Л? ), отличных от ( 2*. Л?*), в силу выражения (7) будет выполняться условие

' ■ Р (г0, ¿0, ?0, А6, ДО > I (9)

Обеспечение безрезонансного движения в расчетных случаях позволяет гарантировать безрезонансное движение для любых других значений неопределенных на этапе проектирования параметров (20, Д£ ).

В работе на основе численного моделирования определены все возможные расчетные случаи, для которых необходимо осуществлять построешю области безрезонансного движения, и построен алгоритм выбора праметров СА в случае неориентированного входа в атмосферу, предусматривающий раздельную минимизации функции ? по начальной ориентации и компонентам вектора асимметрии.

Предложена общая методика построения номинальной области изменения проектных параметров и области безрезонансного движения СА, предусматривающая:

- формирование множества пробных точек, распределенных в пространстве по некоторому закону;

- вычисление контролируемых функций в пробных точках и разделение всего множеств." точек па два отдельных подмножества -допустимых и недопустимых;

- аппроксимация подмножества допустимых точек выпуклой оболочкой;

- построение внутри найденной гиперповерхности вписанного л-мерного гиперпараллелепипеда, задающего в удобном для проектанта виде искомую допустимую область.

Предлагаемый алгоритм позволяет полностью формализовать "и автоматизировать процесс построения допустимой области.

В четвертой главе описывается пакет прикладных программ для выбора проектно-баллистических параметров неуправляемого СА и реализующий предлагаемые алгоритмы построения допустимой области. Изложены основные требования к пакету, сформулированные в процессе его разработки. Дана структура пакета, схема Вызовов отдельных модулей, общая характеристика функционального и прикладного наполнения.

Приведен пример решения модельной задачи построения допустимой области для неуправляемого спускаемого аппарата сферической формы. В примере осуществляется выбор расчетных случаев к построение областей безрезонансного движения по параметрам: хт- положение центра масс ( запас статической устойчивости); J - продольный'

момент инерции СА; 60 - начальный угол входа; |ш| - модуль начальной угловой скорости закрутки аппарата.

Рассматривается также пример построения допустимой области для конкретного аппарата, имеющего форму конуса. На перЕом этапе решения задачи из-за высокого уровня асимметрии размер области безрезонэнсчого движения равен нулю, т.е. это означает, что не существует допустимая область. Компоненты вектора асимметрии были включены в состав вектора проектных переменных и был определен допустимый уровень асимметрии.

В обоих случаях время решения задачи на ЭВМ серии ЕС -1061 не превышало 20-ти часов, что подтверждает эффективность предлагаемых алгоритмов,, поскольку при традиционной схеме выбора параметров затраты машинке го времени на порядок выше.

В Заключении отмечается, что разработки методики и алгоритм;, позволяющие решать практически важные задачи, связанные с выбором проектно-баллистических параметров неуправляемого спускаемого аппарата, обеспечивающих выполнение целевой задачи СА. Работа ал- горитмов реализована в виде автоматизированного пакета прикладных программ, предназначенного для определения допустимых областей изменения проектных переменных.

Получены следующие основные результаты:

1. Показано, что основной причиной нарушения выполнения функциональных ограничений, а'значит и целевой задачи СА, является возникновение аномальных резонансных режимов вращательного движения, обусловленных наличием у аппарата малой инерционно-массовой и аэродинамической асимметрии. Предлагается использовать в качестве критерия выбора ПБП условие безрезонансного движения аппарата по всей траектории спуска.

2. Разработаны методика и общий алгоритм выбора проект-но-оаллис-хических параметров неуправляемого аппарата, обеспечивающих устойчивость вращательного движения. Алгоритм предусматривает определение номинальной области изменения проектных переменных ( без учета, влияния малой асимметрии) из условия выполнения наложенных функциональных' ограничений, построение области безрезонансного двикедая; # формирование на их основе результирущей допустимой. области.. .

3. Предложен гарантированный подход к учету неопределенных на этапе проектирования возмущениий в виде малой асимметрии и начальных условий движения при неориентированном входе в атмосферу-,

базирующийся на выявлении траекторий с максимальной склонностью аппарата к "захвату" в резонанс, выбора их в качестве расчетных случаев движения и построения для них допустимых областей изменения проектных переменных.

4. Разработан автоматизированный пакет прикладных программ, позволяющий решать поставленную задачу с минимальными затратам! машинного времени и рассчитанный на пользователей, не обладающих специальными знаниями в области динамики спуска.

5. Проведено построение допустимых областей в модельной задаче и при модификации конкретного аппарата,что позволило выработать практические рекомендации по выбору проектных параметров с целью обеспечения устойчивости вращательного движения и выполнения целевой задачи. Время решения задачи для каждого изделия с помощью предлагаемого пакета прикладных программ на ЭВМ серии ЕС-1061,-1045 не превышало 20 часов.

Основные материалы диссертации изложены в следующих публикациях.

1. Кислов A.B. Построение области допустимых значений проектных параметров неупрарчяемого спускаемого аппарата с учетом вращательного движения // Труды XXV Чтений, посвящепшх разработке научного наследия и развитию идей К.Э.Циолковского. - М.:ИИЕТ АН СССР,I991. - С.93-98.

2. Кислов A.B. Подсистема построения области, допустимых значений проектных параметров неуправляемого спускаемого аппарата с учетом вращательного движения // Труды XV Научных чтений по космонавтике, посвященных памяти академика С.П.Королева и других советских уче- ных - пионеров освоения космического пространства. - Н.:ШЕТ АН CCCP.I99I. - с.20-21.

3. Асланов B.C., Кислов A.B. Автоматизированный синтез вращательного движения неуправляемого спускаемого аппарата // Труды Второго советско-китайского симпозиума по космической науке и технике. - Самара: 1992. - С.238.

4. Асланов B.C., Кислов A.B. Обеспечение устойчивости вращательного движения неуправляемого спускаемого аппарата // Труды .XVI Научных чтений по космонавтике, посвященных памяти академика С.П.Королева и других советских ученых - пионеров освоения космического пространства. - М.:ИИЕТ РАН, 1992. - с.13-14.