Analytical Method for Calculating the Trajectories of Spacecraft Executing Dynamic Thrust Maneuvers and Orbit Corrections

N. L. Sokolov

  Аналитический метод расчета траекторий движения космического аппарата при проведении ракетодинамических маневров и коррекций(862,61 KB)

Abstract

Using analytical methods is an efficient approach to qualitative analysis of spacecraft (SC) trajectories. An analytical method is described of calculating the parameters of SC motion during dynamic thrust maneuvers and corrections with the account of aerodynamic forces affecting the SC. Computational margins are analyzed of calculating the parameters of SC motion. Full qualitative agreement between the data retrieved and the results of numerical integration of differential equations yields a computational error margin within just 2–3%.

Keywords:

analytical method, spacecraft, thruster, dynamic thrust maneuvers, aerodynamic braking, computational accuracy

References

1. Кувшинова, Е. Ю. Методика определения оптимальной траектории перелета с малой тягой между околоземной и около лунной орбитами / Е.Ю. Кувшинова // Труды МАИ. – 2013. – № 68. – С. 17.

2. Николаичев, И. А. Оптимизация многовитковых межорбитальных перелетов с двигателями малой тяги / И.А. Николаичев // Вестник МАИ. – 2013. – Т. 20. – № 5. – С. 66–76.

3. Понтилеев, А. В. Применение методов глобальной оптимизации для параметрического синтеза обобщенного пропорционально-интегрально-дифференциального регулятора в задаче управления полетом / А.В. Понтилеев, Т.А. Летова, Е.А. Помазуева // Труды МАИ. – 2015. – № 79. – С. 23.

4. Иванов, Н. М. Движение космических летательных аппаратов в атмосферах планет / Н.М. Иванов, А.И. Мартынов. – М.: Наука, 1985. – 384 с.

5. Соколов, Н. Л. Приближенный аналитический метод расчета пространственных маневров в атмосфере / Н.Л. Соколов // Космические исследования. – 1988. – Т. 26. – Вып. 2. – С. 209–219.

6. Расчет входа в атмосферу десантного модуля проекта «ЭкзоМарс» / К.С. Елкин [и др.] // Вестник МАИ. – 2014. – Т. 21. – № 4. – С. 79–86.

7. Баранов, А. А. Оценка маневров, выполненных активным космическим объектом / А.А. Баранов, М.О. Каратунов // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. «Машиностроение». – 2015. – № 5 (104). – С. 25–37.

8. Соколов, Н. Л. Оптимальное управление космическим аппаратом на участке предварительного аэродинамического торможения при выведении на орбиту искусственного спутника Марса / Н.Л. Соколов // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. «Машиностроение». – 2015. – № 6. – С. 4–21.

9. Соколов, Н. Л. Аналитический метод исследования оптимального управления КА при движении в атмосфере / Н.Л. Соколов // Лесной вестник. – 2015. – Т. 19. – № 3. С. 37–44.

10. Бронштейн, И. Н. Справочник по математике для инженеров и учащихся ВТУЗов / И.Н. Бронштейн, К.А. Семендяев. – М.: Наука. 1980. – 976 с.

11. Chapman, D. R. An approximate analytical method for studing entry into planetary atmospheres / D.R. Chapman. – NASA, TN 4276 (May 1958).