"Качество и жизнь" № 3(19) 2018

Особенности качественного управления процессом разделения летательных аппаратов – синергетический подход

О.Д. Крееренко, к.т.н., доцент, кафедра 109Б Московского авиационного института (НИУ); Ростовская область, г. Таганрог
e-mail: olgadmk@yandex.ru
 
Е.С. Крееренко, Южный Федеральный Университет; Ростовская область, г. Таганрог
 
В статье представлен синтез стратегий управления процессом разделения ступеней авиационно-космического комплекса (АКК) с верхним расположением разгонного блока (РБ) на самолете-носителе (СН) при одновременном разрыве всех связей между ними. Рассмотрены вопросы повышения качества процесса управления АКК на этапе разделения ступеней посредством применения синергетических методов управления. Разработаны математические модели РБ и СН с учетом силового и аэродинамического взаимодействия между ними. Получены выражения, определяющие зависимость сил и моментов сил реакций в узлах связи от аэродинамических и массово-инерционных характеристик РБ и СН. Показано, что учет естественных свойствобъектов позволяет получить системы управления, обеспечивающие качественное безударное разделение летательных аппаратов, а также создание для разгонного блока условий, позволяющих ему совершать автономный полет после разделения с набором высоты.
 
Ключевые слова: авиационно-космический комплекс, синтез законов управления, метод АКАР, разгонный блок, самолет-носитель, разделение летательных аппаратов.
 
Литература
1. Decker I. P., Wilhite A. W. Technology and methology of separating two similar size aerospace vehicles within the atmosphere. AIAA Paper, № 75 – 29, 1975.
2. Moelyadi M.A., Breitsamter C., Laschka B. Steady and unsteady calculations on full configuration of two-stage space transportation system during separation, 24th International Congress of the Aeronautical Sciences, ICAS2004, 29 August – 3 September, 2004.
3. Decker J.P., and Gera J. An exploratory study of parallel stage separation of reusable launch vehicles. NASA TN D-4765, Oct. 1968.
4. Decker K. Aerodynamik eines zweistufigen Raumtransportsystems beim Wiedereintritt und wahrend der Separation. Dissertation, TechnischeUniversitat Munchen, Dec. 2003.
5. Bernot P.T. Abort separation study of a shuttle. orbiter and external tank at hypersonic speed. NASA. TM X-3212, May 1975.
6. Rochholz H., Huber T., Matyas, F. Unsteady airloads during separation of an idealized two-stage hypersonic vehicle. Zeitchrift fur Flugwissenschaften und Weltraumforchung, Band 19, Heft 1, pp. 2–9, 1995.
7. Колесников К.С., Кокушкин В.В., Борзых С.В., Панкова Н.В. Расчет и проектирование систем разделения ступеней ракет: Учеб. пособие. – М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2006. – 376 с.
8. Демешкина В.В., Ильин В.А., Леутин А.П. Некоторые особенности процесса разделения летательных аппаратов вблизи момента разрыва связей. Ч. I и II. – Ученые записки ЦАГИ. – 1980. – Т. 11. – № 4, 5.
9. Леутин А.П. Об определении системы сил реакций в шарнирных узлах крепления летательных аппаратов при их разделении. – Ученые записки ЦАГИ. – 1981. – Т. 12. – № 4.
10. Ильин В.А. Учет реального силового взаимодействия в шарнирных узлах крепления при расчете связанного относительного разворота двух летательных аппаратов. – Ученые записки ЦАГИ. – 1984. – Т. 15. – № 3.
11. Ильин В.А. Сила трения и момент сил трения в шарнирных узлах крепления при развороте двух летательных аппаратов относительно этих узлов. Ч. I и II. – Ученые записки ЦАГИ. – 1985. – Т. 16. – № 3 и 1986. – Т. 17. – № 1.
12. Овчинников В.В., Садчиков В.И. Определение линейных и угловых ускорений несвободной системы двух летательных. – Ученые записки ЦАГИ. – 1987. Т. 18. – № 5.
13. Овчинников В.В., Садчиков В.И. Метод исключения статических неопределенностей в задачах механики несвободного твердого тела. – Ученые записки ЦАГИ. – 1987. Т. 18. – № 6.
14. Кобзев В.А., Фортинов Л.Г., Гломбинский Е.Н. Комплексная система для запуска тяжелых воздушно-космических самолетов многоразового использования на околоземную орбиту, супертяжелый реактивный самолет-амфибия для нее (варианты) и способ осуществления запуска // Патент РФ №2397922, приоритет от 30.07.2008 г.
15. Колесников А.А. Синергетическая теория управления. М.: Энергоатомиздат. –1994.
16. Веселов Г.Е. Cинергетический подход к синтезу иерархических систем управления // Известия ТРТУ. –2006. –Т. 61. –№ 6. –С. 73–4.
17. Современная прикладная теория управления. Ч. II: Синергетический подход в теории управления / Под. ред. А.А. Колесникова. – Москва-Таганрог: Изд-во ТРТУ. – 2000.
18. Колесников А.А., Веселов Г.Е., Попов А.Н., Мушенко А.С. и др. Синергетические методы управления сложными системами: механические и электромеханические системы. – М.: КомКнига. – 2006. – 304 с.
19. Бюшгенс Г.С., Студнев Р.В. Аэродинамика самолета: Динамика продольного и бокового движения. – М.: Машиностроение. – 1979. – 352 с.