Комбинированное управление спуском орбитального пилотируемого корабля для высокоточной посадки возвращаемого аппарата на территории России тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.07.09, доктор наук Кудрявцев Сергей Иванович

• Кудрявцев Сергей Иванович
• доктор наук
• 2018

Оглавление диссертации доктор наук Кудрявцев Сергей Иванович

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ БАЛЛИСТИЧЕСКИХ ПРОБЛЕМ ОБЕСПЕЧЕНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ СПУСКА ПИЛОТИРУЕМОГО КОРАБЛЯ С ПОСАДКОЙ ВОЗВРАЩАЕМОГО АППАРАТА НА ТЕРРИТОРИИ РОССИИ

1.1. Общие принципы организации и задачи спуска космических аппаратов с орбиты искусственного спутника Земли

1.1.1. Применение комбинированного торможения для решения задач спуска

1.1.2. Задачи спуска и посадки пилотируемых возвращаемых аппаратов скользящего типа

1.1.3. Задачи организованного завершения полёта беспилотных космических аппаратов

1.2. Исторические аспекты спуска пилотируемых кораблей с орбиты искусственного спутника Земли

1.3. Задачи спуска и безопасной посадки перспективного пилотируемого транспортного корабля

1.3.1. Районы штатной посадки возвращаемого аппарата на территории России

1.3.2. Обоснование требований к точности управления спуском возвращаемого аппарата

1.3.3. Анализ безопасности посадки на территории России с учётом конструктивной компоновки корабля

1.3.4. Баллистическая схема завершения полёта перспективного пилотируемого корабля

1.4. Задачи баллистического проектирования спуска перспективного пилотируемого корабля

1.5. Выводы по Главе

ГЛАВА 2. МЕТОДИЧЕСКОЕ И ПРОГРАММНО-МАТЕМАТИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ РЕШЕНИЯ БАЛЛИСТИЧЕСКИХ ЗАДАЧ СПУСКА КОСМИЧЕСКИХ АППАРАТОВ С ОРБИТЫ ИСКУССТВЕННОГО СПУТНИКА ЗЕМЛИ

2.1. Методическое обеспечение решения баллистических задач спуска космических аппаратов

2.1.1. Модели невозмущённого движения космического аппарата

на всех участках спуска

2.1.2. Состав и модели учитываемых возмущающих факторов

2.2. Базовый программно-математический комплекс баллистико-навигационного обеспечения спусков космических аппаратов

2.3. Выводы по Главе

ГЛАВА3. КОМПЛЕКСНОЕ БАЛЛИСТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ВОПРОСОВ ПОСТРОЕНИЯ КОМБИНИРОВАННОЙ БОРТОВОЙ СИСТЕМЫ ВЫСОКОТОЧНОГО УПРАВЛЕНИЯ СПУСКОМ ВОЗВРАЩАЕМОГО АППАРАТА ПЕРСПЕКТИВНОГО ПИЛОТИРУЕМОГО КОРАБЛЯ

3.1. Оценка предельно-достижимой точности управления спуском

для автономных систем

3.1.1. Методы расчёта отклонений точек посадки от прицельной точки

3.1.2. Анализ условий функционирования высокоточной системы управления спуском

3.1.3. Метод и результаты оценки предельной точности систем управления спуском с закреплёнными акселерометрами

3.1.4. Анализ точности автономных инерциальных

навигационных систем

3.2. Баллистическое обоснование возможности создания комбинированной системы высокоточного управления спуском с использованием спутниковой навигационной информации

3.2.1. Радиофизические проблемы спуска в плотных слоях атмосферы

3.2.2. Метод оценки возможности построения комбинированной системы управления спуском

3.2.3. Анализ маневренных возможностей возвращаемого аппарата на высоте гарантированного восстановления радиосвязи с навигационными искусственными спутниками Земли

3.3. Баллистическое проектирование номинальной траектории спуска для обеспечения оптимальных условий работы комбинированной системы управления спуском

3.3.1. Критерии оптимальности траекторий спуска пилотируемых возвращаемых аппаратов

3.3.2. Постановка и результаты решения задачи выбора квазиоптимальной траектории спуска

3.3.3. Анализ эффективности решения задачи выбора квазиоптимальной траектории спуска

3.4. Обоснование выбора принципов управления траекторией спуска

3.4.1. Принцип управления на автономном участке наведения

3.4.2. Принцип управления на участке высокоточного наведения

3.5. Схема функционирования комбинированной системы управления спуском

3.6. Выводы по Главе

ГЛАВА 4. СИНТЕЗ КОМПЛЕКСА АЛГОРИТМОВ

ВЫСОКОТОЧНОГО ТЕРМИНАЛЬНОГО НАВЕДЕНИЯ ВОЗВРАЩАЕМОГО АППАРАТА ПЕРСПЕКТИВНОГО ПИЛОТИРУЕМОГО КОРАБЛЯ НА КОНЕЧНОМ УЧАСТКЕ СПУСКА

4.1. Структура комплекса бортовых алгоритмов терминального управления спуском

4.2. Анализ управляемости динамической системы «возвращаемый аппарат - прицельная точка»

4.2.1. Теоретический подход к анализу управляемости возвращаемого аппарата

4.2.2. Способ обеспечения решения целевой задачи наведения

4.3. Анализ особенностей динамики движения центра масс возвращаемого аппарата на конечном участке наведения

4.3.1. Динамика изменения параметров зоны манёвра возвращаемог аппарата на конечном участке наведения

4.3.2. Трассы спуска на конечном участке наведения

4.3.3. Особенности движения возвращаемого аппарата на близких к вертикали участках спуска

4.3.4. Основные возмущающие факторы и способы уменьшения их влияния

4.4. Принцип построения терминального алгоритма наведения, использующего особенности зоны манёвра возвращаемого

аппарата

4.4.1. Общий подход к синтезу терминального алгоритма наведения

4.4.2. Метод расчёта текущих параметров зоны манёвра возвращаемого аппарата

4.4.3. Схема алгоритма терминального наведения

4.5. Алгоритм подготовки априорной информации

4.6. Алгоритм терминального наведения возвращаемого аппарата на конечном участке спуска

4.7. Алгоритм прогнозирования конечных точек траектории спуска в терминальном алгоритме наведения

4.7.1. Упрощённая модель движения центра масс возвращаемого аппарата

4.7.2. Методика расчёта параметров атмосферы

4.7.3. Методика расчёта аэродинамических характеристик возвращаемого аппарата

4.7.4. Алгоритм прогнозирования конечных точек траектории

спуска

4.8. Обеспечение адаптивности терминального наведения

4.8.1. Проблемы моделирования аэродинамических ускорений при прогнозировании траекторий спуска возвращаемого аппарата

в атмосфере

4.8.2. Алгоритм расчёта поправочных коэффициентов модели движения центра масс возвращаемого аппарата

4.9. Вопросы проектирования автомата стабилизации возвращаемого аппарата в канале скоростного крена

4.9.1. Общие требования к автомату стабилизации

4.9.2. Сравнительный анализ алгоритмов стабилизации

4.9.3. Рекомендации по построению автомата стабилизации

4.10. Выводы по Главе

ГЛАВА 5. ИССЛЕДОВАНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК

КОМБИНИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ СПУСКОМ

5.1. Схема вычислительного эксперимента

5.2. Оценка предельно-достижимой точности наведения при использовании предлагаемого комплекса алгоритмов

5.3. Оценка влияния параметров системы стабилизации возвращаемого аппарата в канале крена на точность наведения

5.4. Оценка влияния ограничения величины максимальной перегрузки

на точность наведения

5.5. Метод решения задачи прицеливания для гарантированного высокоточного терминального наведения

5.5.1. Анализ особенностей задачи прицеливания для высокоточного управления спуском с орбиты искусственного спутника Земли

5.5.2. Метод и алгоритм расчёта смещения прицельной точки

5.6. Выводы по Главе

ГЛАВА 6. БАЛЛИСТИЧЕСКОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ БЕЗОПАСНОГО ЗАВЕРШЕНИЯ ПОЛЁТА ДВИГАТЕЛЬНОГО ОТСЕКА ПИЛОТИРУЕМОГО КОРАБЛЯ

6.1. Анализ особенностей баллистической схемы безопасного завершения полёта двигательного отсека

6.1.1. Формирование орбиты двигательного отсека для обеспечения затопления элементов конструкции в заданном районе

океана

6.1.2. Особенности организации спуска двигательного отсека с эллиптической предспусковой орбиты

6.2. Оптимизация манёвра доразгона двигательного отсека

6.3. Минимизация расхода топлива на окончательный сход двигательного отсека с орбиты

6.4. Варианты траекторий спуска перспективного пилотируемого

корабля

6.5. Выводы по Главе

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Комбинированное управление спуском орбитального пилотируемого корабля для высокоточной посадки возвращаемого аппарата на территории России»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы диссертационного исследования. Спуск космических аппаратов (КА) на Землю после выполнения программы полёта по орбитам искусственного спутника Земли (ОИСЗ) является ответственным этапом, определяющим успех всей космической экспедиции в целом. Для пилотируемых полётов задачей данного этапа является выполнение мягкой посадки в заданном районе поверхности Земли для безопасного возвращения с ОИСЗ экипажей и полезных грузов. Полёт беспилотных автоматических КА, не несущих возвращаемой на Землю полезной нагрузки, должен завершаться безопасной утилизацией посредством затопления элементов конструкции КА в пустынном районе Мирового океана.

К настоящему времени накоплен весьма значительный практический опыт возвращения с низких ОИСЗ КА различных классов и различного назначения. На этапе проектирования КА в обязательном порядке проводились работы по выбору и обоснованию баллистических схем спуска. Определялись требуемые характеристики тормозных двигательных установок (ТДУ), запасы топлива для спуска в штатных и возможных нештатных ситуациях, методы и алгоритмы управления спуском, требования к приборам системы управления, распределение задач между бортовым и наземным сегментами контура управления полётом, разрабатывались методы и алгоритмы баллистико-навигационного обеспечения (БНО) спуска.

Космическая деятельность России регламентируется рядом документов, устанавливающих принципы, цели, задачи, приоритеты и планируемые результаты деятельности. Так, документ «Основные положения Основ государственной политики Российской Федерации в области космической деятельности на период до 2030 года и дальнейшую перспективу, утверждённые Президентом Российской Федерации от 19 апреля 2013 г. № Пр-906» предусматривает исключение рисков при использовании наземной космической инфраструктуры за рубежом (раздел III, пункт 7в), соблюдение

мер по охране окружающей среды (пункт 7и), создание перспективного пилотируемого космического корабля (раздел IX, пункт 20а). Законом Российской Федерации о космической деятельности (№ 5663-1) устанавливается, что полигоны посадки космических объектов являются составной частью космической инфраструктуры Российской Федерации (раздел IV, статья 18, пункт 1), безопасная космическая деятельность осуществляется с учётом обеспечения уровня допустимых антропогенных нагрузок на окружающую среду и космическое пространство (раздел V, статья 22, пункт 1).

В нашей стране проводятся работы по созданию многоцелевого пилотируемого транспортного корабля (ПТК) нового поколения, который должен заменить ТПК типа «Союз» для обеспечения орбитальных полётов.

Принципиальным отличием нового ПТК является планируемая организация посадки его многоразового ВА скользящего типа с парашютно-реактивной системой мягкой посадки (СМП) на территории России, что возможно только при условии существенного повышения точности управления спуском (отклонение в точке начала работы СМП не более 1 км). Данная особенность обусловлена отсутствием на территории России пригодных посадочных площадок с большой площадью, аналогичных площадкам на полигоне посадки в Республике Казахстан.

Вторым принципиальным отличием ПТК является планируемая организация безопасного завершения полёта двигательного отсека (ДО), обеспечивающего сход ПТК с ОИСЗ для посадки ВА в заданном районе. При спуске ТПК типа «Союз» отделяемые от ВА отсеки совершают вход в плотные слои атмосферы вместе с ВА, в процессе спуска по баллистическим траекториям разрушаются, несгоревшие элементы конструкции (НЭК) достигают поверхности Земли в непосредственной близости от района посадки ВА. При организации посадки на выбранных российских полигонах падение НЭК ДО будет происходить в населённых районах России и прилегающих государств. Для исключения вероятности причинения ущерба

населению и объектам наземной инфраструктуры при высокоточной посадке ВА на площадки малых размеров, расположенные в относительно густонаселённых районах России, планируется безопасное затопление НЭК ДО в океане. Для этого после отделения ДО от ВА должен выполняться его доразгон для обеспечения орбитального существования в течение некоторого времени, далее должен выполняться сход ДО с орбиты с последующим затоплением НЭК в пустынном районе океана. Дополнительный расход топлива на затопление НЭК должен быть минимальным.

Решение перечисленных задач целесообразно осуществлять с использованием современных средств спутниковой навигации. Малогабаритная бортовая навигационная аппаратура позволяет непрерывно получать высокоточные данные о положении и скорости КА на любом участке полёта, кроме участка спуска в плотных слоях атмосферы с наиболее напряжённым тепловым режимом.

Для обеспечения посадки ВА на территории России необходимо создание системы управления спуском (СУС), имеющей более высокие точностные характеристики, чем СУС эксплуатируемых в настоящее время ТПК «Союз МС». Разработку такой системы целесообразно проводить с максимальным использованием имеющегося практического опыта спусков ТПК типа «Союз». Существующая СУС построена на основе принципа управления относительно попадающей опорной траектории, выбираемой с учётом основных фазовых ограничений по тепловому и перегрузочному режимам спуска. Для обеспечения высокой точности посадки ВА на конечном участке спуска после восстановления радиосвязи с навигационными ИСЗ может быть использован принцип терминального наведения. СУС, построенная с использованием на различных участках спуска двух различных принципов управления, относится к комбинированным системам.

Таким образом, в настоящее время существует актуальная научная проблема организации безопасной посадки ВА на территории России с

использованием высокоточного управления спуском с ОИСЗ ВА скользящего типа и захоронения отделяемого ДО в акватории океана.

Степень разработанности темы. Вопросам теоретического и практического решения баллистических задач спуска КА с ОИСЗ посвящено весьма значительное количество работ. Большой вклад в создание методов исследования динамики движения КА в атмосфере, моделей движения КА, методов и алгоритмов управления движением КА на всех участках спуска внесли Д.Е. Охоцимский, Ю.Ф. Голубев, Ю.Г. Сихарулидзе, В.А. Ярошевский, К.П. Феоктистов, Л.И. Комарова, Е.Ф. Каменков, Н.М. Иванов и другие.

Вопросы решения задач повышения точности управления спуском исследуются в работах отечественных и зарубежных авторов (например, [3, 8, 64, 106, 116, 126, 129]). Применительно к ВА скользящего типа рассмотрены различные подходы к построению алгоритмов управления движением центра масс. Однако, комплексных проектно-баллистических исследований возможности построения комбинированной СУС ВА скользящего типа, имеющих ограниченные маневренные возможности, с использованием спутниковой навигации на участке спуска после «выхода из плазмы» и с учётом особенностей выбора номинальных попадающих траекторий до настоящего времени не проводилось. Синтез известных алгоритмов управления спуском выполнялся без учёта особенностей динамики движения ВА на высотах менее 15 км, где, собственно, и обеспечивается требуемая высокая точность наведения. Кроме того, в известных работах не рассмотрены вопросы наведения на конечном участке спуска ВА при значительных отклонениях от номинальной попадающей траектории, вызванных внеатмосферным промахом и ошибками автономной части СУС в условиях низкой начальной эффективности управления по углу скоростного крена.

Вопросы организации схода КА с ОИСЗ с минимальными затратами топлива нашли отражение в ряде работ (например, [2, 28, 115]). В то же время, безопасное затопление НЭК ДО с минимальным расходом топлива имеет особенности, связанные с организацией доразгона и со спуском с

эллиптической орбиты, имеющей неблагоприятное расположение перигея относительно района затопления.

Комплексных баллистических исследований задачи комбинированного высокоточного управления спуском ВА скользящего типа с одновременной организацией безопасного завершения полёта отделяемого ДО до настоящего времени не проводилось.

Основной целью диссертационной работы является решение научной проблемы обеспечения безопасности возвращения с ОИСЗ пилотируемого корабля, имеющего в своём составе ВА скользящего типа и отделяемый ДО, путём совмещения решения задач высокоточного управления спуском ВА для посадки на российских полигонах малых размеров и захоронения НЭК ДО в океане.

Достижение сформулированной цели потребовало решения следующих научно-технических задач:

- разработки метода оценки предельно-достижимой точности существующих СУС, использующих только информацию об аэродинамическом ускорении ВА, для анализа перспектив совершенствования СУС ТПК «Союз МС»;

- баллистического исследования возможности построения комбинированной системы высокоточного управления спуском пилотируемого ВА скользящего типа, включающей аналогичную отработанной на практике СУС ТПК «Союз МС» автономную часть и систему терминального наведения с использованием спутниковой навигационной информации на конечном участке спуска;

- исследования особенностей динамики движения центра масс пилотируемого ВА скользящего типа на конечном участке спуска;

- баллистического проектирования комплекса алгоритмов высокоточного наведения ВА скользящего типа на конечном участке спуска;

- разработки метода и алгоритма прицеливания для решения задачи выбора номинальной попадающей траектории спуска с ОИСЗ,

обеспечивающей условия гарантированного высокоточного наведения пилотируемого ВА скользящего типа на конечном участке спуска;

- баллистического исследования проблем организации оптимального доразгона ДО ПТК для обеспечения возможности безопасного завершения его полёта после отделения от ВА с затоплением в отведённом районе океана при минимальных затратах топлива;

- баллистического исследования особенностей спуска ДО ПТК с эллиптической орбиты, имеющей неблагоприятное относительно района затопления НЭК расположение перигея;

- анализа эффективности применения управления вектором тяги двигательной установки (ДУ) ДО для уменьшения расхода топлива на окончательный сход ДО с орбиты.

Метод проведения исследований - расчётно-теоретический. При решении перечисленных научно-технических задач использовались методы теории интегрального и дифференциального исчисления, теории систем автоматического управления, теории оптимальных систем, теории вероятностей, численные методы решения дифференциальных уравнений, методы приближения функций, метод наименьших квадратов, методы управления спуском в атмосфере, метод статистического моделирования. Кроме того, при проведении исследований, синтезе методов и алгоритмов решения поставленных задач использован личный опыт работ в ЦУП ЦНИИмаш по баллистико-навигационному обеспечению спусков КА различных классов.

Объектом исследований является орбитальный пилотируемый корабль с ВА скользящего типа, совершающим высокоточную посадку в заданном районе территории России, и ДО, утилизируемым в пустынном районе океана.

Предметом исследований являются математические модели и методы проектирования траекторий спуска и алгоритмов управления движением КА при спуске с ОИСЗ.

Научная новизна полученных в диссертационной работе результатов заключается в следующем:

- разработан метод и получены оценки предельно-достижимой точности существующих систем управления спуском с закреплёнными на корпусе ВА акселерометрами для оценки перспектив совершенствования СУС ТПК типа «Союз»;

- разработан метод, с помощью которого обоснована принципиальная возможность создания комбинированной системы управления спуском пилотируемого ВА скользящего типа с использованием спутниковой навигации для высокоточного терминального наведения на конечном участке спуска;

- разработан комплекс алгоритмов высокоточного терминального наведения пилотируемого ВА на конечном участке спуска, учитывающий результаты анализа особенностей динамики движения центра масс ВА;

- разработаны метод и алгоритм расчёта географических координат прицельных точек для решения задачи выбора номинальных попадающих траекторий спуска, обеспечивающих гарантированное высокоточное управление спуском с учётом случайных вариаций действующих на ВА аэродинамических сил;

- разработана методика управления вектором тяги ДУ ДО, обеспечивающая минимальный расход топлива на безопасное завершение полёта ДО.

Практическая значимость работы определяется следующими результатами:

- применение разработанного метода оценки предельно-достижимой точности существующих СУС позволило сделать заключение о том, что СУС ТПК типа «Союз» перспектив совершенствования в части повышения точности не имеет;

- разработанный комплекс программно-математического обеспечения для проектно-баллистических исследований задачи высокоточного управления

спуском пилотируемых ВА скользящего типа может быть рекомендован для применения в работах по созданию и верификации бортовых алгоритмов управления движением и навигации;

- теоретическое обоснование возможности создания комбинированной системы высокоточного управления спуском пилотируемого ВА позволяет использовать имеющийся практический опыт автономного управления спуском и возможности перспективного высокоточного терминального наведения для решения целевой задачи посадки ВА на территории России;

- разработанный комплекс алгоритмов высокоточного терминального наведения пилотируемого ВА на конечном участке спуска рекомендуется для использования в качестве задела для создания бортового программного обеспечения системы управления движением и навигации;

- разработанные метод и алгоритм расчёта географических координат прицельных точек при решении задачи выбора номинальной траектории спуска ВА должны применяться для баллистико-навигационного обеспечения высокоточной посадки в условиях воздействия атмосферных возмущений и разброса аэродинамических характеристик ВА;

- разработанная методика управления вектором тяги ДУ ДО, обеспечивающая минимальный расход топлива, может быть использована для создания бортовых алгоритмов управления и средств баллистико-навигационного обеспечения безопасного завершения полёта ДО;

- разработанные методы и алгоритмы управления позволяют решить научную проблему обеспечения безопасной посадки орбитального пилотируемого космического корабля с возвращаемым аппаратом скользящего типа на посадочные площадки малых размеров, расположенные на территории России.

Достоверность полученных результатов подтверждается корректной математической постановкой задач баллистического проектирования траекторий спуска КА в атмосфере, а также использованием в ходе

исследований базовых методик и программно-математического обеспечения, применяемых в течение длительного времени в ЦУП ЦНИИмаш для выполнения комплекса работ по баллистико-навигационному обеспечению спусков транспортных пилотируемых кораблей типа «Союз» и транспортных грузовых кораблей типа «Прогресс».

Реализация результатов работы. Полученные теоретические, методические и практические результаты использовались при проведении научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ. Результаты исследований вопросов создания системы высокоточного управления спуском ВА скользящего типа вошли в Эскизный проект пилотируемого транспортного корабля нового поколения (головной разработчик - ПАО «Ракетно-космическая корпорация «Энергия» имени С.П. Королёва»). Часть результатов работы использована при выполнении ряда НИР в ФГУП ЦНИИмаш. Материалы диссертации используются в учебном процессе на секции (кафедре) «Системы автоматического управления» (ИУ-1МФ) Мытищинского филиала МГТУ им. Н.Э. Баумана.

Апробация работы проведена на российских и международных научно-технических конференциях, включая Международный симпозиум по космической динамике (Биарритц, Франция, 2000), Международный симпозиум по космической динамике (Пасадена, США, 2012), 49-е и 50-е Научные чтения памяти К.Э. Циолковского (Калуга, 2014, 2015), 40-е Академические чтения по космонавтике памяти С.П. Королёва (МГТУ им. Н.Э. Баумана, Москва, 2016).

Личный вклад и публикации. Все результаты, приведенные в диссертации, получены лично автором. Основные положения и результаты диссертации опубликованы в 45-ти работах, из которых 12 - в рецензируемых изданиях из Перечня ВАК Минобрнауки России.

Положения, выносимые на защиту:

- метод оценивания предельно-достижимой точности систем управления спуском с закреплёнными на корпусе ВА акселерометрами;

- результаты комплексных баллистических исследований вопросов построения комбинированной бортовой системы высокоточного управления спуском пилотируемого ВА скользящего типа с использованием спутниковой навигационной информации на конечном участке спуска;

- результаты решения задачи формирования номинальных траекторий спуска ВА для обеспечения оптимальных условий работы системы высокоточного управления спуском;

- результаты комплексного анализа особенностей динамики движения ВА на конечном участке спуска;

- комплекс алгоритмов высокоточного терминального наведения ВА на конечном участке спуска;

- метод и алгоритм расчёта географических координат прицельных точек для гарантированного высокоточного управления спуском;

- результаты комплексных исследований особенностей баллистической схемы безопасного завершения полёта ДО;

- методика управления вектором тяги ДУ ДО, обеспечивающая минимальный расход топлива на безопасное завершение полёта ДО.

Структура и объём работы. Работа состоит из введения, шести глав, общих выводов и заключения, списка использованных источников. Общий объём диссертации 270 страниц, диссертация содержит 110 рисунков, 17 таблиц. Список использованных источников содержит 135 наименований.

Во введении дано обоснование актуальности темы диссертации, сформулированы цель, задачи, объект и предмет исследования, представлены сведения о научной новизне, практической значимости и апробации результатов работы, а также основные положения, выносимые на защиту.

В первой главе диссертации проводится анализ баллистических проблем обеспечения безопасности спуска пилотируемого корабля с ОИСЗ с посадкой ВА скользящего типа на малоразмерных посадочных площадках, расположенных на территории России.

Рассматриваются общие принципы организации и задачи спуска КА с ОИСЗ. Приводятся примеры траекторий спуска пилотируемых и беспилотных КА. Анализируются возможные последствия падения на Землю НЭК отделяемых от ВА отсеков пилотируемых КА и НЭК беспилотных КА. Рассматриваются основные нештатные ситуации при спуске с ОИСЗ и способы выхода из них. Даётся краткий исторический обзор развития отечественных пилотируемых кораблей с точки зрения повышения точности посадки.

На основании характеристик выбранных на территории России районов штатной посадки, а также расположенных на территории других государств резервных районов посадки, определяются требования к точности управления спуском ВА.

Рассматриваются вопросы безопасности населения и объектов наземной инфраструктуры при организации посадки ВА на малоразмерных посадочных площадках, расположенных в районах России с высокой плотностью населения. Обосновывается необходимость организации безопасного затопления НЭК ДО в пустынном районе акватории океана.

Приводится баллистическая схема спуска ПТК, даётся краткое описание основных участков траектории и характерных событий.

На основании проведенного анализа формулируются задачи баллистического проектирования спуска перспективного ПТК, решаемые в диссертации. В состав этих задач входят:

- задача проектирования СУС, способной обеспечить требуемую точность приведения ВА в прицельную точку начала работы СМП;

- задача проектирования манёвров доразгона и торможения ДО для реализации затопления НЭК в заданном районе Тихого океана при минимальном дополнительном расходе топлива.

Перечисляются вопросы, подлежащие обязательному рассмотрению при решении названных задач. К этим вопросам отнесены:

- анализ требуемого состава и точности навигационных измерений текущих

параметров траектории спуска ВА в плотных слоях атмосферы;

- выбор источника навигационной информации;

- анализ условий работы бортовой навигационной системы на участке спуска ВА в плотных слоях атмосферы;

- исследование возможностей выбора номинальной траектории спуска, на которой обеспечиваются оптимальные условия работы бортовой навигационной системы с учётом основных фазовых ограничений;

- выбор и обоснование принципов управления движением центра масс ВА при спуске в плотных слоях атмосферы, выбор структуры СУС;

- анализ реализуемости СУС с выбранной структурой с точки зрения достаточности располагаемых маневренных возможностей ВА скользящего типа для компенсации внеатмосферного промаха и влияния возмущающих факторов на атмосферном участке спуска;

- анализ особенностей динамики движения центра масс на конечном участке наведения (высоты менее 15 км), где и должна обеспечиваться требуемая точность приведения ВА;

- анализ управляемости ВА;

- синтез алгоритма высокоточного управления движением центра масс ВА;

- анализ условий работы системы стабилизации ВА на конечном участке наведения;

- анализ требуемого быстродействия автомата стабилизации ВА в канале скоростного крена, обоснование характеристик управляющих реактивных двигателей канала крена;

- анализ применимости методов решения задачи прицеливания при выборе параметров тормозного импульса схода ПТК с ОИСЗ и параметров бокового манёвра ВА в атмосфере;

- исследование точностных характеристик СУС с выбранной структурой и синтезированными алгоритмами с использованием сквозного статистического моделирования процесса спуска ПТК от включения ДУ для схода с ОИСЗ до достижения высоты начала работы СМП;

- анализ возможности минимизации расхода топлива на выполнение доразгона ДО посредством выбора оптимальной программы тангажа вектора тяги ДУ;

- анализ особенностей предспусковой эллиптической орбиты ДО и их влияние на организацию спуска;

- определение способа организации завершающего торможения ДО, обеспечивающего допустимое рассеивание точек падения НЭК в пределах отведённого района затопления при минимальном расходе топлива.

Вторая глава посвящена краткому описанию применяемых для решения проектно-баллистических задач методов расчёта траекторий спуска КА и программно-математического обеспечения. Рассматривается учитываемый состав действующих на КА и ВА сил и их модели для расчёта номинального и возмущённого движения. Приведена структурная схема базового программного комплекса, применяющегося в настоящее время для решения задач оперативного БНО спуска ТПК «Союз МС» и ТГК «Прогресс МС» и взятого за основу для разработки моделирующего комплекса решения задач, рассматриваемых в диссертации.

В третьей главе рассматриваются вопросы комплексного баллистического исследования вопросов построения комбинированной системы высокоточного управления спуском ВА перспективного пилотируемого корабля с использованием спутниковой навигационной информации. Основным требованием, предъявляемым к перспективной СУС, является требование обеспечения приведения ВА в точку начала работы системы мягкой посадки с ошибкой не более 1 км.

На примере модели автономной СУС кораблей «Союз» последних модификаций проводится анализ ошибок управления спуском. Предлагается метод и определяется оценка предельно-достижимой точности СУС с закреплёнными на корпусе ВА акселерометрами. Приводятся результаты статистического моделирования работы автономной бесплатформенной инерциальной навигационной системы. Делается вывод о невозможности

обеспечения требуемой точности управления с использованием автономной СУС.

Рассматривается вариант построения комбинированной СУС, предполагающей использование на начальном участке спуска ВА в плотных слоях атмосферы автономного управления, основанного на принципе управления относительно опорной траектории. На конечном участке спуска после восстановления радиосвязи должно использоваться высокоточное терминальное наведение ВА по информации от спутниковой навигационной системы. В этом случае имеет место оптимальное сочетание преимуществ названных принципов управления на различных участках траектории спуска.

Проводится количественный анализ радиофизических проблем использования спутниковой навигации при спуске в атмосфере. С использованием модели плазменной оболочки ВА решается задача формирования квазиоптимального профиля номинальной траектории спуска, при котором удовлетворяется ряд противоречивых требований и обеспечиваются оптимальные условия начала терминального наведения.

Список литературы диссертационного исследования доктор наук Кудрявцев Сергей Иванович, 2018 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Алгоритм стабилизации возвращаемого аппарата пилотируемого транспортного корабля «Федерация» при спуске в атмосфере Земли / С.Н. Евдокимов, И.С. Ильюшенко, Л.А. Илющенко, С.И. Климанов // МГТУ им. Н.Э Баумана.: XLI Академические чтения по космонавтике, 2017. С. 396 - 397. Режим доступа: https://www.kai.ru/documents/10181/ 5808663/Сборник+матер.+докл.+41академ.+чтений-2017+г.^Г

2. Андреевский В.В. Динамика спуска космических аппаратов на Землю. М.: Машиностроение, 1970. 235 с.

3. Аношин Ю.М., Бобылёв А.В., Ярошевский В.А. Управление траекторией космического аппарата с малым аэродинамическим качеством при спуске в атмосфере // Учёные записки ЦАГИ, 2012. Т. ^Ш, №5. С. 79 - 90.

4. Аппазов Р.Ф., Лавров С.С., Мишин В.П. Баллистика управляемых ракет дальнего действия. М.: Наука, 1966. 308 с.

5. Безменов А.Е., Алексашенко В.А. Радиофизические и газодинамические проблемы прохождения атмосферы. М.: Машиностроение, 1982. 192 с.

6. Беллман Р. Динамическое программирование. М.: Иностранная литература, 1960. 400 с.

7. Бесплатформенные инерциальные навигационные системы на основе волоконно-оптических гироскопов / Ю.Н. Коркишко, В.А. Фёдоров, В.Е. Прилуцкий, В.Г. Пономарёв, И.В. Морев, С.Ф. Скрипников, М.И. Хмелевская, А.С. Буравлёв, С.М. Кострицкий, И.В. Фёдоров, А.И. Зуев, В.К. Варнаков // Гироскопия и навигация, 2014. №1(84). С. 14 - 26.

8. Бобылёв А.В., Ярошевский В.А. Управление возвращаемым в атмосферу космическим аппаратом на нижнем участке траектории // Учёные записки ЦАГИ, 2007. Т. 38, №3-4. С. 119 - 128.

9. Бородин И.М., Кудрявцев С.И., Савченко А.А. Оперативное баллистико-навигационное обеспечение полёта орбитального комплекса «Мир» на последнем витке его существования // Космонавтика и ракетостроение, 2001. Вып. 25. С. 91 - 98 (0,5 п.л/ 0,4 п.л).

10. Брайсон А., Хо Ю-Ши. Прикладная теория оптимального управления. М.: Мир, 1972. 544 с.

11. Бранец В.Н., Шмыглевский И.П. Введение в теорию бесплатформенных инерциальных навигационных систем. М.: Наука, 1992. 280 с.

12. Вентцель Е.С. Теория вероятностей. М.: Высшая школа, 1999. 576 с.

13. ГОСТ 4401-73 Атмосфера стандартная. М.: Издательство стандартов, 1973. 115 с.

14. ГОСТ 22721-77 Атмосфера Земли верхняя. Модель плотности для баллистического обеспечения полётов искусственных спутников Земли. М.: Издательство стандартов, 1977. 26 с.

15. ГОСТ 25645.115-84 Атмосфера Земли верхняя. Модель плотности для баллистического обеспечения полётов искусственных спутников Земли. М.: Государственный комитет СССР по управлению качеством продукции и стандартам, 1984. 30 с.

16. ГОСТ 25645.166-2004 Атмосфера Земли верхняя. Модель плотности для баллистического обеспечения полётов искусственных спутников Земли. М.: ИПК Издательство стандартов, 2004. 24 с.

17. Гудилин В.Е., Слабкий Л.И. Ракетно-космические системы (История. Развитие. Перспективы). М.: 1996. 326 с.

18. Дмитриевский А.А., Лысенко Л.Н. Внешняя баллистика. М.: Машиностроение, 2005. 608 с.

19. Дудар Э.Н., Ярошевский В.А. Управление боковым траекторным движением космического аппарата в атмосфере // Космические исследования, 1984. Т.ХХП, вып. 2. С. 173 - 181.

20. Есаков В.А., Кудрявцев С.И., Серёгин Д.Н. Баллистическое проектирование затопления двигательного отсека перспективного пилотируемого космического аппарата при спуске с орбиты искусственного спутника Земли // Лесной вестник МГУЛеса, 2015. Т. 19, №3. С. 145 - 151 (0,5 п.л./ 0,3 п.л).

21. Закон РФ «О космической деятельности» : [федеральный закон: принят Государственной Думой 20 августа 1993 г. №5663-I : по состоянию на январь 2018 г.]

22. Зубов Н.Е., Микрин Е.А., Рябченко В.Н. Матричные методы в теории и практике систем автоматического управления летательных аппаратов. М.: Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2016. 672 с.

23. Иванов Н.М., Лысенко Л.Н., Мартынов А.И. Методы теории систем в задачах управления космическим аппаратом. М.: Машиностроение, 1981. 256 с.

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

25. Иванов Н.М., Кудрявцев С.И. Информативный алгоритм терминального управления спуском в атмосфере Земли летательных аппаратов с малым аэродинамическим качеством // Космические исследования, 1988. Т. XXVI, вып.4. С. 327 - 338 (0,7 п.л. / 0,5 п.л).

26. Иванов Н.М., Кудрявцев С.И. Об особенностях обработки измерений в задаче навигации спускаемого аппарата // Космические исследования, 1989. Т. XXVII, вып. 5. С. 666 - 678 (0,8 п.л / 0,6 п.л.).

27. Иванов Н.М., Кудрявцев С.И. Современное состояние и перспективы развития систем управления спуском пилотируемых космических аппаратов с малым аэродинамическим качеством // Международный симпозиум по космическим транспортным системам. Испания, Мадрид, 2003.

28. Иванов Н.М., Лысенко Л.Н. Баллистика и навигация космических аппаратов. М.: Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2016. 528 с.

29. Иващенко Н.Н. Автоматическое регулирование. М.: Наука, 1978. 737 с.

30. Ильющенко И.С., Сизов А.П. Выбор схемы включения двигателей космического аппарата для создания требуемого момента при условии минимизации затрат рабочего тела // Лесной вестник, 2010. №6. С. 173 -174.

31. Илюхин С.Н., Клишин А.Н., Швыркина О.С. Спутниковое навигационно-баллистическое обеспечение в задаче повышения точности инерциальной навигационной системы // Инженерный журнал: наука и инновации, 2016. №9(57). Режим доступа: Б01: 10.18698/2308-6033-2016-3-1532.

32. Калужских Ю.Н., Сихарулидзе Ю.Г. Алгоритм управления спуском корабля-спасателя в атмосфере Земли // Космические исследования, 2000. Т. 38, №3. С. 278 - 284.

33. Кокунина Л.Х. Основы аэродинамики. М.: АльянС, 2015. 200 с.

34. Концепция обеспечения точности посадки ВА. Анализ и выбор аппаратуры, обеспечивающей заданную точность посадки. Приборный состав СУДН. Эскизный проект ПТК НП. Инженерная записка, часть 25 / С.Н. Евдокимов, Л.И. Комарова, С.И. Кудрявцев [и др.]. ОАО «РКК «Энергия» имени С.П. Королёва». Королёв, 2010. 36 с.

35. Корн Г., Корн Т. Справочник по математике для научных работников и инженеров. СПб.: Лань, 2003. 831 с.

36. Коросташевский Г.Н., Иванов Н.М., Ногов О.А. Об алгоритмах радионаведения в применении к управлению спуском в атмосфере Земли космических аппаратов // Космические исследования, 1973. Т. XI, вып. 1. С. 173 - 182.

37. Космические аппараты / Под редакцией К.П. Феоктистова. М.: Воениздат, 1983. 319 с.

38. Космонавтика. Энциклопедия / Под редакцией В.П. Глушко. М.: «Советская энциклопедия», 1985. 528 с.

39. Кудрявцев С.И. Идентификация параметров модели движения спускаемого аппарата при радиоуправлении в атмосфере Земли // Ракетно-космическая техника: ЦНТИ «Поиск», 1984. Сер. XI, вып. 1. С. 52 - 59 (0,4 п.л).

40. Кудрявцев С.И. Синтез алгоритма радиоуправления СА в атмосфере Земли // Ракетно-космическая техника: ЦНТИ «Поиск», 1986. Сер. IX, вып.4. С. 38 - 45 (0,4 п.л).

41. Кудрявцев С.И. Применение прямого метода Ляпунова для обеспечения устойчивости фильтра Калмана // Ракетно-космическая техника: ЦНТИ «Поиск», 1986. Сер. IX, вып.3. С. 21 - 29 (0,5 п/л).

42. Кудрявцев С.И. Алгоритмы оперативного контроля и управления движением ЛА на конечном участке спуска в атмосфере Земли по внешнетраекторной информации: дис. ... канд. техн. наук 05.07.09. М., 1988. 139 с.

43. Кудрявцев С.И. Особенности точного наведения пилотируемых космических аппаратов на конечном участке их спуска // Ракетно-космическая техника: ЦНТИ «Поиск», 1990. Сер. IX, вып. 1. С. 38 - 44 (0,4 п.л).

44. Кудрявцев С.И., Савченко А.А. Автоматизированный комплекс программ расчёта спусков кораблей «Союз ТМ» и «Прогресс М» // Ракетно-космическая техника: ЦНТИ «Поиск», 1991. Сер. IX, вып.2. С. 73 - 84 (0,7 п.л. / 0,6 п.л.).

45. Кудрявцев С.И. Проблемы обеспечения высокой точности приземления пилотируемых космических аппаратов и перспективные методы их решения // Научно-техническая конференция в честь 50-летия ФЭСТ МГУЛеса. Мытищи, 2009.

46. Кудрявцев С.И. Баллистическое проектирование номинальных траекторий спуска в атмосфере Земли перспективных пилотируемых космических кораблей // 49-е Научные чтения памяти К.Э.Циолковского, Калуга, 2014. С. 103 - 105 (0,1 п.л.). Режим доступа: www.gmik.ru/muzemaya-rabota/nauchnyie-chteniya-pamyati-k-e-tsiolkovskog/tezis2014

47. Кудрявцев С.И., Кутоманов А.Ю. Применение аппаратуры спутниковой навигации при решении задачи точной посадки космического аппарата на Землю // 49-е Научные чтения памяти К.Э.Циолковского, Калуга, 2014. С. 84 - 85 (0,1 п.л.). Режим доступа: www.gmik.ru/muzeinaya-rabota/nauchnyie-chteniya-pamyati-k-e-tsiolkovskog/tezis2014.pdf.

48. Кудрявцев С.И. Комплексный баллистический анализ проблем высокоточного управления спуском перспективного пилотируемого корабля в атмосфере Земли // Космонавтика и ракетостроение, 2015. №1(80). C. 5 - 13 (0,5 п.л).

49. Кудрявцев С.И., Кутоманов А.Ю. Результаты анализа реальной работоспособности аппаратуры спутниковой навигации применительно к разработке системы высокоточного управления спуском перспективного пилотируемого космического корабля // Космонавтика и ракетостроение, 2015. №4(83). С. 142 - 147 (0,4 п.л. / 0,2 п.л.).

50. Кудрявцев С.И. Комплексное баллистическое проектирование алгоритма высокоточного управления спуском перспективных пилотируемых космических кораблей // 50-е Научные чтения памяти К.Э.Циолковского, Калуга, 2015. C. 120 - 122 (0,1 п.л.). Режим доступа: www.gmik.ru/muzeinaya-rabota/nauchnyie-chteniya-pamyati-k-e-tsiolkovskog/tezis2015 .pdf.

51. Кудрявцев С.И. Исследование точностных характеристик комплекса алгоритмов терминального наведения перспективного пилотируемого космического корабля на конечном участке спуска в атмосфере Земли // Инженерный журнал: наука и инновации, 2016. №3(51). Режим доступа: DOI: 10.18698/2308-6033-2016-3-1473 (0,5 п/л).

52. Кудрявцев С.И. Проектно-баллистический анализ возможности построения высокоточной комбинированной системы управления спуском пилотируемого возвращаемого аппарата скользящего типа // Космонавтика и ракетостроение, 2017. №5(98). С. 72 - 81 (0,6 п.л.).

53. Кудрявцев С.И. Проектирование номинальной траектории спуска пилотируемого возвращаемого аппарата скользящего типа в атмосфере Земли для обеспечения высокоточного управления с использованием спутниковой навигации // Космонавтика и ракетостроение, 2017. №6(99). С. 51 - 60 (0,5 п.л.).

54. Кудрявцев С.И. Метод и алгоритм расчета координат точек прицеливания в задаче высокоточной посадки пилотируемого возвращаемого аппарата при спуске с околоземной орбиты // Инженерный журнал: наука и инновации, 2017. №12(72). Режим доступа: DOI: 10.18698/2308-6033-201712-1715 (1,4 п/л).

55. Кудрявцев С.И. Исследование баллистической схемы безопасного завершения полёта двигательного отсека пилотируемого транспортного корабля // Труды МАИ, 2018. №1(98). Режим доступа: trudymai.ru/published.php?ID=90235 (1,3 п.л.).

56. Кудрявцев С.И. Анализ баллистических проблем организации спуска перспективного пилотируемого транспортного корабля с орбиты искусственного спутника Земли для безопасной посадки на территории России // Инженерный журнал: наука и инновации, 2018. №2(74) . Режим доступа: DOI: 10.18698/2308-6033-2018-2-1731 (2 п/л).

57. Кудрявцев С.И. Минимизация затрат топлива на безопасное завершение полёта двигательного отсека пилотируемого транспортного корабля // Космонавтика и ракетостроение. 2018. №2(101). С. 14 - 26 (0,8 п.л.).

58. Кузнецов А.Г., Портнов Б.И., Измайлов Е.А. Современные бесплатформенные инерциальные навигационные системы двух классов точности // Навигация и управление летательными аппаратами, 2014. №8. С. 24 - 32.

59. Кузовков Н.Т., Карабанов С.В., Салычев О.С. Непрерывные и дискретные системы управления и методы их идентификации. М.: Машиностроение, 1978. 222 с.

60. Кутоманов А.Ю., Кудрявцев С.И. Использование в оперативном контуре управления космическим аппаратом перспективного алгоритма выбора наиболее безопасного варианта спуска при возникновении нештатной ситуации // Инженерный журнал: наука и инновации, 2016. №2(50). Режим доступа: DOI: 10.18698/2308-6033-2016-2-1467 (0,5 п.л./ 0,2 п.л).

61. Кутоманов А.Ю., Кудрявцев С.И. Метод и алгоритм оптимизации участка торможения при сходе с орбиты автоматических КА с низкой тяговооруженностью // Космонавтика и ракетостроение, 2016. №1(86). С. 27 - 33 (0,4 п.л./ 0,3 п.л.).

62. Кутоманов А.Ю., Кудрявцев С.И., Кутоманова Т.В. Алгоритм обеспечения безопасного спуска перспективного пилотируемого транспортного корабля при возникновении нештатной ситуации // Космонавтика и ракетостроение, 2016. № 1(86). С. 20 - 26 (0.4 п.л. / 0,1 п.л.).

63. Летов А.М. Устойчивость нелинейных регулируемых систем. М.: Физматлит, 1962. 483 с.

64. Мани Лоуаи. Разработка алгоритмов управления космическим аппаратом с малым аэродинамическим качеством при спуске в атмосфере Земли : дис. ... канд. тех. наук 05.07.09. М.: МАИ, 2002. 105 с.

65. Мартин Дж. Вход в атмосферу. М.: Мир, 1969. 320 с.

66. Материалы по баллистике спуска с орбиты. А17 ИЭ63 ч.3. Технический отчёт / Ю.П. Улыбышев, В.П. Лучинский [и др.]. ОАО «РКК «Энергия» им. С.П. Королёва». Королёв, 2002. 25 с.

67. Метод повышения точности и «времени жизни» эфемерид ГЛОНАСС / А.В. Белянко, И.А. Краснопольский, М.В. Михайлов, С.Н. Рожков, А.С. Семёнов // Космонавтика и ракетостроение, 2011. №4(65). С.111 - 121.

68. Методика проведения баллистических расчётов спуска ТГК «Прогресс» с ВБК. Материалы по баллистике спуска с орбиты. Технический отчёт / НПО «Энергия». Калининград МО, 1989. 32 с.

69. Методика проведения оперативных расчётов по баллистическому обеспечению спуска СА «Союз ТМА». Технический отчёт / ОАО «РКК «Энергия» им. С.П.Королёва». Королёв, 2002. 71 с.

70. Механика полёта. Инженерный справочник / С.А. Горбатенко, Э.М. Макашов, Ю.Ф. Полушкин, Л.В. Шефтель. М.: Машиностроение, 1969. 420 с.

71. Мехра Р.К. Сравнение нескольких нелинейных фильтров для системы слежения за входящими в атмосферу ЛА // Вопросы ракетной техники, 1973. №1. С. 53 - 62.

72. Микрин Е.А., Михайлов М.В. Ориентация, выведение, сближение и спуск космических аппаратов по измерениям от глобальных спутниковых навигационных систем. М.: Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2017. 358 с.

73. Моисеев Н.Н. Численные методы в теории оптимальных систем. М.: Наука, 1971. 424 с.

74. Мониторинг техногенного засорения околоземного пространства и предупреждение об опасных ситуациях, создаваемых космическим мусором / В.И. Алёшин [и др.]; Под редакцией Ю.Н. Макарова. Рязань: ЦНИИмаш, 2015. 243 с.

75. Навигационное обеспечение полёта орбитального комплекса «Салют-6» -«Союз» - «Прогресс» / И.К. Бажинов, В.П. Гаврилов, В.Д. Ястребов [и др.]; Под редакцией Б.Н. Петрова, И.К. Бажинова. М.: Наука, 1985. 375 с.

76. Основные положения Основ государственной политики Российской Федерации в области космической деятельности на период до 2030 года и дальнейшую перспективу : [утверждены Президентом РФ от 19.04.2013 № Пр-906].

77. Основы теории полёта космических аппаратов / Авдуевский В.С., Антонов Б.М, Анфимов Н.А. [и др.]; Под редакцией Нариманова Г.С., Тихонравова М.К. М.: Машиностроение, 1972. 608 с.

78. Отчёт по научно-исследовательской работе «Модель отклонений термодинамических параметров атмосферы и скорости ветра» / Ю.П. Лалушкин Ю.П. [и др.]. ЦНИИмаш. Калининград МО, 1984. 315 с.

79. Отчёт по научно-исследовательской работе «Баллистико-навигационное обеспечение управления полётом пилотируемых и транспортных кораблей» / В.Н. Почукаев, Н.М. Иванов, С.И. Кудрявцев [и др.]. ЦНИИмаш. Калининград МО, 1993. 277 с.

80. Отчёт по научно-исследовательской работе «Исследования радиофизических проблем обеспечения радиосвязи с гиперзвуковыми аппаратами» / Ю.А. Епишкин [и др.]. ЦНИИмаш. Калининград МО, 1993. 270 с.

81. Отчёт по научно-исследовательской работе «Комплексные программы для расчёта спуска КА «Союз ТМА» и «Прогресс М». Описание методов, алгоритмов и оперативного программного обеспечения» / Н.М. Иванов, С.И. Кудрявцев, Л.С. Григорьев [и др.]. ЦНИИмаш. Калининград МО, 1994. 193 с.

82. Отчёт по научно-исследовательской работе «Исследование и оптимизация увода с орбиты грузовых космических аппаратов типа АТУ» / Н.М. Иванов, С.И. Кудрявцев [и др.]. ЦНИИмаш. Королёв, 1998. 217 с.

83. Отчёт по научно-исследовательской работе «Концепция использования космической навигационно-связной системы для навигации спускаемого КА» / А.И. Сердюков, В.Г. Соболевский, С.И. Кудрявцев [и др.]. ЦНИИмаш. Королёв, 1998. 114 с.

84. Отчёт по научно-исследовательской работе «Оценка технических аспектов реализации управляемого спуска и затопления ОК "Мир", а также связанных с этим технических рисков» / В.И. Лукьященко, В.В.Суворов, С.И. Кудрявцев [и др.]. ЦНИИмаш. Королёв, 1998. 248 с.

85. Отчёт по научно-исследовательской работе «Разработка стратегии спуска орбитальных станций» / Н.М. Иванов, С.И. Кудрявцев [и др.]. ЦНИИмаш. Королёв, 2000. 183 с.

86. Отчёт по научно-исследовательской работе «Баллистико-навигационное и информационное обеспечение завершающего этапа полёта ОПК «Мир» / Н.М. Иванов, В.Н. Жуков, Е.К. Мельников, С.И. Кудрявцев [и др.]. ЦНИИмаш. Королёв, 2001. 267 с.

87. Отчёт по научно-исследовательской работе «Исследование характеристик системы управления спуском транспортного корабля «Союз ТМА» / Кудрявцев С.И. [и др.]. ЦНИИмаш. Королёв, 2002. 133 с.

88. Отчёт по научно-исследовательской работе «Исследование точности системы управления спуском ТК «Союз ТМА» с учётом граничных условий и возможных изменений характеристик ТК» / Кудрявцев С.И. [ и др.]. ЦНИИмаш. Королёв, 2003. 115 с.

89. Отчёт по научно-исследовательской работе «Принципы построения СУДН транспортных пилотируемых кораблей «Союз К» и «Союз Л» на участке спуска в атмосфере Земли» / С.Н. Евдокимов, Л.И. Комарова, С.И. Кудрявцев, А.И. Лукашевич [и др.]. ОАО «РКК «Энергия» имени С.П.Королёва», 2007. 71 с.

90. Отчёт по научно-исследовательской работе «Построение алгоритма управления траекторией спуска модернизированных транспортных кораблей «Союз ТМА» с №701» / С.Н. Евдокимов, Л.И. Комарова, С.И. Кудрявцев, А.И. Лукашевич [и др.]. ОАО «РКК «Энергия» имени С.П.Королёва». Королёв, 2007. 86 с.

91. Отчёт по научно-исследовательской работе «Управление наведением в точку посадки пилотируемого транспортного корабля нового поколения» / Ю.П. Улыбышев [и др.]. ОАО «РКК «Энергия» имени С.П. Королёва». Королёв, 2009. 78 с.

92. Отчёт по научно-исследовательской работе «Разработка предложений по выбору баллистической схемы обеспечения завершения функционирования в 2012 году КА «Экспресс-АМ4» и участие в её реализации» / В.М. Иванов, Н.Л. Соколов, С.И. Кудрявцев [и др.]. ЦНИИмаш. Колорёв, 2012. 263 с.

93. Отчёт по научно-исследовательской работе «Определение критериев устойчивости орбит «захоронения», на которые могут быть переведены отработавшие и перспективные изделия РКТ, находящиеся в области средневысоких орбит ОКП. Разработка методических указаний по выбору этих орбит «захоронения» и оценка необходимых для перевода на эти орбиты энергетических затрат в интересах ограничения техногенного засорения ОКП. Разработка информационно-аналитических материалов в

обеспечение работы российских делегаций в НТПК ООН по космосу в 2015 году в части предотвращения столкновений МКС с фрагментами космического мусора и работ в международных тестовых кампаниях по падающим объектам» / Ю.Ф. Колюка, Т.И. Афанасьева, С.И. Кудрявцев [и др.]. ЦНИИмаш. Королёв, 2015. 322 с.

94. Отчёт по научно-исследовательской работе «Разработка предложений по выбору баллистических схем увода отработавших разгонных блоков, остающихся на геопереходных орбитах, на орбиты с сокращённым до 25 лет временем их орбитального существования и оценка необходимых для этого энергетических затрат в интерессах предотвращения техногенного засорения ОКП. Разработка информационно-аналитических материалов в обеспечение работы российской делегации в НТПК ООН по космосу в 2014 году в части предотвращения столкновений МКС с фрагментами космического мусора и работ в международных тестовых кампаниях по падающим объектам» / Ю.Ф. Колюка, Т.И. Афанасьева, С.И. Кудрявцев [и др.]. ЦНИИмаш. Королёв, 2015. 294 с.

95. Охоцимский Д.Е., Голубев Ю.Ф., Сихарулидзе Ю.Г. Алгоритмы управления космическим аппаратом при входе в атмосферу. М.: Наука, 1975. 400 с.

96. Параметры Земли 1990 года (ПЗ-90.11) [ Постановление правительства Российской Федерации от 28 декабря 2012 г. №1463 об установлении общеземной геоцентрической системы координат в качестве государственной системы координат для использования в целях геодезического обеспечения орбитальных полётов и решения навигационных задач: по состоянию на 15 янв. 2018 г.]. Режим доступа: GOSTRF.com.

97. Перов А.И., Харисов В.Н. ГЛОНАСС. Принципы построения и функционирования . М.: Радиотехника, 2010. 4-е издание. 800 с.

98. Пилотируемый космический комплекс. Комплекс пилотируемого транспортного корабля. Общие сведения. Технический проект.

Пояснительная записка / ОАО «РКК «Энергия» имени С.П. Королёва». Королёв, 2013. 102 с.

99. Пилотируемый транспортный корабль. Аэродинамические характеристики ВА. Технический проект. Пояснительная записка / ОАО «РКК «Энергия» имени С.П. Королёва». Королёв, 2013. 201 с.

100. Пилотируемый транспортный корабль. Аэродинамические характеристики корабля и ДО. Технический проект. Пояснительная записка / ОАО «РКК «Энергия» имени С.П.Королёва». Королёв, 2013. 201 с.

101. Пилотируемый транспортный корабль. Баллистическое обеспечение полёта. Технический проект. Пояснительная записка / ОАО «РКК «Энергия» имени С.П.Королёва». Королёв, 2013. 208 с.

102. Пилотируемый транспортный корабль. Комбинированная двигательная установка. Технический проект. Пояснительная записка / ОАО «РКК «Энергия» имени С.П. Королёва». Королёв, 2013. 200 с.

103. Пилотируемый транспортный корабль. Посадочное устройство. Технический проект. Пояснительная записка / ОАО «РКК «Энергия» имени С.П. Королёва». Королёв, 2013. 139 с.

104. Пилотируемый транспортный корабль. Система исполнительных органов спуска. Технический проект. Пояснительная записка / ОАО «РКК «Энергия» имени С.П. Королёва». Королёв, 2013. 130 с.

105. Пилотируемый транспортный корабль. Средства приземления. Технический проект. Пояснительная записка / ОАО «РКК «Энергия» имени С.П.Королёва». Королёв, 2013. 427 с.

106. Построение области достижимости с учётом полного движения спускаемого аппарата при входе в атмосферу с околокруговой скоростью / С.Н. Евдокимов, С.И. Климанов, А.Н. Корчагин, Е.А. Микрин, Ю.Г. Сихарулидзе // Известия РАН. Теория и системы управления, 2014. №1. С. 144 - 158.

107. Проблема спуска бескрылого КА с орбиты искусственного спутника Земли на полигон малых размеров / Н.М. Иванов, С.И. Кудрявцев [и др.] // Ракетно-космическая техника: ЦНТИ «Поиск», 1995. Сер. IX, вып. 2. С. 47 - 55 (0,5 п.л. / 0,3 п.л.).

108. Расчёт и проектирование реактивных систем управления космических летательных аппаратов / Н.М. Беляев, Е.И. Уваров; Под редакцией В.М. Ковтуненко. М.: Машиностроение, 1974. 202 с.

109. Рамазов А.А., Сихарулидзе Ю.Г. Модель сезонно-широтных вариаций плотности атмосферы Земли // Препринт ИПМ им. М.В. Келдыша АН СССР, 1979. №72. 30 с.

110. Рамазов А.А., Сихарулидзе Ю.Г. Глобальная модель вариаций плотности атмосферы Земли // Препринт ИПМ им. М.В. Келдыша АН СССР, 1979. №73. 30 с.

111. Синтез нелинейного закона управления движением космических аппаратов в атмосфере Земли / Н.М. Иванов, Г.М. Лохов, В.В. Павлов, О.С. Яковлев // Космические исследования, 1972. Т. Х, вып. 3. С. 231 -240.

112. Система управления спуском космического аппарата «Союз ТМА» / Н.К. Беренов, В.Н. Бранец, С.Н. Евдокимов, С.И. Климанов, Л.И. Комарова, Е.А. Микрин, В.С. Рыжков, Р.М. Самитов // Гироскопия и навигация, 2004. №3(46). С. 5 - 13.

113. Система управления движением и навигации. Методика расчета и закладки в ЦВМ-101 массивов цифровой информации. Технический отчёт / С.Н. Евдокимов, Л.И. Комарова, С.И. Кудрявцев [и др.]. ОАО «РКК «Энергия» имени С.П. Королёва». Королёв, 2009. 628 с.

114. Сихарулидзе Ю.Г., Бутузова М.А. Модель вариаций плотности атмосферы на высотах 30 - 80 км // Препринт ИПМ АН СССР, 1969. 85 с.

115. Сихарулидзе Ю.Г. Баллистика и наведение летательных аппаратов. М.: Лаборатория знаний, 2015. 3-е издание. 410 с.

116. Терминальный алгоритм управления продольным движением спускаемого аппарата с ограничением перегрузки / С.Н. Евдокимов, С.И. Климанов, А.Н. Корчагин, Е.А. Микрин, Ю.Г. Сихарулидзе // Известия РАН. Теория и системы управления, 2012. №5. С. 102 - 118.

117. Транспортный пилотируемый корабль «Союз МС». Материалы по баллистическому обеспечению полёта корабля. Эскизный проект. Пояснительная записка / ОАО «РКК «Энергия» имени С.П. Королёва». Королёв, 2013. 152 с.

118. Управление продольным и боковым движением спускаемого аппарата в коридоре углов входа с ограничением перегрузки / С.Н. Евдокимов, С.И. Климанов, А.Н. Корчагин, Е.А. Микрин, Ю.Г. Сихарулидзе // Известия РАН. Теория и системы управления, 2012. №6. С. 63 - 79.

119. Феодосьев В.И. Основы техники ракетного полёта. М.: Наука, 1979. 496 с.

120. Фильтрация и стохастическое управление в динамических системах / Я. Бар-Шалом, Г. Бревер, С. Джонсон [и др.]; Под редакцией К.Т. Леондеса. Перевод изд.: Control and dynamic systems (New York etc., 1976). М.: Мир, 1980. 407 с.

121. Финченко В.С., Устинов С.Н., Иванков А.А. Методика и результаты теплового разрушения межорбитального буксира «Фрегат» при входе в атмосферу Земли // Вестник НПО им. С.А. Лавочкина, 2014. №1(22). С. 89 - 96.

122. Хемминг Р.В. Численные методы. М.: Наука, 1968. 400 с.

123. Эльясберг П.Е. Введение в теорию полёта искусственного спутника Земли. М.: Наука, 2015. 4-е издание. 544 с.

124. Эльясберг П.Е. Определение движения по результатам измерений. М.: Либроком, 2017. 416 с.

125. Язвинский Р. Нелинейный и адаптивный фильтры для оценки траектории космических кораблей при входе в атмосферу // Ракетная техника и космонавтика, 1973. Т. 11, №7. С. 56 - 65.

126. Ян Кайчжун. Разработка методов наведения повышенной точности для спускаемого аппарата с малым аэродинамическим качеством : дис. ... канд. техн. наук. 05.07.09. М.: МАИ, 1999. 139 с.

127. Ярошевский В.А. Вход в атмосферу космических летательных аппаратов. М.: Наука, 1988. 336 с.

128. Bairshow S., Barton G.H. Orion Reentry Guidance with Extended Range Capability Used Pred Guid // AIAA Guidance, Navigation and Control Conference, 20 - 23 August, 2007. Hilton Head. AIAA 2007-6427. Рр. 17 -23.

129. Broome J.M., Johnson W. Orion Entry, Descent and Landing Performance and Mission Design // AIAA Guidance, Navigation and Control Conference, 20 -23 August, 2007. Hilton Head. AIAA 2007-6430. Рр. 12 - 16.

130. Ivanov N.M., Kudriavtsev S.I., Udaloy V.A. Analysis of flight dynamic support problems of extra large mass spacecraft mission termination // International Symposium on Space Flight Dynamics. Biarritz, France, June 26 - 30, 2000. MS00/61, 4 p (0,3 п.л./0,2 п.л.).

131. Jacchia L.G. Revised Static Models of the Thermosphere and Exosphere with Empirical Temperature Profiles // Smithson. Astrophys. Obs. Spec. Rept. 1971. No. 332.

132. Kudriavtsev S.I., Kutomanov A.Yu., Kolyuka Yu.F., Afanasieva T.I. Experience of the Russian specialists in the area of space debris mitigation. Flight dynamic's aspects of the communication satellite Express-AM4 flight termination from off-nominal orbit // 23rd International Symposium on Space Flight Dynamics. Pasadena, California, October 29 - November 02, 2012. Режим доступа: issfd.org/ISSFD_2012/ ISSFD23_CRS2_2.pdf (0,3 п.л./ 0,1 п.л).

133. Lu P. Predictor-Corrector Entry Guidance for Low-Lifting Vehicle // Journal of Guidance, Control and Dynamics, 2005. V. 28, №4. Режим доступа: DOI: 10.25141.12545.

134. The reentry of Salyut-7/Kosmos-1686 // International ESA conference : Darmstadt, Germany. 1991.

135. Ulybyshev Yu. Terminal Guidance Law Based on Proportional Navigation // Journal of Guidance, Control and Dynamics, 2005. V. 28, №4. Режим доступа: DOI: 10.25141.12545.