俄羅斯科學家提出控制航天器的高效方法

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俄羅斯將教會宇宙飛船精巧細緻的方法 - 俄羅斯衛星通訊社, 1920, 09.11.2022
俄羅斯薩馬拉大學的科學家提出了一種控制航天器的新型高效方法。他們表示,找到了在複雜機動時自我修正軌跡的物理機制,這種機制將使避免不必要的航向變化和過高的燃料花費成為可能。
任何在自然狀況下處於失重狀態的物體都會繞著最近的天體在軌道上運動,同時繞著自己的質心旋轉。專家解釋說,為了在太空中旅行,必須這樣建立設備的軌跡,使其由星系內各種軌道的運動形成。研究結果發表在《國際非線性力學雜誌》(International Journal of Non-Linear Mechanics)上。
在這種情況下,計算軌道之間過渡所需的機動就具有決定性的意義。為此,航天器啓動噴氣發動機,獲得加速或制動脈衝。
科學家表示,這些脈衝的大小和方向是在地球上提前計算出來的,但實際上,在軌道轉換時會定期出現各種錯誤,而錯誤可能對設備和整體任務構成致命後果。它們的頻率和危險度會隨著飛行長度而上升,並且需要額外的燃料來對其進行補償。
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俄媒:俄“佩列斯韋特”戰鬥激光系統可致盲500公里軌道上的航天器
薩馬拉大學飛行器動力學與控制科研實驗室負責人安東·多羅申表示:“對航天器動力學的分析可以預測偏差,並在運動控制系統的工作中考慮到偏差。我們建議這樣設計航天器,旨在依靠航天器自身的自然慣性特性使噴氣推力聚集在所需方向上。”
噴氣推進原理假設設備的質量在燃料燃燒產物噴射的時刻發生變化,這決定了系統的複雜動力學。研究人員稱,偏差的發生是由於噴射推力矢量不斷被設備從既定方向的角運動帶走,因此衝量被“噴射”。
科學家說,新方法將使提前確保航天器的最佳慣性質量佈局成為可能。由於燃料和其它單元在設備內部容積中的正確位置,可以確保動量偏差矢量沿著運動的方向自行聚焦,而無需額外的校正。
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