Выбор эффективных вариантов систем десантирования на планеты Солнечной системы

реферат

ВВЕДЕНИЕ

Изучение планет Солнечной системы и их спутников - одна из актуальнейших задач современной науки. Наиболее важные сведения о характеристиках планет получены с помощью автоматических космических аппаратов (КА). Такие КА стали запускать еще в 60-е годы прошлого века СССР («Луна», «Марс», «Венера») и США («Маринер») (Пичхадзе К.М. и др., 2012). Исследования с помощью КА продолжаются. В НПО им. С.А. Лавочкина разработан уникальный разгонный блок (РБ) «ФРЕГАТ», предназначенный для выведения космических аппаратов различного назначения на орбиты искусственных спутников Земли и на межпланетные траектории в составе ракет-носителей среднего и тяжелого класса (Асюшкин В.А. и др., 2014). В августе 2012 года осуществлена успешная посадка на Марс американского марсохода Curiosity. На марсоходе установлен российский прибор, предназначенный для разведки воды до глубины 1 метр. Сегодня активное участие в изучении планет с помощью КА принимают страны Европы, а также Индия, Китай, Япония.

В состав КА входят различные системы, обеспечивающие его надежное функционирование от старта носителя до выполнения возложенных задач на планете (спутнике) с возможным возвращением на Землю. Важнейшей системой КА, во многом определяющей эффективность экспедиции, является система десантирования и дрейфа (СД). Эта система позволяет обеспечить самые надежные на сегодняшний день контактные методы исследования атмосферы и поверхности планеты (спутников) (Воронцов В.А. и др., 2012).

Проектирование СД на начальном этапе исследования планет Солнечной системы с помощью КА (50-е - начало 60-х годов) представляло чрезвычайно сложную задачу. Характеристики атмосферы, физические параметры планет были слабо изучены. Многие системы КА приходилось создавать на основе лишь мнений экспертов, которые, к сожалению, часто ошибались. Если при создании систем, входящих в СД, и решались оптимизационные задачи, то это были задачи однокритериальной оптимизации. В настоящее время при проектировании СД (аван-проектировании, эскизном проектировании) используют современные методы теории систем, исследования операций, системного анализа, теории принятия решений (Гермейер Ю.Б., 1971; Гуткин Л.С., 1975; Дубов Ю.А. и др., 1986; Захаров И.Г., 2006; Моисеев Н.Н., 1981; Руа Б., 1976). Задача проектирования становится многокритериальной, а в общем случае и гипервекторной (Сафронов В.В., 2003; Сафронов В.В., 2009). Для ее решения необходимо на начальном этапе проводить анализ множества допустимых вариантов СД, сгенерировав это множество методами системного анализа. Игнорирование такого подхода, проектирование КА, оптимального лишь по одному критерию, приводит к нежелательным последствиям. Яркий пример - неудачные испытания американского КА, который планировался к запуску на Луну (август 2012 года). Этот КА проектировали оптимальным по критерию стоимости.

Отметим, что конкретная структура СД во многом определяется свойствами планеты (спутников), на которых СД будет функционировать. Планеты (спутники) объединим в группы с примерно одинаковыми значениями физических характеристик поверхностей, атмосферы и т.п. Пусть число таких групп Q. Тогда и число кортежей Парето (упорядоченного множества эффективных вариантов СД) также будет равно значению Q.

Настоящая работа посвящена: разработке общей методики решения задачи; формированию возможных вариантов морфологических матриц; определению совокупности критериев, характеризующих СД в целом и ее системы; математической постановке задачи построения упорядоченного множества эффективных вариантов СД; разработке метода решения задачи; применению предлагаемого подхода для выбора эффективных вариантов конструкции пульсирующего детонационного двигателя (ПДД).

Делись добром ;)