सोयूज-टीएम अंतरिक्ष यान गति नियंत्रण प्रणाली

अपने हब में, मैं आपको मानवयुक्त अंतरिक्ष यान के प्रबंधन के बारे में बताना चाहता हूं। ज्यादातर सोयुज और स्पेस शटल जहाजों के बारे में। इन जहाजों का अध्ययन करने के 15 वर्षों में, मैंने उनके बारे में पर्याप्त जानकारी एकत्र की है, साथ ही वह ज्ञान भी जिसे मैं आपके साथ साझा करना चाहता हूं।

हेबर पर मैं आपको अंतर्राष्ट्रीय अंतरिक्ष स्टेशन (आईएसएस) के साथ सोयुज अंतरिक्ष यान के दृष्टिकोण के बारे में बताना चाहता हूं। चूँकि जानकारी प्रस्तुत करने के 70% मामलों में अंतरिक्ष में, संक्षिप्तीकरण का उपयोग किया जाता है, इसलिए मुझे उन्हें उसी तरह से उपयोग करना होगा, लेकिन मैं सबसे जटिल और समझ से परे उनके अर्थ को समझने और समझाने की कोशिश करूँगा।

इस मोड के बारे में बात करने के लिए, हमें जहाज और स्टेशन की गतिशीलता का वर्णन करने की आवश्यकता है, साथ ही साथ जहाज नियंत्रण के बुनियादी सिद्धांतों का वर्णन करना होगा।

अंतरिक्ष में पहुंचने पर, परिवहन जहाज (टीसी) और अंतरराष्ट्रीय अंतरिक्ष स्टेशन (आईएसएस) की गतिशीलता को दो स्वतंत्र आंदोलनों के रूप में दर्शाया जा सकता है:

• अपने केंद्र के चारों ओर प्रत्येक अंतरिक्ष यान का परिक्रमण (कोणीय वेग असाइनमेंट);
• टीसी और आईएसएस (रैखिक वेग असाइनमेंट) के द्रव्यमान के केंद्रों की सापेक्ष गति।

इसलिए, प्रबंधन में शामिल हैं:

• द्रव्यमान के अपने केंद्र के आसपास प्रत्येक अंतरिक्ष यान की गति को नियंत्रित करें ( सापेक्ष नियंत्रण या सापेक्ष कोणीय स्थिति का नियंत्रण )
• अंतरिक्ष यान के द्रव्यमान के केंद्रों के सापेक्ष गति का नियंत्रण (अभिसरण के सापेक्ष पथ का नियंत्रण)।

व्यवहार में, आईएसएस के पास जाने की प्रक्रिया में एक ज्ञात कक्षा में चलती है और एक दिए गए अभिविन्यास को बनाए रखती है (सुविधाजनक डॉकिंग टीसी के लिए पहले से सेट में), इसलिए आईएसएस को एक निष्क्रिय जहाज (पीसी) कहा जाता है। परिवहन जहाज, जो एक सक्रिय जहाज (एके) है, में युद्धाभ्यास के नियंत्रण का कार्य है, यानी आईएसएस के सापेक्ष द्रव्यमान के केंद्र के सापेक्ष रोटेशन और आंदोलन को नियंत्रित करना। इसलिए, टीसी के गति नियंत्रण प्रणाली (सीएमएस) में आईएसएस के लिए टीसी के दृष्टिकोण के कार्यान्वयन के लिए, दृष्टिकोण मोड (एसबी) प्रदान किया जाता है।

रैपरोचमेंट मोड क्या कार्य हल करता है?

• इसके कार्यान्वयन के लिए न्यूनतम ईंधन खपत के आधार पर आईएसएस के साथ अंतरिक्ष यान के इष्टतम दृष्टिकोण पथ (ओटीसी) का चयन;
• चयनित दृष्टिकोण पथ के साथ टीसी आंदोलन के नियंत्रण का संगठन;
• आईएसएस के दिए गए डॉकिंग स्टेशन पर स्वचालित (असतत) या मैनुअल (एनालॉग) ओवरफ्लाइट्स प्रदान करना, इसके सामने मँडराते हुए, सापेक्ष गति मापदंडों के साथ संपर्क करना जो डॉकिंग तंत्र के सामान्य संचालन को सुनिश्चित करते हैं;
• गति नियंत्रण प्रणाली की स्थिति पर स्वत: नियंत्रण प्रदान करना
• करीब मोड में टीसी। यदि कोई विफलता होती है, तो एक स्वचालित
• ध्यान देने योग्य उपकरणों पर स्विच करना;
• दृष्टिकोण मोड, मापदंडों को पारित करने के बारे में चालक दल को जानकारी जारी करना
• COURT टीसी की सापेक्ष गति और विफलता;
• खतरे की उपस्थिति में आईएसएस से टीसी को स्वचालित या मैनुअल हटाने की सुविधा प्रदान करना
• टक्कर।

इसलिए, दृष्टिकोण प्रणाली, किसी भी अन्य नियंत्रण प्रणाली की तरह, निम्नलिखित आवश्यकताओं को पूरा करना चाहिए:

• वाष्पीकरण के लिए न्यूनतम ईंधन खपत;
• उच्च परिशुद्धता नियंत्रण टीसी;
• सॉफ्टवेयर और उपकरण कार्यान्वयन की सादगी;
• सिस्टम का न्यूनतम वजन, आयाम और बिजली की खपत;
• उच्च प्रणाली विश्वसनीयता;
• तालमेल की प्रक्रिया की सुरक्षा।

इसके अलावा, मैं यह ध्यान रखना चाहता हूं कि अप्रोच मोड के पारित होने और आपातकालीन स्थितियों (NShS) के लिए ईंधन के नियंत्रण में MCC के परिचालन हस्तक्षेप को दृष्टिकोण के महत्वपूर्ण चरणों (फ्लाईबी, होवरिंग, मूरिंग, डॉकिंग) पर सुनिश्चित करना है, यह वांछनीय है कि ये संचालन सत्रों में प्रकाश में किया जाए। संचार, जो कि ग्राउंड-आधारित मापन बिंदुओं के दृश्य क्षेत्र में है। लेकिन संचार सत्र केवल कुछ निश्चित समय के अंतराल पर संभव हैं, जो कि भू-आधारित मापन बिंदुओं की भौगोलिक स्थिति और पृथ्वी के दैनिक घूमने के कारण कक्षा की पूर्वता के कारण है। इसलिए, एक निश्चित समय में आईएसएस (1 किमी से कम दूरी के सापेक्ष) के आसपास के क्षेत्र में लाने के लिए एप्रोच मोड में परिवहन जहाज का ऐसा नियंत्रण बनाना आवश्यक है, जो एमसीसी के साथ विश्वसनीय और दीर्घकालिक संचार सुनिश्चित करता है और उड़ान, लैंडिंग और डॉकिंग के चरणों में एक अनुकूल ब्लैक-एंड-व्हाइट स्थिति को सुनिश्चित करता है।

प्रणाली का उद्देश्य, इसके लिए आवश्यकताएं और समय-सीमा, काले और सफेद स्थिति को ध्यान में रखते हुए, एक परिवहन जहाज और सिद्धांतों को नियंत्रित करने के सिद्धांतों को निर्धारित करते हैं।
दृष्टिकोण मोड में कोर्ट टीसी का निर्माण।

अब, आप के साथ एसबी मोड में टीसी के प्रबंधन के सिद्धांत को देखते हैं।

चूंकि दृष्टिकोण नियंत्रण प्रणाली की आवश्यकताएं विरोधाभासी हैं, इसलिए उन्हें संतुष्ट करना पूरी तरह से असंभव है, क्योंकि परिवहन जहाज को नियंत्रित करने के लिए लक्ष्य के लिए ऐसी मार्गदर्शन विधि का चयन करना असंभव है जो सिस्टम के लिए सभी आवश्यकताओं की एक साथ पूर्ति सुनिश्चित करेगा। इसलिए, व्यवहार में, तालमेल की पूरी प्रक्रिया को दो वर्गों में विभाजित किया गया है:

• दूर का भाग (DU), जिसका कार्य IS के क्षेत्र में इष्टतम दृष्टिकोण पथ के साथ TC को लाना है, यानी कम से कम ईंधन की खपत;
• - निकट अनुभाग (सीयू), जिसका कार्य चयनित डॉकिंग स्टेशन और डॉकिंग के दौरान नरम संपर्क की ओर टीसी के द्रव्यमान के केंद्र के अभिविन्यास और आंदोलन की एक सटीकता के साथ नियंत्रण सुनिश्चित करना है। उपरोक्त विचारों के आधार पर, परिवहन जहाज के लिए, नि: शुल्क प्रक्षेपवक्र विधि का उपयोग करते हुए निकटता का एहसास होता है, और नियंत्रण इकाई दृष्टि की रेखा के साथ संशोधित मार्गदर्शन विधि (यहां, दृष्टि की रेखा (एलपी) के तहत) का उपयोग करके संपर्क कर रही है, अभिसरण वस्तुओं के द्रव्यमान के केंद्रों को जोड़ने वाली रेखा को अपनाया गया है)।

नि: शुल्क प्रक्षेपवक्र विधि का उपयोग कर मार्गदर्शन

मुक्त प्रक्षेपवक्र विधि पृथ्वी के गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र में अंतरिक्ष यान की कक्षीय गति को ध्यान में रखती है। यह एक बहु-पल्स पैंतरेबाज़ी का उपयोग करके आईएसएस के आसपास के क्षेत्र में प्रतीक्षा कक्षा से एक परिवहन जहाज को स्थानांतरित करने की अनुमति देता है, जिसमें गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र में अंतरिक्ष यान के बैलिस्टिक (मुक्त) गति के वर्गों और अंतरिक्ष यान की गति पर नियंत्रित (प्रोपल्शन सिस्टम के साथ) होते हैं। इन सुधारात्मक दालों के उत्पादन की दिशा, परिमाण और क्षणों की गणना अंततः आईएसएस के आसपास के क्षेत्र में होने की स्थिति से की जाती है। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि टीसी के मुक्त आंदोलन के समय की तुलना में सुधारात्मक दालों को जारी करने का समय बहुत कम है। इस प्रकार, दृष्टिकोण पथ में टीसी के मुक्त संचलन के खंड शामिल हैं, जिसके संयोजन के बिंदु पर सुधारात्मक आवेग जारी किए जाते हैं। यहाँ से मार्गदर्शन विधि के नाम का अनुसरण किया जाता है। टीसीएस के लिए, आईएसएस के निम्नलिखित दृष्टिकोणों के लिए नि: शुल्क प्रक्षेपवक्र पद्धति का उपयोग करके लक्ष्य मार्गदर्शन:

1. डबल-नाड़ी,
2. तीन नाड़ी।

बेशक, अन्य योजनाएं हैं, लेकिन इस लेख में हम केवल इन पर विचार करेंगे।

1. दो-नाड़ी योजना के मामले में, 2-पल्स पैंतरेबाज़ी का उपयोग करके दृष्टिकोण पथ का निर्माण किया जाता है, जहां
ΔV1 एक अवरोधन कक्षा का निर्माण करने के लिए डिज़ाइन किया गया है, जो यह सुनिश्चित करता है कि Tzad में दिए गए बिंदु पर TC ठीक आसपास के क्षेत्र में प्रवेश करता है;
ΔV2 को TC और OK की कक्षीय गति संरेखित करने के लिए डिज़ाइन किया गया है।



2. तीन-पल्स सर्किट के मामले में, एप्रोच पथ तीन सही दालों threeV1, ΔV2, 3V3 द्वारा महसूस किया गया एक बेलिप्टिक संक्रमण है।



इस स्थिति में, टीसी को आंतरिक में स्थानांतरित करने के लिए 1V1 को अपेक्षा की कक्षा में लागू किया जाता है
अण्डाकार संक्रमण कक्षा,

ΔV2 - एक पूर्व निर्धारित को आईएसएस के लिए टीसी के संक्रमण के लिए डिज़ाइन किया गया है
समय तजद में,
ΔV3 - अंतरिक्ष यान और ISS की कक्षीय गति को संरेखित करने के लिए आवश्यक है।

निम्नलिखित लेखों में, हम दृष्टि की रेखा, समानांतर मार्गदर्शन आदि के साथ मार्गदर्शन की जांच करेंगे।