Файл: Шаталов, В. А. Применение ЭВМ в системе управления космическим аппаратом.pdf

Если предполагать, что большинство операций будут выпол­ няться экипажем, то следует ожидать больших затрат на подго­ товку экипажа и обеспечение его жизнедеятельности и работоспо­ собности. Стоимость корабля получается очень большой. Анало­ гично можно рассуждать и в случае, когда большинство опера­ ций выполняются при помощи автоматической системы, в контур которой включена БЦВМ. В итоге можно получить характери­ стики, приведенные на рис. 4.1, 4.2, из которых следует, что нужно выбирать такие варианты Wa, которые требуют наимень­ шей стоимости их реализации при условии выполнения КК целе­ вой задачи. Подобный подход может быть осуществлен и при оценке вероятности выполнения задачи. Эксперименты в усло­ виях реальных космических полетов и теоретические предпосылки позволяют считать, что космонавты на борту космическогокорабля могут выполнять следующие функции:

—контроль за работой бортовой аппаратуры и оборудования;

—восстановление работоспособности бортовых систем заме­ ной вышедших из строя элементов и простейшего ремонта;

—визуальное наблюдение и решение навигационных задач;

—управление движением КК вокруг центра масс (ориента­ ция и стабилизация) и центром масс (маневр на орбите, ее кор­ рекция, посадка, сближение и стыковка);

—монтаж и демонтаж отдельных элементов корабля, выпол­ нение работ с выходом в космическое пространство;

—проведение экспериментов и их анализ.

Изучение перечисленных функций позволяет считать, что большинство из них может быть выполнено при помощи БЦВМ.

Р и с . 4. 3. С хем а ручного управления

Однако использование ручного управления, кроме повышения надежности в управлении КК, создает у космонавтов большую уверенность в благополучном исходе выполнения перечисленных выше операций. Примерная блок-схема ручного управления при­ ведена на рис. 4. 3.

Вработе [5] показано, что космонавт может адаптироваться

квнезапным изменениям в полете. Вводились условия, при кото­ рых управляющий сигнал изменялся по амплитуде на два поряд­ ка и оператор легко справлялся при введении изменений не толь­ ко по одному, но и по двум каналам. Оператор как звено системы

той до 2 Гц. Эксперименты, проведенные летчиками-космонав- тами П. И. Беляевым и А. А. Леоновым на КК «Восход-2» показали, что фазо-частотные и амплитудно-частотные характе­ ристики космонавта-оператора в полете существенных изменений по сравнению с наземными условиями не претерпевают (рис. 4. 4).

где Атз~0,25 с, Т3— 0,l-f-0,3 с; kk — коэффициент усиления. Вместе с тем, следует учитывать, что длительное пребывание

с космосе снижает работоспособность космонавта. Поэтому наи­ более рациональным является применение комбинированного управления, когда в контур ручного управления КК включена БЦВМ. Соответствующая структурная схема системы управле­ ния приведена на рис. 4. 5.

4.2. АВТОНОМНАЯ НАВИГАЦИЯ НА БОРТУ КОСМИЧЕСКОГО КОРАБЛЯ С УЧАСТИЕМ ЭКИПАЖА

Анализ пилотируемых полетов показал, что при определении параметров движения в условиях длительного космического

122

полета наиболее рационально следующее распределение функ­ ций между экипажем и БЦВМ [2, 3, 5]. Космонавт выполняет операции распознавания звездных узоров, выбора опорных звезд, планет или других ориентиров (линия горизонта планеты, харак­ терные точки рельефа в условиях полета вблизи планет), изме­ ряет углы между опознанными ориентирами и вводит их в БЦВМ, Обработка астронавигационных измерений осуществляется в БЦВМ по одному из алгоритмов оптимальной фильтраций

(см. гл. 2).

Например, на КК «Аполлон» при отсутствии информации от наземного измерительного комплекса предусматривается авто­ номное определение параметров орбиты. При помощи секстанта космонавт измеряет угол между направлением на опорную звез­ ду и на горизонт (Земли или Луны) или известный ориентир. Изображение звезды совмещается с линией горизонта, после чего космонавт нажимает кнопку и в бортовой вычислитель подается команда на запись измеренного угла. Последующая обработка серии измерений осуществляется на БЦВМ.

Однако возможны ситуации, когда решение навигационной задачи осуществляют вручную. Это необходимо при выходе из строя коммуникационных линий КК, а в длительных космических

При помощи их он должен измерить не менее трех расстояний

-0,2л

% Ц )

123