Клиначев Н.В.

Стыковка космического корабля Союз Т-13 с неуправляемой орбитальной станцией Салют-7

 Повторный запуск [F5]

 Ориентация Союза T-13 
         [←][→] [↑][↓]

 Целеуказатель
  [C] релокация, сброс
 Shift + [←][→] [↑][↓]
 Shift + [PgDn] [PgUp]
 Ctrl  + [←][→] [↑][↓]

 Навигационная модель
  [Z][Z] - V и zZ-ось
  [P][P] - T прецессии
  [W][W] - T вращения

 1 Позиция 1, 2, ..
 2 Синхронный полёт
 3 Дистанция 20 .. 8
 4 Облёт по сфере
 5 Стыковка

3D-сцена. Стыковка Союза Т-13 со станцией Салют-7

Легенда к документу. 8 июня 1985 года Джанибеков Владимир Александрович и Савиных Виктор Петрович находились на орбите Земли в космическом корабле Союз Т-13 и осуществили стыковку с неуправляемой орбитальной станцией Салют-7 в ручном режиме. В данном документе представлена математическая модель описывающая движение космических аппаратов и системы управления, предназначенные для автоматизации процесса стыковки. Читателю предоставлена возможность повторить подвиг наших героев.

Состав модели. Программный код, встроенный в данный html-документ, описывает движение двух космических аппаратов и виртуальной навигационной модели. Включает системы ориентации, управления движением и комплект навигационных программ для управляемого КА. Один из космических аппаратов – это неуправляемая орбитальная станция (условно Салют-7). Модель этого объекта состоит из двух систем кинематических уравнений. Первая описывает вращательное движение. Вторая – поступательное. Оба движения определены случайными начальными условиями. Движение управляемого космического аппарата (условно Союз Т-13) описывают аналогичные системы кинематических уравнений, но каждая из них дополнена системой динамических уравнений, позволяющих контролировать движение с помощью реактивных двигателей. Для поддержки функционирования навигационной системы Союза его бортовая ЦВМ просчитывает поступательное движение неуправляемого виртуального космического аппарата (далее по тексту навигационная модель (НМ)). Её движение может корректировать экипаж Союза, решая задачу стыковки. Сценарий стыковки и комплект навигационных программ являются учебными. Любые совпадения случайны.

Описание 3D-сцены. В 3D-сцене, которая представлена выше по тексту, имеется шесть объектов и камера. Камера сцены расположена позади Союза и видит сквозь него сектор небесной сферы ограниченный углом 45 градусов. К Союзу привязана сфера, на поверхности которой, в случайном порядке, нарисованы звезды. Радиус сферы – 95 условных единиц. Максимальная глубина обзора камеры – 100 единиц. Размер Союза – 1.5 единицы. Куда бы ни летел Союз – сфера привязана к его центру масс, поэтому звёзды остаются неподвижными. Но при каждой перезагрузке веб-страницы созвездия генерируются новые. В центре Союза отображается гирокомпас для навигации в трехмерном пространстве. Где-то в пределах сферы, в произвольном направлении, с произвольной скоростью летит и вращается неуправляемая станция Салют. Можно воспользоваться стрелками клавиатуры, развернуть Союз и найти Салют. Бортовая ЦВМ Союза рисует на мониторе камеры целеуказатель. Используя клавиши клавиатуры [PgUp] и [PgDn] можно удалять и приближать целеуказатель (Джанибеков и Савиных использовали лазерный дальномер). Если дважды поймать Салют в целеуказатель (их размеры совпадают), то бортовая ЦВМ Союза запустит навигационную модель разместит её в координатах станции и полетит за ней на удалении 20 единиц. За исключением звезд и камеры – это третий объект в 3D-сцене с независимым движением. При необходимости можно повторить синхронизацию полёта Салюта и навигационной модели.

Описание навигационных алгоритмов. На интерактивном дисплее, справа от 3D-сцены, представлен план стыковки с неуправляемой орбитальной станцией в виде списка из пяти этапов. На первом этапе экипаж Союза выполняет визуальный поиск Салюта, производит измерения и дважды фиксирует его координаты с некоторым временным интервалом. По двум точкам бортовая ЦВМ Союза определяет направление и скорость полёта Салюта, включает автопилот и ведёт Союз за Салютом на расстоянии 20-ти корпусов. Это второй этап – синхронный полёт. При необходимости, экипаж может повторно поймать Салют в целеуказатель и скорректировать навигационную модель (любое количество раз). Когда полёт синхронизирован, экипаж перемещает Союз по сфере на ось прецессии Салюта (третий этап). Для этого целеуказатель можно крутить вокруг его центра. Далее – четвертый этап. Находясь на оси прецессии со стороны стыковочного узла, экипаж хорошо видит вращение Салюта, измеряет период прецессии и период вращения стыковочного узла. Дважды нажимает на соответствующие кнопки – движение навигационной модели полностью синхронизируется с неуправляемой станцией. Экипаж сокращает дистанцию от 20 до 8 корпусов. Нажимает кнопку – бортовая ЦВМ решает задачу стыковки (пятый этап).

Примечание. В текущем состоянии навигационная программа, позволяет вывести Союз на ось прецессии Салюта и будет дописана позже (автор должен сходить в кинотеатр).

[КА: Собственное вращение] [КА: Контур скорости] [КА: Контур ориентации]
[КА: Отладка СОиС] [КА: Трек полёта] [КА: Полёт с СОиС]
[КА: Ручное пилотирование] [КА: Полёт с автопилотом] [КА: Автопилот без СОиС]
[КА: ДУ – 12 машин] [КА: ДУ – 8 машин] [КА: ДУ – 16 машин] [Союз Т-13 и Салют-7]
[Методические указания к лабораторным работам]

2017.10.17