ТЕХНІЧНА МЕХАНІКА
ISSN 1561-9184 (друкована версія), ISSN 2616-6380 (електронна версія)

ГОЛОВНА    ПРО ЖУРНАЛ    РЕДКОЛЕГІЯ    АВТОРАМ    ПОТОЧНИЙ ВИПУСК    АРХІВ    КОНТАКТИ

УДК 629.7

Технічна механіка, 2019, 4, 21 - 28

ПРО ВИБІР ОПТИМАЛЬНОГО МАРШРУТУ ОРБІТАЛЬНОГО СЕРВІСНОГО ОБСЛУГОВУВАННЯ

DOI: https://doi.org/10.15407/itm2019.04.021

Алпатов А. П., Гольдштейн Ю. М.

Алпатов А. П.
Інститут технічної механіки Національної академії наук України і Державного космічного агентства України,
Україна

Гольдштейн Ю. М.
Інститут технічної механіки Національної академії наук України і Державного космічного агентства України,
Україна

      В даний час спостерігається істотне зростання вимог до збільшення тривалості строків активного існування космічних апаратів, надійності їх функціонування і зниження експлуатаційних витрат. Багатообіцяючим шляхом задоволення цих вимог є впровадження технології орбітального сервісного обслуговування, яке дозволяє вирішувати технічні та економічні проблеми за рахунок виконання сервісних операцій у космосі. Здійснення орбітального сервісного обслуговування пов'язано з виконанням послідовності завдань орбітального маневрування в умовах обмеженості енергетичних можливостей сервісного космічного апарату. Тому, особливого значення набуває задача вибору оптимального маршруту орбітального сервісного обслуговування. Вихідні дані цієї задачі (орбітальні параметри сервісного космічного апарату та космічних апаратів, що обслуговуються) визначаються з похибкою. Точність орбітальних параметрів залежить від точності вимірювань, методичної похибки обробки, сонячної активності, зміни густини в наслідок сонячної активності, часу проведення вимірювань, зміни орбітальних параметрів за час виконання міжорбітальних перельотів. Внаслідок цього раціональний маршрут орбітального сервісного обслуговування вибирається при нестачі інформації про вихідні дані. Метою статті є розробка математичної моделі для аналізу ризикових ситуацій вибору оптимальних маршрутів орбітального сервісного обслуговування в умовах стохастичної невизначеності орбітальних параметрів. Розроблена математична модель базується на статистичному моделюванні розв'язку задачі комівояжера. В результаті статистичної обробки результатів математичного моделювання побудовано дискретний розподіл оптимальних маршрутів орбітального сервісного обслуговування. В якості оптимального маршруту орбітального сервісного обслуговування запропоновано вибирати маршрут з максимальною ймовірністю реалізації. Розроблена стохастична модель проілюстрована прикладом. Новизна статті полягає в розробці моделі вибору оптимального маршруту орбітального сервісного обслуговування в умовах стохастичної невизначеності орбітальних параметрів сервісного космічного апарату та космічних апаратів, що обслуговуються. Отримані результати можуть знайти застосування при обґрунтуванні, плануванні та здійсненні сервісних космічних операцій.
     

космічний апарат, орбітальне сервісне обслуговування, оптимальний маршрут, стохастична модель вибору, задача комівояжера, цілочисельне лінійне програмування

1. Иванов В. М. Основные положения концепции орбитального обслуживания перспективных автоматических космических аппаратов. Ракетно-космическая техника: вестник МАИ. 2008. Т. 15, № 3. С. 5-7.

2. Stephen J. Design for on-orbit spacecraft servicing. Specialist Conference, Paper AAS 14-374, October. 2014. Р. 1–12.

3. Васильев В. В. Введение в орбитальное сервисное обслуживание. К.: «Элмис», 2013. 28 с.

4. Алпатов А. П., Горбулин В. П. Космические платформы для орбитальных промышленных комплексов: проблемы и перспективы. Вiсн. НАН України. 2013. № 12. С. 26–38. https://doi.org/10.15407/visn2013.12.026

5. Алпатов А. П. Космический мусор: аспекты проблемы. Техническая механика. 2018. № 2. С. 30–47. https://doi.org/10.15407/itm2018.01.030

6. Алпатов А. П., Гольдштейн Ю. М. Выбор орбит для утилизации космического мусора. Техническая механика. 2019. № 2. С. 5–15. https://doi.org/10.15407/itm2019.02.005

7. Гришин С. Д., Захаров Ю. А., Одолевский В. К. Проектирование космических аппаратов с двигателями малой тяги. М.: Машиностроение. 1990. 223 с.

8. Гродзовский Г. Л., Гродзовский Г. Л., Иванов Ю. Н., Токарев В. В. Механика космического полета (проблемы оптимизации). М.: Наука, 1975. 704 с.

9. Лебедев В. Н. Расчет движения космического аппарата с малой тягой. М.: ВЦ АН СССР. 1968. 105 с.

10. Сердюк В. К. Проектирование средств выведения космических аппаратов. М.: Машиностроение. 2009. С. 388–389.

11. Пападимитриу Х., Стайглиц К. Комбинаторная оптимизация. Алгоритмы и сложностью. М.: Мир. 1982. 510 с.

Copyright (©) 2020 Алпатов А. П., Гольдштейн Ю. М.

Copyright © 2014-2020 Технічна механіка