MЕТОД И АЛГОРИТМЫ КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА ВЫПОЛНЕНИЯ ЭКИПАЖЕМ ДИНАМИЧЕСКИХ ОПЕРАЦИЙ СБЛИЖЕНИЯ, ПРИЧАЛИВАНИЯ И СТЫКОВКИ

© М.Н.Бурдаев, В.Н.Саев
© Государственный музей истории космонавтики им. К.Э. Циолковского, г. Калуга
Секция "К.Э. Циолковский и проблемы профессиональной деятельности космонавтов"
2013 г.

К числу наиболее перспективных путей повышения эффективности процесса тренировок космонавтов на тренажерах является создание специальных средств, позволяющих:

– дать инструкторам возможность прогнозировать течение динамических процессов с учетом управляющих воздействий экипажа;

– уменьшить затраты времени на обнаружение ошибок экипажей;

– обеспечить инструкторам возможность своевременного и обоснованного прекращения тренировки при выходе на предельно допустимые или опасные режимы управления.

Поиск таких средств был проведен на основе анализа схем движения и обработки информации в системе управления относительным движением пилотируемых космических аппаратов. Анализ этих схем показал, что расширение возможностей контроля может быть получено за счет использования более совершенных форм представления информации и методов работы с ней. Такие формы и методы разрабатываются на основе теории и метода годографов.

В математических моделях относительного движения космических аппаратов используется преимущественно метод раздельного управления радиальной и боковой составляющими относительной скорости. Процесс относительного движения отображается в прямоугольной системе координат дальность — радиальная скорость. Точка, отображающая текущие параметры относительного движения, перемещается по экрану индикатора с переменной скоростью по кривой второго порядка — параболе. Достоинством такого метода являются краткость математического описания управляемого процесса и метода управления и простота реализации.

Его основными недостатками являются отсутствие наглядной формы отображения относительного движения, геометрически подобной реальной картине относительного движения, невозможность прогнозирования относительного движения, отсутствие информации о текущем промахе и о границах области возможного и безопасного управления сближением.

В связи с этим представляется важным исследование вопроса о целесообразности перехода в отображении информации о сближении к использованию векторных годографических форм.

Создать для инструктора возможность визуально прогнозировать течение процесса относительного движения можно, если представить на экране дисплея плоскость промаха и равномерное прямолинейное движение по ней точки, отображающей положение активного аппарата относительно объекта сближения. Такая форма представления информации позволяет оперативно выполнять приближенные оценки всех основных параметров относительного движения и приближенно прогнозировать течение процесса сближения. Возможность прогнозирования процесса сближения является достоинством этой формы представления информации: она устраняет дефицит времени в оценке динамики сближения.

Вводится понятие предельных рубежей причаливания, которое позволяет рассчитать, проанализировать и наглядно показать предельные на минимальной дальности рубежи причаливания и обобщенные характеристики процессов их реализации при выбранной схеме управления. Исследованы характеристики предельных рубежей сближения. На этой основе определены границы областей возможного причаливания для различных схем управления сближением.

Результаты исследований реализованы в виде модели системы отображения информации о процессе сближения, предъявляемой инструктору, в составе системы восстановления и воспроизведения процесса тренировки на тренажерах пилотируемых космических аппаратов.