ИССЛЕДОВАНИЕ ПЛОСКОГО ДВИЖЕНИЯ ОТНОСИТЕЛЬНО ЦЕНТРА МАСС КОСМИЧЕСКОГО АППАРАТА ПОД ДЕЙСТВИЕМ ГРАВИТАЦИОННОГО И АЭРОДИНАМИЧЕСКОГО МОМЕНТОВ ПРИ СНИЖЕНИИ С КРУГОВЫХ ОРБИТ

© Л.В.Глухова, И.А.Тимбай
© Государственный музей истории космонавтики им. К.Э. Циолковского, г. Калуга
Секция "К.Э. Циолковский и механика космического полета"
2010 г.

К.Э. Циолковский в своих работах уделял большое внимание анализу различных типов поступательно-вращательных движений космических аппаратов (КА) как свободных, так и под действием заданных сил.

В данной работе рассматривается плоское движение относительно центра масс осесимметричного неуправляемого КА при снижении с низких круговых орбит под влиянием гравитационного момента и восстанавливающего аэродинамического момента, который описывается нечётным рядом Фурье по углу атаки с двумя первыми гармониками.

Исследуются случаи, при которых в процессе снижения происходит изменение характера движения: вращательное движение переходит в колебательное, колебательное движение переходит во вращательное, колебательное движение «скачкообразно» переходит в колебательное движение с другими амплитудными характеристиками.

Изменение характера движения КА исследуется методом фазовой плоскости. Проводится исследование эволюции фазовых траекторий на основе анализа интеграла действия, для которого получены аналитические формулы, выраженные через элементарные функции. Получены формулы для определения высот полета, на которых происходит изменение характера углового движения КА. Для случаев движения, когда при пересечении сепаратрисы фазовая точка может попадать в различные колебательные области, найдены формулы для определения вероятности захвата в ту или иную область.