Выбор эффективных вариантов систем десантирования на планеты Солнечной системы - Реферат

Наиболее важные сведения о характеристиках планет получены с помощью автоматических космических аппаратов (КА). Лавочкина разработан уникальный разгонный блок (РБ) «ФРЕГАТ», предназначенный для выведения космических аппаратов различного назначения на орбиты искусственных спутников Земли и на межпланетные траектории в составе ракет-носителей среднего и тяжелого класса (Асюшкин В.А. и др., 2014). В состав КА входят различные системы, обеспечивающие его надежное функционирование от старта носителя до выполнения возложенных задач на планете (спутнике) с возможным возвращением на Землю. Эта система позволяет обеспечить самые надежные на сегодняшний день контактные методы исследования атмосферы и поверхности планеты (спутников) (Воронцов В.А. и др., 2012). В настоящее время при проектировании СД (аван-проектировании, эскизном проектировании) используют современные методы теории систем, исследования операций, системного анализа, теории принятия решений (Гермейер Ю.Б., 1971; Гуткин Л.С., 1975; Дубов Ю.А. и др., 1986; Захаров И.Г., 2006; Моисеев Н.Н., 1981; Руа Б., 1976).Общая методика должна предусматривать: - генерирование множества возможных вариантов СД и ее систем (подсистем). выбор стендов для испытаний приборов и устройств, входящих в состав СД; - проведение коррекции результатов решения при изменении внешних условий, появлении новых данных о планете (спутниках), полученных как отечественными, так и иностранными КА. Разработать морфологические матрицы СД, ее систем, подсистем и элементов (в зависимости от требуемой глубины проектирования). На основе ММ третьего уровня с использованием разработанного метода ранжирования построить кортежи Парето; число кортежей определяется числом анализируемых элементов. На основе ММ второго уровня с использованием метода ранжирования построить кортежи Парето; число кортежей определяется числом анализируемых подсистем.В таблице 1 представлен возможный вариант корневой ММ. планета космический десантирование солнечный 1 2 3 4 целевое назначение ДА исследование поверхности планет (спутников планет) исследование атмосферы планет (спутников планет) забор грунта забор грунта и доставка его на Землю схема посадки с аэродинамическим качеством без аэродинамического качества система торможения с использованием ЭСУ без использования ЭСУ система амортизации с использованием ЭСУ мягкой посадки без использования ЭСУ мягкой посадки форма ДА сфера конус диск конус с торцевыми сегментами бортовая СУ автономная платформенная автономная бесплатформенная Комплексированная платформенная Комплексир. Бесплатф. встроенная система контроля с элементами искусственного интеллекта без элементов искусственного интеллекта система поиска с использованием плазменного следа с применением передатчика с использованием гамма-маяка система связи прямая через орбитальный аппарат комбинированная компоновка ДА открытая закрытая В качестве ММ первого уровня рассмотрим морфологические матрицы систем посадки, торможения и амортизации с использованием энергосиловой установки (ЭСУ) (таблица 2) и без использования ЭСУ (таблица 3). 1 2 3 4 5 посадка с аэродинамическим качеством Аэродинам. торможение (АТ) АТ парашютная система (ПС) АТ ПС ракетный двигатель твердого топлива (РДТТ) АТ ПС жидкостной ракетный двигатель (ЖРД) АТ ПС ПДД ЖРД посадка без аэродинамич. качества ЖРД РДТТ ЖРД РДТТ РДТТ ЖРД РДТТ ПДД ЖРД система торможения с использованием ЭСУ ЖРД РДТТ ракетный прямоточный двигатель с жидким топливом (РПДЖ) ракетный прямоточный двигатель с твердым топливом (РПДТ) пдд система амортизации с использованием ЭСУ мягкой посадки ЖРД РДТТ пддВажнейшей проблемой, с которой сталкиваются разработчики систем десантирования, является выбор наилучшего варианта СД для различных групп планет (спутников) Солнечной системы. Предложена общая методика решения задачи, которая предусматривает: - генерирование множества возможных вариантов СД и ее систем (подсистем); Для генерирования вариантов СД и ее систем (подсистем) используется метод морфологического ящика. Осуществлена декомпозиция задачи: предложено разрабатывать корневую морфологическую матрицу и затем морфологические матрицы первого, второго и последующих уровней иерархии.

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение

1. Общая методика выбора наилучшего варианта СД

2. Построение морфологических матриц СД и ее систем и формирование совокупности критериев для оценки СД

Заключение

Список литературы

Важнейшей проблемой, с которой сталкиваются разработчики систем десантирования, является выбор наилучшего варианта СД для различных групп планет (спутников) Солнечной системы.

Предложена общая методика решения задачи, которая предусматривает: - генерирование множества возможных вариантов СД и ее систем (подсистем);

- отсечение неэффективных вариантов;

- построение кортежа Парето; выбор наилучшего варианта; выбор стендов для испытания приборов и систем СД;

- проведение коррекции результатов решения при изменении внешних условий, появлении новых данных о планете (спутниках).

Для генерирования вариантов СД и ее систем (подсистем) используется метод морфологического ящика.

Осуществлена декомпозиция задачи: предложено разрабатывать корневую морфологическую матрицу и затем морфологические матрицы первого, второго и последующих уровней иерархии.

В качестве примера рассмотрена корневая ММ СД, ММ первого и второго уровней иерархии. Построение наилучших вариантов должно осуществляться снизу вверх. Результаты, полученные на нижних уровнях иерархии, используют в морфологических матрицах верхних уровнях иерархии. Это позволяет отсекать заведомо неэффективные варианты и сократить возможный неэффективный перебор.

Варианты СД и ее системы (подсистемы) характеризуются множеством критериев, часть из которых являются интервальными. С точки зрения системного анализа задача выбора наилучшего варианта СД, ее систем и подсистем сводится к задаче гипервекторного ранжирования.

1. Асюшкин В.А., Викуленков В.П., Ишин С.В. Итоги создания и начальных этапов эксплуатации межорбитальных космических буксиров типа «ФРЕГАТ» // Вестник ФГУП НПО им. С.А. Лавочкина. 2014. № 1. С. 3-10.

2. Воронцов В.А., Пичхадзе К.м. Методологические основы формирования схемных решений средств десантирования и дрейфа в атмосферах планет и их спутников // Проектирование автоматических космических аппаратов для фундаментальных научных исследований / Сост. В.В. Ефанов, И.Л. Шевалев; под ред. В.В. Ефанова, К.М. Пичхадзе: В 2-х т. Т. 1. М.: Изд-во МАИ, 2012. С. 9-54.

3. Гермейер Ю.Б. Введение в теорию исследования операций. М.: Наука, 1971. 383 с.

4. Гуткин л. С. Оптимизация радиоэлектронных устройств. М.: Сов. радио, 1975. 368 с.: ил.

5. Джонс Дж. К. Методы проектирования: перевод с английского. 2-е изд., доп.. М.: Энергоиздат, Ленингр. отд-е, 1982. 288 с.

6. Дубов Ю.А., Травкин С.И., Якимец В.Н. Многокритериальные модели формирования и выбора вариантов систем. М.: Наука, 1986. 296 с.

7. захаров И.Г. Обоснование выбора. Теория практики. СПБ.: Судостроение, 2006. 528 с.

8. Карлин С. Математические методы в теории игр, программировании и экономике. М.: Сов. Радио, 1964. 838 с.

9. Пичхадзе К.М., Шевалев И.Л. К 75-летию НПО им. С.А. Лавочкина: основные вехи истории // Вестник ФГУП НПО им. С.А. Лавочкина. 2012. № 4. С. 7-23.

Размещено на .ru