Форум Новости Космонавтики

Какие на современных аппаратах используются системы ориентации?
Двигатели и гиродины?

А что Вас интересует конкретно?

В самом общем случае, системы ориентации делятся по способу формирования управляющих воздействий на активные и пассивные. По полноте ориентации они делятся на одноосные и трёхосные. По точности системы можно разделить на грубые, точные и прецизионные. Сущестуют и другие критерии классификации.

В состав активной системы ориентации, как минимум, входят:
1. Измерительные приборы - выдают информацию о текущем положении КА;
2. Блок логической обработки. Должен на базе информации с измерительных приборов вычислить управляющие воздействия;
3. Исполнительный орган - должен сформировать и приложить к КА требуемые управляющие моменты.

Если Вас интересуют исполнительные органы активных систем, то сейчас наиболее распространены:
1. Реактивные двигатели (на газе, однокомпонентные, двухкомпонентные)
2. Электромеханические исполнительные органы. Это управляющие двигатели-маховики (с неподвижной осью вражения роторов), гиростабилизаторы - исп. органы с подвижной осью вращения ротора и ненулевым полным кинетическим моментом, гиродины - исп. органы с подвижной осью вращения роторов, ненулевой номинальной скоростью вращения роторов и нулевым полным кинетическим моментом (очевидно, что нужно минимум 2 ротора).

Предельно грубо, так. А если интересно что-то конкретнее, спрашивайте  :wink:

Благодарю за ответ :)
Интересует, в частности, почему до сих пор используются реактивные двигатели? Ведь гиродины и маховики по идее должны гораздо дольше работать, т.к. не расходуется топливо.

ЦитироватьИнтересует, в частности, почему до сих пор используются реактивные двигатели? Ведь гиродины и маховики по идее должны гораздо дольше работать, т.к. не расходуется топливо.

Потому что, влияние некоторых возмущающих моментов приводит к накоплению кинетического момента, вследствие этого гиродины и маховики приходят в состояние насыщения, выйти из которого можно только с помощью внешних моментов.

Предположим, что вокруг некоторой оси действует постоянный возмущающий момент и  для компенсации этого момента используется маховик. Тогда, чтобы сохранять ориентацию КА неизменной, скорость вращения маховика должна постоянно увеличиваться, и рано или поздно она достигнет своего предела. Для "разгрузки" маховика, то есть для уменьшения скорости вращения маховика (при сохранении неизменной ориентации КА) , нужно приложить дополнительный момент к КА, например, за счет создания момента с помощью реактивных двигателей. Таким образом, постоянный возмущающий момент компенсируется фактически за счет момента, создаваемого двигателями.

Маховики/гиродины выполняют роль буфера и позволяет обеспечить более высокую точность при меньшем расходе топлива, потому что топливо тратится только на компенсацию постоянных возмущающих моментов и не тратится на динамические колебания, которые  неизбежны при управлении ориентацией только на двигателях.  

С помощью только маховиков/гиродинов можно компенсировать переменые возмущающие моменты, влияние которых не приводит к постоянному накоплению кинетического момента. Кроме того с их помощью можно осуществлять развороты КА без затрат топлива.

С помощью маховиков/гиродинов можно изменять ориентацию КА так, чтобы исключить или существенно уменьшить накопление кинетического момента. Такой режим ориентации есть на МКС, называется TEA (torque equilibrium attitude), при его выполнении влияние всех возмущаюших моментов в среднем близко к нулю.

В штатном режиме ориентации подавляющего большинства связных и навигационных КА при работе по целевому назначению используются именно электромеханические (безрасходные) исполнительные органы (ЭМИО).

Почему?

1. Точность управления. ЭМИО способны создавать плавно меняющиеся управляющие моменты и очень точно. Такие ИО - это не "просто электромоторы с маховиком". Это точные приборы. Включение же двигателей ориентации - всегда импульсные. Следовательно, моменты создаются очень грубо, их средняя величина регулируется обычно широтно-импульсной (изменением длительности импульса при постоянной частоте следования)  или частотно-импульсной (меняется частота импульсов при постоянной длительности) модуляцией. ШИМ и ЧИМ соотв. Обычно есть ограничения на мин. длительность включения, это иногда требует перехода с ШИМ на ЧИМ при малых потребных моментах. Что, в свою очередь, иногда приводит к опасному приближению частоты следования импульсов к собственной частоте колебаний упругих элементов КА. Что недопустимо. И т. п.

2. Да, ЭМИО экономят рабочее тело. Но не все правильно понимают, почему. Главная причина в том, что основная масса внешних возмущающих моментов, с которыми и борется система ориентации, имеют в своем спектре ярко выраженную периодическую составляющую. Обычно она кратна периоду обращения КА. При использовании двигателей, они, грубо говоря, будут "дуть" то преимущественно в одну сторону, то в обратную. ЭМИО же будет то накапливать "в себя" импульс внешенего момента (как изменение частоты вращения маховиков или положения оси вращения), то "отдавать обратно". При этом, если ЭМИО способно "впитать" в себя максимум интеграла от внешнего момента за период и постоянная составляющая внешнего момента отсутствует вообще, то такая система будет работать вечно. + аналогичная обратимость проявляется, если необходимы обратимые манёвры по угловому положению КА.

Однако, на практике, в спектре внешних возмущающих моментов постоянная составляющяя присутствует всегда. Это приводит к тому, что, интегрируясь в ЭМИО, она будет приводить к неудержимому нарастанию отклонения его кинетического момента от номинала. На фоне периодической синусоиды. Это может быть рост скорости вращения маховиков, увеличение углов отклонения рамок гиродинов и т. п. По сути, это результат роста полного суммарного кинетического момента аппарата. Очевидно, что рано или поздно ЭМИО выйдет на насыщение и потеряет способность управлять. По этому, периодически возникает необходимость проводить разгрузку ЭМИО - снятие избыточного кинетического момента. Для этого нужно приложить к КА внешний момент, направленний противоположно накопленному кин. моменту. Обычно это делается включением реактивных двигателей. По этому, такая система ориентации, все же, не является совсем безрасходной.

Но есть отдельная тема - навигационные КА типа "Глонасс", например. Там любое включение реактивного двигателя настолько портит тщательно прогнозируемое орбитальное движение КА, что он будет на 1-2 недели выходить из системы (пока не намеряют новые параметры орбиты, заложат на борт и т. п.) По этому, после выведения и формирования рабочей орбиты, на этих аппратах двигательная установка выключается, вакуумируется и переводится в режим хранения, а любые включения реакт. двигателей исключаются, кроме спасения КА при аварии.
А как тогда разгружать ЭМИО? Для этого на всех КА "Глонасс", "Глонасс-М" установлены мощные электромагниты. При пролете полярных областей они включаются по команде системы ориентации. Полярность включения магнитов определяется в зависимости от знака накопленного кин. момента, который нужно сбросить. Магниты, взаимодействуя с маг. полем Земли формируют механический момент, разгружающий исп. органы. Таким образом, на Глонасс'ах установлена безрасходная система ориентации в строгом смысле этого слова. Исключая, повторюсь, аварийные режимы. Что тоже иногда бывает  :wink: .

ЦитироватьОднако, на практике, в спектре внешних возмущающих моментов постоянная составляющяя присутствует всегда.

В принципе да, но я уже написал, что можно изменять ориентацию КА, так чтобы в среднем влиняние возмущающих моментов было близко к нулю. Другое дело, что не на всех КА можно так менять ориентацию.

ЦитироватьТаким образом, на Глонасс'ах установлена безрасходная система ориентации в строгом смысле этого слова.

Это здорово. Есть и другие способы уменьшения расхода топлива. На Ямалах расходная система ориентации, но затраты топлива на разгрузку маховиков уменьшаются за счет использования момента, создаваемого давлением солнечного света на солнечные батареи и момента, создаваемого двигателями при коррекции орбиты.

А ещё для разгрузки маховиков можно использовать моменты возникающие при взаимодействии расположеных на спутникое электромагнитов с магнитным полем земли.

ЦитироватьЭто здорово. Есть и другие способы уменьшения расхода топлива. На Ямалах расходная система ориентации, но затраты топлива на разгрузку маховиков уменьшаются за счет использования момента, создаваемого давлением солнечного света на солнечные батареи и момента, создаваемого двигателями при коррекции орбиты.

Интересно. Там возможно дифференцированное вращение "крыльев" солнечных батарей? И плазменный двигатель коррекции в управляемом подвесе? В НПО ПМ предлагалось в свое время разгружаться, используя преднамеренно эффект "радиационого пропеллера", разворачивая дифференцировано "крылья" панелей. В общем-то, очевидная идея. Не используется пока.  На стационарах при нынешней платформе, в общем-то, нет проблем с запасом гидразина лет на 15 работы. На Глонассах справляется магнитная разгрузка, а всякие там отклонения панелей по чьей-то инициативе сильно раздражают баллистиков (хотя при развороте "пропеллером" на несколько градусов) "сдув" КА сильно-то не изменится. Как-будто.
По перспективному военному аппарату для молниевской орбиты с компоновкой "чебурашка" была идея использовать гравитационную разгрузку в перигее. Это я начинал считать и сейчас считают по моей программе. Но там все оказалось намного сложнее, чем кажется - требования к манёвренности КА оказываются очень большими.

ЦитироватьА ещё для разгрузки маховиков можно использовать моменты возникающие при взаимодействии расположеных на спутникое электромагнитов с магнитным полем земли.

Так оно и работает! На всех Глонассах с 1982 года  :wink:

ЦитироватьТам возможно дифференцированное вращение "крыльев" солнечных батарей?

Да.

ЦитироватьИ плазменный двигатель коррекции в управляемом подвесе?

Нет, не в подвесе. Используются несколько жестко закрепленных двигателей коррекции, так чтобы одновременно создать нужную силу тяги для коррекции орбиты и нужный момент для разгрузки маховиков.

Цитироватьбыла идея использовать гравитационную разгрузку в перигее.

Хорошая идея.

Цитироватьтребования к манёвренности КА оказываются очень большими.

Понятно.

ЦитироватьНа стационарах при нынешней платформе, в общем-то, нет проблем с запасом гидразина лет на 15 работы.

Как там раньше говорили: "экономика должна быть экономной", управление ориентацией - тоже. На Ямалах гидразина вообще нет.

ЦитироватьА ещё для разгрузки маховиков можно использовать моменты возникающие при взаимодействии расположеных на спутникое электромагнитов с магнитным полем земли.

На разбитом "БелКА" стоял такой агрегат, на раскладной штанге. И что интересно, назывался он тоже ЭМИО (только электро-магнитный исполнительный орган).

В НПО ПМ их называют ЭМУ - электромагнитное устройство  :wink: . Этакий "лом" килограммов на 6 - 7. Интересно, что на Глонасс-М они стоят прямо на самом корпусе. Меня всегда интересовало, почему конструктора не боятся, что их магнитное поле испортит что-нибудь на спутнике? Или намагнитит его? На "старых" Глонассах для определения полярности и моментов включения ЭМУ использовался магнитометр - системе нужно знать, как направлено магнитное поле Земли. И вот этот магнитометр располагался на длинной выдвижной штанге, чтобы магнитное поле КА не искажало результаты измерений. Известно несколько случаев нераскрытия штанги магнитомера. Прибор в таком случае использовать оказалось невозможно. Выходом из положения является закладка на борт информации для включения ЭМУ, фактически, по временной циклограмме. Для таких аппаратов это штатная операция. А на Глонассе-М есть БЦВК, все, что нужно на счет маг. поля, можно посчитать на борту. И магнитометра на борту уже нет - не нужен.

Цитировать

ЦитироватьИ плазменный двигатель коррекции в управляемом подвесе?

Нет, не в подвесе. Используются несколько жестко закрепленных двигателей коррекции, так чтобы одновременно создать нужную силу тяги для коррекции орбиты и нужный момент для разгрузки маховиков.

То есть, используются несколько плазменных двигателей? И, кстати, основной испольнительный орган - маховики с неподвижной осью вращения?

ЦитироватьТо есть, используются несколько плазменных двигателей?

Да, стационарные плазменные двигатели.

ЦитироватьИ, кстати, основной испольнительный орган - маховики с неподвижной осью вращения?

Да, и с нулевыми номинальными кин.моментами. То, что здесь в одном из сообщений перевели с английского как "реактивные колеса" (reaction wheels).

Еще на Ямалах есть газовые двигатели ориентации, фактически - газовые сопла, работающие на том же газе, что и плазменные. Но их, в идеале, используют только в начальных режимах.

По поводу ЭМИО/ЭМУ (электромагнитных исполнительных органов) и магнитометров. Был такой проект - спутник "Сигнал". Управление ориентацией предполагалось осуществлять с помощью электромагнитов, а определение ориентации -  с помощью магнитометров. То есть магнитное поля Земли должно было использоваться и как силовое и как информационное.
Жаль, что  умер этот проект в эпоху перемен.

А в чем преимущества и недостатки гиродинов по сравнению с маховиками?

ЦитироватьМеня всегда интересовало, почему конструктора не боятся, что их магнитное поле испортит что-нибудь на спутнике?

А чего может испортиться то?

ЦитироватьИли намагнитит его?

Дык спутник же не железный. А алюминь и пластмасс не намагничиваются...

ЦитироватьА в чем преимущества и недостатки гиродинов по сравнению с маховиками?

Если "усреднять по палате", то гиродины - тяжелее, сложнее, менее точные и менее надежные, чем маховики. Зато гиродины - более сильные, с их помощью можно создавать бОльшие управляющие моменты.

Гиродины лучше всего подходят для систем ориентации больших КА, требующих быстрого изменения ориентации, или КА,  на которые действуют большими возмущающие моменты. Например, для МКС.

А маховики, наоборот - для небольших или неманеврирующих КА с маленькими возмущающими моментами. Например, для геостационарных спутников связи с трехосной системой определения ориентации, типа спутников "Ямал".

ЦитироватьПо поводу ЭМИО/ЭМУ (электромагнитных исполнительных органов) и магнитометров. Был такой проект - спутник "Сигнал". Управление ориентацией предполагалось осуществлять с помощью электромагнитов, а определение ориентации -  с помощью магнитометров. То есть магнитное поля Земли должно было использоваться и как силовое и как информационное.
Жаль, что  умер этот проект в эпоху перемен.

Я в НПО ПМ участвовал в похожем в эпоху где-то 1996 - 1998 годов  :wink: . В рамках проектных проработок по перспективным КА Гонец. С активной 3-х осной системой ориентации в орбитальной или солнечно-земной СК (ОСК/СЗСК). Требования к точности были нежёсткие, где-то 10 - 15 градусов погрешность была приемлемой. В состав хотели ввести 3-х компонентный магнитометр, что-либо гироскопическое, позволяющее строить инерциальную систему координат (до конкретики выбора не дошли), исполнительный орган - 3 маховика + эл. магниты. Один из вариантов был - без маховиков, только ЭМУ.
Там даже была даже идея определять (грубо) и орбитальное положение центра масс КА по магнитному полю Земли (МПЗ), замеряя и сравнивая его с моделью МПЗ на борту. Ибо знание положения центра масс необходимо для расчёта ориентации в ОСК/СЗСК. Как раз я считал точность. Мутное оказалось дело, получалось, что до +-15 градусов можно определить, чего, может, и хватило бы. Но интуитивно было чувство, что на практике это толком работать не будет. Но до практики и не дошло  :( .

Цитировать

ЦитироватьМеня всегда интересовало, почему конструктора не боятся, что их магнитное поле испортит что-нибудь на спутнике?

А чего может испортиться то?

Вот, видать, ничего и не портится  :)

Цитировать

ЦитироватьИли намагнитит его?

Дык спутник же не железный. А алюминь и пластмасс не намагничиваются...

Ууу, там при расчёте внешних возмущающих моментов такая морока с этим намагничиванием... Есть магнитотвердые материалы, которые раз уж намагнитились, то все - постоянные магниты обычные. Есть магнитомягкие материалы, которые намагничиваются от маг. поля Земли и потом с ним же взаимодействуют. Есть экспериментальные данные по маг. моментам от всего этого на аппарате. Выяснилось, что это зависит, в основном, от массы КА и очень слабо от всего остального. Хотя это и неочевидно, для меня, по крайней мере. Когда-то давно для всех Глонассов и аппаратов с пассивной магнитно-гравитационной системой ориентации проводились измерения маг. моментов. Потом был выпущен тех. отчет по обобщению этих данных, где выявилась описаная выше картина, и было принято решение о прекращении измерения маг. моментов. Видимо, трудоемкая процедура. А есть ещё маг. моменты от токовых контуров на КА...

В общем, тут такие тонкости учитываем, а потом на борту раз - и врубаются/вырубаются мощнейшие электромагниты. И никто намагничиванием/перемагничиванием КА при этом не интересуется... Меня всегда этот вопрос волновал, когда считал возм. моменты. Или там явная перестраховка или тут недооценка.

ЦитироватьА маховики, наоборот - для небольших или неманеврирующих КА с маленькими возмущающими моментами. Например, для геостационарных спутников связи с трехосной системой определения ориентации, типа спутников "Ямал".

Любопытно, что высокое начальство по системам ориентации в НПО ПМ считает, что для геостационарных спутников связи с трехосной системой ориентации наилучший вариант - одномаховичный исполнительный орган, ось вращения которого в номинале перпендикулярна плоскости орбиты. Ну, может, и так... А вообще то начальство очень любит гиродины и все, что на них похоже  :wink: . Есть и политические причины любить гиродины - их очень хотят делать смежники взамен маховиков. Нужна новая, сложная разработка, чтобы загрузить КБ. В нашем секторе любили именно маховичные исп. органы. Мне лично они тоже нравятся. Для того класса аппаратов, которыми занимались, конечно. Сектор стационарщиков - за гиродины. Борьба бесконечная.

Ещё одно преимущество маховиков с нулевым номинальным кин. моментом, которое я вижу - легко обеспечить неограниченную по углам маневренность КА. На исполнительных органах с подвижной осью вращения и ненулевой номинальной скоростью маховиков это возможно только при сильном усложнении конструктива ИО.

ЦитироватьСектор стационарщиков - за гиродины.

Может это они так из-за классического метода ориентации в ОСК: "одноосная инфракрасная вертикаль + большой ненулевой кин. момент"? Хотя и для этой схемы успешно используются маховики, например, в спутнках Loral. А может из-за больших возмущающих моментов при коррекции орбиты. Но для геостационарных спутников типа "Ямал" со звездным датчиком, навигацией и  плазменными двигателями коррекции, маховики - это самое оно.

ЦитироватьЕщё одно преимущество маховиков с нулевым номинальным кин. моментом, которое я вижу - легко обеспечить неограниченную по углам маневренность КА.

По углам - да, легко. Но будут ограничения по угловым ускорениям. Для быстрого изменения ориентации КА лучше поворачивать быстровращающиеся роторы в подвесах гиродинов, чем  быстро раскручивать/тормозить роторы в маховиках.

ЦитироватьЕсть и политические причины любить гиродины - их очень хотят делать смежники взамен маховиков. Нужна новая, сложная разработка, чтобы загрузить КБ.

Теоретически, это должно "лечиться" конкуренцией между изготовителями.

ЦитироватьБорьба бесконечная.

Без неё никак.

Цитировать

ЦитироватьСектор стационарщиков - за гиродины.

Может это они так из-за классического метода ориентации в ОСК: "одноосная инфракрасная вертикаль + большой ненулевой кин. момент"? Хотя и для этой схемы успешно используются маховики, например, в спутнках Loral. А может из-за больших возмущающих моментов при коррекции орбиты. Но для геостационарных спутников типа "Ямал" со звездным датчиком, навигацией и  плазменными двигателями коррекции, маховики - это самое оно.

Имеет место быть. Стационарами не занимался, но до сих пор, насколько мне известно, есть там алгоритмы перехода на такую схему при отказе всего и вся. В т. ч. и управление единственной парой реакт. двигателей при отказе приводов качания оси вращения ротора гиростабилизатора (ГС).

Вторая причина, по моему мнению, историческая. ГСы для первых трехосно ориентированных стационаров (Радуга) разрабатывали на базе ГС Молнии. Той самой, которая родилась ещё в "Энергии". Собственно, первым КА, доставленым на стационар у нас в 1974 г., Молния то и была. Нетрудно уловить суть дальнейшего развития прибора - пассивный упруго-вязкий подвес маховика заменили активным управляемым. Изменилась схема ориентации - вместо солнечной стали ориентировать в орбитальной СК. Но принципиальное наследство Молнии осталось - одномаховичный ГС.

Третья причина - ну любит авторитетное начальство ( http://spacer.rtc.ru/encyk/biogr-book/16R/2417.shtml ) гиродины и все, что на них похоже :) ! Сложные они, науки там в них больше.

ЦитироватьА может из-за больших возмущающих моментов при коррекции орбиты.

Вообще-то, для их платформ они малы. Почти сразу после пуска Сесата прошла команда поднимать программу расчёта возмущающих моментов для него и разбираться, почему момент явно больше расчетного. Перепуг был в том, что при таком моменте гидразина для разгрузки на 12 лет может не хватить. Причина была проста - после каких-то тестов в начальном бардаке СПД забыли выключить  :wink: . Дул он себе, шло возмущение... Выключили  :wink: .

Что касается "больших" коррекций гидразиновыми двигателями, на Глонассах-М возмущение от ДК задается, кажется, 0.1 или 0.2 Нм максимум, если я правильно помню. На практике много меньше. По этому аппарат при коррекции управляется маховиками по штатной схеме, только при превышении порога кинетическим моментом разрешена разгрузка при помощи реактивных двигателей ориентации.

ЦитироватьВторая причина, по моему мнению, историческая. ГСы для первых трехосно ориентированных стационаров (Радуга) разрабатывали на базе ГС Молнии. Той самой, которая родилась ещё в "Энергии".

Да, в "Энергии" считают, что спутники НПО ПМ выросли из Молниевской "шинели". Но уже десятилетия прошли, да и создавалась Молния не для геостационара.

ЦитироватьСложные они, науки там в них больше.

Это понятно - статьи, диссертации, монографии...

Цитироватьпосле каких-то тестов в начальном бардаке СПД забыли выключить.

Примерно такое тоже было.

ЦитироватьЧто касается "больших" коррекций гидразиновыми двигателями, на Глонассах-М возмущение от ДК задается, кажется, 0.1 или 0.2 Нм максимум.

Значит маленькие, с такими возмущениями маховики справятся, если до насыщения не доводить.

ЦитироватьМожет это они так из-за классического метода ориентации в ОСК: "одноосная инфракрасная вертикаль + большой ненулевой кин. момент"?

А что такое одноосная инфракрасная вертикаль? :oops:

ЦитироватьА что такое одноосная инфракрасная вертикаль?

Это прибор, который измеряет направление на центр Земли (то есть местную вертикаль) по инфракрасному излучению Земли. Удобен тем, что может выполнять измерения круглосуточно, потому что в инфракрасном диапазоне Земля всегда видна как полный круг.

Одноосным называется из-за, того что измеряет направление только одной оси - местной вертикали. Однако в комбинации с ненулевым внутренним кинетическим моментом или при использовании БИНС, этих измерений  достаточно для трехосной ориентации относительно орбитальной системы координат, даже без знания навигационной информации о положении центра масс КА в пространстве.

А вообще, на счет "борьбы" маховиков и гиродинов...

Для всех КА, разработанных по настоящий в НПО ПМ и имеющих активную трехосную систему ориентации, характерно следующее:

1. Относительно малая масса (не более 2700 кг.) и моменты инерции. Следовательно, при прочих равных условиях, не нужны очень большие управляющие моменты, эффекты "усиления момента" гиродинов и т. п.. Не станция "Мир" или МКС.
2. Нет требований на энергичные манёвры в части ориентации КА. Дополняет п. 1 на счет отсутствия необходимости больших управляющих моментах. Не фоторазведчики, где может быть нужно быстрое перенацеливание.
3. Очень высокие требования к длительности срока активного существования. При полной невозможности ремонта на орбите (на станциях возможность замены ИО есть). По долговечности маховики превосходят гиродины. Хотя бы потому, что, при грамотной организации разгрузки, средняя скорость их вращения может быть очень небольшой. На Глонассах-М, например, суммарный кинетический момент всех 3-х маховиков в штатном режиме не превышает 2 - 4 Нмс. А ротор гиродина обязан вращаться на номинале или вблизи его. Износ будет больше + большая сложность прибора.
4. Достаточно высокие требования к снижению массы системы ориентации. На КА нет больших запасов топлива, ещё чего-то, на чьем фоне относительная масса системы могла бы быть небольшой. Гиродины по массе сильно проигрывают маховикам, что по описаным причинам особо неприятно.

Таким образом, ИМХО, на всех трехосно ориентируемых КА разработки НПО ПМ должны были бы быть маховичные ИО. Но увы...

На 1-ой версии одного военого аппарата по политическим и научным соображениям (см. мои посты выше а так же очень точный комментарий 'ДалёкогоГостя' по поводу науки...  :wink:  ) запроектировали некий жуткий бигиродин. Причем, говорят, делали его в Омске впервые, не имея никакого опыта. Аппарат в начале 90-ых был почти готов к пуску, но его, увы, "зарубили". Перепроектированный с нуля, он сейчас снова готов к пуску. На 8 декабря, вроде. Теперь там маховичный исполнительный орган. И оказалось, что один тот бигиродин весил больше, чем вся новая система ориентации вместе взятая, включая кабельную сеть.

Сейчас вновь прорабатывается  перспективный аппарат для той же орбиты. Правда, требования к системе, конечно, намного выше, особенно к точности. Это хорошо, должно быть развитие. Опять бывший мой сектор "проиграл в борьбе". Опять там новый жуткий "очень интересный" гиродин. Теперь Томск взялся за новую для себя разработку. Уже с разработкой появились неожиданные проблемы. И снова будет когда-нибудь "аварийное" тех. решение, переход на маховики или что-то в этом роде. История ни чему не учит.

Вопрос по маховичным системам ориентации. При перенацеливании спутника маховики срабатывают по очереди (первая ось, остановка; вторая ось, остановка; третья ось, остановка) или все одновременно?

И еще, как обычно распологают оси маховиков? Вроде бы удобнее всего по главным осям инерции?

В тех системах, с которыми я сталкивался, на оба вопроса ответ - да.

Ну, то есть, ответ 'да' на первый вопрос означает, что по очереди  :lol:

ЦитироватьВ тех системах, с которыми я сталкивался, на оба вопроса ответ - да.

Понятно. А почему не всегда делают управление всеми одновременно (не по очереди)? Казалось бы можно быстрее разворачиваться.

А на Союзах и Прогрессах стоят гиродины или маховики? Или только реактивные сопла.

И как вы думаете какая система ориентации должна быть на "Пароме" ? Масса его может достигать 20 тонн, а это сравнимо с модулем МКС. Да и ресурс 15 лет.
Паром должен ведь стыковаться с полезным грузом, а это подразумевает точное управление. Насколько я понял реактивные сопла для грубого управления. Хотя есть ведь ЖРДМТ с тягами от 0,1 до 100Н.

ЦитироватьА на Союзах и Прогрессах стоят гиродины или маховики? Или только реактивные сопла.

И как вы думаете какая система ориентации должна быть на "Пароме" ? Масса его может достигать 20 тонн, а это сравнимо с модулеи МКС. Да и ресурс 15 лет.
Паром должен ведь стыковаться с полезным грузом, а это подразумевает точное упровление. Насколько я понял реактивные сопла для грубого управления. Хотя есть ведь ЖРДМТ с тягами от 0,1 до 100Н.

На кораблях только ЖРД. Двигатели причаливания и ориентации тягой 13 кг. На "Пароме" будут тоже только двигатели. Никаких маховиков или гиродинов. А точность стабилизации и ориентации достаточна для стыковок, еще ни разу не промахнулись из-за неточной ориентации ;) Просто двигатели работают в импульсном режиме, так что с точностью все в порядке.

А какие это будут двигатели? Ведь Союзовские на такой ресурс не расчитаны. Может те котрые на МКС стоят.

А сам маршевый С5.80 тоже не на 60 полетов делался. Не сочтите за оффтоп, но поему использование реактивной системы управления на Пароме потребует больших затрат на ресурсные испытания. Использование гиродинов или маховиков оправданней. Раз эти агрегаты давно стоят на КА с ресурсом 15 лет, то логично предположить что они и на Пароме будет дешевле использовать именно их.

Может есть какие-то  тонкости в применении?

ЦитироватьА какие это будут двигатели? Ведь Союзовские на такой ресурс не расчитаны. Может те котрые на МКС стоят.

А сам маршевый С5.80 тоже не на 60 полетов делался. Не сочтите за оффтоп, но поему использование реактивной системы управления на Пароме потребует больших затрат на ресурсные испытания. Использование гиродинов или маховиков оправданней. Раз эти агрегаты давно стоят на КА с ресурсом 15 лет, то логично предположить что они и на Пароме будет дешевле использовать именно их.

Может есть какие-то  тонкости в применении?

А я и не говорил, что на "Пароме" будут С5.80. И вообще, речь о маршевом двигателе или о ДО?
Маховики на крабли не ставят, как и гиродины. Тонкостей много, прежде всего, большие затраты электроэнергии, масса корбля ведь больше, чем у спутника. Да и динамика управления другая. И гиродины все равно потребуют двигателей. Для разгрузки кинетического момента, например. Так что будут все равно две системы.

Вообще интересно узнать и про маршевый и про двигатели ориентации.
Понятно что на корабли гиродины не ставят, но ведь Паром это вроде как смесь корабля и долговременной станции. Считаючто  должна быть комбинированая система.
ЖРДМТ МКС доказали свою работоспособность еще при эксплуатации "Мира". Правда не знаю сравнимы ли они по количество включений с теми которые требуются Парому.
Для выведения Парому понадобиться как минимум (зависит от схемы выведения) два включения маршевой ДУ. А вот сколько включений двигателей РСУ на стыковку и ориентацию сказать навскидку не могу. Но уверен что гарантировать их включение на ресурсе 15 лет сейчас никто не сможет (имеется ввиду двигатели ориентации). И если как вы говорите нужно много электроэнергии, то наверняка есть оптимальное сочетание характеристик гиродинов, двигателей РСУ, массы топлива и массы солнечных батарей.
Заявленные для Парома 15 лет и 60 полетов трудно выполнимы еще и по требованиям к двигателям системы ориентации и, в первую очередь, маршевому ЖРД. Выполнение требований потребует кучу затрат на разработку, производство (необходим новый материал для сопел) и испытания. Поэтому я считаю что можно обойтись и некой комбинированной системой на гиродинах и РСУ.

Мескалито, да не волнуйтесь вы так! Не будет никакого Парома. Нигде и никогда. И никаких шансов.

Будет-не будет "устроили тут ромашка" :D

Когда нибудь аппарат свободно перемещающийся по околоземным орбитам несомненно понадобиться.  Тогда работой завалят и двигателистов, и испытателей, да почти каждое предприятие космопрома будет учавствовать.

Я бы для КА типа Парома посмотрел бы схему, где исполнительные органы при трехосной ориентации - ДО, а в режиме пассивного полета организовать закрутку. На ДО погрешности ориентации до градуса и меньше вполне достижимы, а постоянная трехосная ориентация тут, по моему, не требуется. Так может получиться оптимально.

Тогда всю нагрузку по ориентации будут нести реактивные сопла. Значит ресурс в 60 полетов для Парома при современном состоянии отрасли пока не достижим никак.

ЦитироватьЯ бы для КА типа Парома посмотрел бы схему, где исполнительные органы при трехосной ориентации - ДО, а в режиме пассивного полета организовать закрутку. На ДО погрешности ориентации до градуса и меньше вполне достижимы, а постоянная трехосная ориентация тут, по моему, не требуется. Так может получиться оптимально.

Именно так и делаются системы ориентации кораблей. Пассивный полет в закрутке на Солнце. Динамические операции начинаются с построения трехосной ориентации на двигателях. Так что с ресурсом все в порядке. А в составе станции системы корабля вообще законсервированы.

Закрутка на Солнце - это вращение всего корабля вокруг "строительной горизонтали"?

И все-таки, что по поводу одновременной работы всех маховиков при перенацеливании?  :D

ЦитироватьЗакрутка на Солнце - это вращение всего корабля вокруг "строительной горизонтали"?

И все-таки, что по поводу одновременной работы всех маховиков при перенацеливании?  :D

По первому вопросу не очень понятно, что такое "строительная горизонталь". Закртука делается в плоскости XZ. Ну а на второй вопрос пусть "спутниководы" отвечают, там я пас :-)

Цитировать

ЦитироватьЗакрутка на Солнце - это вращение всего корабля вокруг "строительной горизонтали"?

И все-таки, что по поводу одновременной работы всех маховиков при перенацеливании?  :D

По первому вопросу не очень понятно, что такое "строительная горизонталь". Закртука делается в плоскости XZ. Ну а на второй вопрос пусть "спутниководы" отвечают, там я пас :-)

Строительная горизонталь (фюзеляжа) - это у самолетов ось лежащая в вертикальной плоскости симметрии и расположенная обычно параллельно земле в стояночном положении, принятое название - "ось X".

А вращение в плоскости XZ для КА, насколько я понимаю, это (например у Союза) вокруг оси центральной симметрии (то есть Y  проходит сквозь корму и стыковочный узел)? Или это значит, что вектор угловой скорости должен быть где-нибудь в плоскости XZ?

У космического корабля ось X связанной системы координат направлена от центра масс в направлении тяги маршевого двигателя. Ось Y вертикальна. Ось Z дополняет систему координат до правой. Понятия "нос", "корма" не используются, применяют направления осей координат, +X, -X, например. Для "Союза" по -X расположен стыковочный узел, по +X двигатель КДУ, по +/-Z панели солнечных батарей.

ЦитироватьПонятно. А почему не всегда делают управление всеми одновременно (не по очереди)? Казалось бы можно быстрее разворачиваться.

Не всегда - ну наверное ограничения какие-нибудь существуют.
А вообще разворот сразу на всех маховиках не должен вызывать особых трудностей. По крайней мере Бранец со Шмыглевским еще в 1973 г все необходимые формулы напечатали.

Цитировать

ЦитироватьПонятно. А почему не всегда делают управление всеми одновременно (не по очереди)? Казалось бы можно быстрее разворачиваться.

Не всегда - ну наверное ограничения какие-нибудь существуют.
А вообще разворот сразу на всех маховиках не должен вызывать особых трудностей. По крайней мере Бранец со Шмыглевским еще в 1973 г все необходимые формулы напечатали.

Уже неделю их книжку в инете разыскиваю, пока без особых успехов.
Хотя бы эти самые формулы где-нибудь найти.

У меня уже нет.
 Вот тут люди тоже искали
http://www.novosti-kosmonavtiki.ru/phpBB2/viewtopic.php?t=3523
и тут
http://www.novosti-kosmonavtiki.ru/phpBB2/viewtopic.php?t=228

Только чтобы этими формулами воспользоваться, надо теорию кватернионов подучить. И еще. В этой монографии нет одного существенного уравнения. Его можно найти только в книге Ишлинского. И то, там оно дано в общем виде, надо еще голову поломать, чтобы получить расчетные формулы.

Цитировать

ЦитироватьПонятно. А почему не всегда делают управление всеми одновременно (не по очереди)? Казалось бы можно быстрее разворачиваться.

Не всегда - ну наверное ограничения какие-нибудь существуют.
А вообще разворот сразу на всех маховиках не должен вызывать особых трудностей. По крайней мере Бранец со Шмыглевским еще в 1973 г все необходимые формулы напечатали.

Мда, такое впечатление что про 12  СГ (6 на 37КЭ, 6 на 77 КСД) комплекса "Мир"
все забыли. Там ведь в полной красе всё работало (если конечно СГ не "падали" :wink: )

В системах ориентации КА НПО ПМ, с которыми я знаком, выполнение программных разворотов с одновременным вращением по нескольким осям не примеряется ... ввиду отсутствия необходимости выполнения таких разворотов  :) . Собственно, там применяется классическая для спутникостроения, устоявшаяся и хорошо отработанная для тех задач схема, в которой имеются следующие режимы:
1. Режим успокоения после отделения от носителя. Там КА может кувыркаться весьма беспорядочно, но система просто давит угловые скорости двигателями. Маховиками бесполезно - исходный кин. момент никуда не денешь.
2. Режим поиска Солнца. КА закручивается вокруг одной из осей. Приборами ориентации на Солнце обеспечивается угол зрения > 180 град. в плоскости, перп. плоскости вращения. За один оборот Солнце гарантированно увидишь (если по раздолбайству не в тени режим включили  :lol: )
3. Режим поиска Земли. КА закручивается вокруг оси, удерживаемой в направлении на Солнце. Прибор ориентации на Землю (ПОЗ) смотрит нейтралью перпендикулярно оси закрутки. Если угол Солнце-объект-Земля (СОЗ) отличается от 90 град на величину, не большую половины полного угла зрения прибора (это грубо, там угловой радиус Земли иногда может расширить диапазон), то за один оборот Землю гарантированно увидишь. Отсюда - для ПОЗов с малым углом зрения есть баллистические ограничения на момент проведения этого режима.
4. Режим ориентации для проведения коррекции. На стационарных КА для включения СПД аппарат вообще разворачивать не нужно. На всех остальных (и на стационарах для больших коррекций гидразиновыми ДК) чтобы направить двигатель в нужную сторону с достаточной точностью, достаточно развернуться вокруг одной оси.

Никаких особых математических проблем для выполнения программного разворота на маховиках с вращением одновременно по нескольким осям нет. Главное, что здесь важно учитывать, это то, что, если аппарат имеет существенно различные моменты инерции по осям, то при одновременном вращении появятся значительные перекрестные гироскопические возмущающие моменты по каналам. Если они превысят управляющие моменты исполнительных органов, то режим развалится.

При работе по целевому назначению всех КА, ориентируемых в солнечно-земной системе координат, в общем случае как раз и имеет место сложное вращение КА сразу по 2-м осям. Аппарат поворачивается с орбитальной скоростью, отслеживая одной осью направление на Землю и одновременно вращается вокруг направления на Землю, удерживая ось вращения панелей СБ перпендикулярной плоскости Солнце-объект-Земля.

На счет использования кватернионов, то применять их можно, но совсем необязательно. Вообще, у нас это школа НПОЭ. В НПО ПМ, например, кватернионы никогда не применялись. Там используют более классический (если угодно, более консервативный) подход на основе матриц направляющих косинусов (МНК). Насколько я знаю, кватернионы позволяют, например, при моделировании углового движения, интегрировать 4 числа, а не 6 (лучше все 9) как в варианте с МНК. При закладке на борт так же достаточно 4-х, а не 6-9 чисел. Но переход к схеме задания положения тройкой углов Эйлера, Крылова и т. п. (что, как правило, и нужно для выдачи команд на исп. органы) в случае с кватернионами сложнее. Постоянное прямое использование 3-х углов-поворота Эйлера, Крылова и т. п., на первый взгляд позволяет сократить количество передаваемой информации до абсолютного минимума - 3-х чисел. Но там появляются ограничения, хорошей аналогией которых может быть "складывание" рамок карданного подвеса. Для общего случая задания положения тройкой углов нужно предусмотреть возможность перехода к разным последовательностям поворотов. При численном интегрировании, хоть и достаточно считать всего 3 производные, но там будет тригономертрия. И та же необходимость программирования возможности смены последовательности поворотов при свободном вращении. То есть, в общем случае, мороки от прямой работы с этими углами больше, чем пользы  :) .

Цитировать

Цитировать

ЦитироватьПонятно. А почему не всегда делают управление всеми одновременно (не по очереди)? Казалось бы можно быстрее разворачиваться.

Не всегда - ну наверное ограничения какие-нибудь существуют.
А вообще разворот сразу на всех маховиках не должен вызывать особых трудностей. По крайней мере Бранец со Шмыглевским еще в 1973 г все необходимые формулы напечатали.

Мда, такое впечатление что про 12  СГ (6 на 37КЭ, 6 на 77 КСД) комплекса "Мир"
все забыли. Там ведь в полной красе всё работало (если конечно СГ не "падали" :wink: )

Забудешь их, как же :-)
А вообще, хорошая система была. Если бы еще и блоки управления магнитным подвесом не отказывали, им бы цены не было. У нас были периоды, когда за месяц расходовали десятки граммов топлива. И это при управлении ориентацией и стабилизации комплекса массой 130 тонн!

ЦитироватьНо переход к схеме задания положения тройкой углов Эйлера, Крылова и т. п. (что, как правило, и нужно для выдачи команд на исп. органы) в случае с кватернионами сложнее.

А в чем сложность-то? ;) Когда используешь разворот по вектору конечного поворота, то на исполнительные ограны задают не углы, а величины потребного управляющего момента. А он считается по кватерниону рассогласования. Углы Эйлера-Крылова вообще не нужны для управления.

Не знаю как там у вас в реале :) но вот пописывал я тут кой-чего на OpenGL и попробовал оба варианта. По моему скромному опыту адназначна кватернионы рулят а Эйлер нервно курит в сторонке. Кватернионы особенно удобны тем что их можно интерполировать при этом объект плавно поворачивается из одной ориентации в другую по кратчайшему пути. Уж не говоря о легкости преобразования координат.

Вот кстати забавная штука про кватернионы:
(http://content.answers.com/main/content/wp/en/e/ed/Quaternion_Plague_on_Broom_Bridge.jpg)

ЦитироватьЗдесь Сэр Вильям Роуэн Гамильтон прогуливался 16 октября 1843 года когда во вспышке озарения он открыл фундаментальную формулу умножения кватернионов
i^2 = j^2 = k^2 = ijk = -1
и нацарапал ее на камне этого моста

Вот и я про то. Лучше, чем параметры Родриго-Гамильтона для управления ориентацией КА, пока ничего не придумали.

Цитировать

ЦитироватьНо переход к схеме задания положения тройкой углов Эйлера, Крылова и т. п. (что, как правило, и нужно для выдачи команд на исп. органы) в случае с кватернионами сложнее.

А в чем сложность-то? ;) Когда используешь разворот по вектору конечного поворота, то на исполнительные ограны задают не углы, а величины потребного управляющего момента. А он считается по кватерниону рассогласования. Углы Эйлера-Крылова вообще не нужны для управления.

Интересно. То есть, с кватернионами можно вычислять рассогласования по каналам (для вычисления поканальных упр. моментов) без промежуточного вычисления углов?

ЦитироватьНе знаю как там у вас в реале :) но вот пописывал я тут кой-чего на OpenGL и попробовал оба варианта. По моему скромному опыту адназначна кватернионы рулят а Эйлер нервно курит в сторонке. Кватернионы особенно удобны тем что их можно интерполировать при этом объект плавно поворачивается из одной ориентации в другую по кратчайшему пути. Уж не говоря о легкости преобразования координат. ...

Хм, тоже интересно. Я, когда в OpenGL работал, напрямую задавал матрицу напр. косинусов. Которая там 4x4 - поворот, смещение и введение перспективных искажений одним ударом делает. Очень привычно и удобно. Кажется, и в Direct 3D так же делается, но я с ним не работал.. Правда, у меня надо было отображать ориентацию именно по входной МНК 3x3, которую считают вовне. А та схема, которую пропагандирует сама OpenGL, вычисляя свою матрицу по углам - действительно, во многих  задачах свободного вращения с углами и тут замучаешься, как я уже писал выше.

А что Вы понимаете под интерполяцией кватерниона для вращения вокруг вектора конечного поворота? Тема может иметь прикладное значение  :) . Сейчас пишу мат. модель ПЗВ для "Геофизики". Там как раз много всего такого, но я по старой памяти интегрирую уравнения Пуассона (через МНК). И прибор по нынешней задумке выдает МНК. Может, следует склонить Геофизику на кватернионы ...   :roll:

Цитировать

Цитировать

ЦитироватьНо переход к схеме задания положения тройкой углов Эйлера, Крылова и т. п. (что, как правило, и нужно для выдачи команд на исп. органы) в случае с кватернионами сложнее.

А в чем сложность-то? ;) Когда используешь разворот по вектору конечного поворота, то на исполнительные ограны задают не углы, а величины потребного управляющего момента. А он считается по кватерниону рассогласования. Углы Эйлера-Крылова вообще не нужны для управления.

Интересно. То есть, с кватернионами можно вычислять рассогласования по каналам (для вычисления поканальных упр. моментов) без промежуточного вычисления углов?

Конечно! Об углах можно забыть, как о моральной категории. Есть только одна сложность. Чисто психологическая. По углам любой скажет как оиентрирован аппарат относительно выбранной СК. А кватернион - математическая абстракция. По его компонентам можно примерно сказать, какие могут быть углы. Но приблизительно. Для человека это проблема. Для компьютера нет.

Ну, при использовании МНК, в общем-то, то же самое. По 9-ти напр. косинусам сразу представить ориентацию на практике трудно. Тут кватернионы не сильно проигрывают.

ЦитироватьНу, при использовании МНК, в общем-то, то же самое. По 9-ти напр. косинусам сразу представить ориентацию на практике трудно. Тут кватернионы не сильно проигрывают.

Они выигрывают прежде всего в том, что меньше уравнений интегрировать надо. 4 вместо 9. И никакой тригонометрии.

Это да. В случае МНК, правда, можно 6-ю уравнениями обойтись. А, может, профессиональный математик смог бы и ещё сократить... Меня все время этот вопрос втайне волнует  :) . Правда, как бы кватернион не получился  :) . И тригонометрии при работе с МНК тоже нет, если не нужны в явном виде углы Эйлера. Но их в явном виде и из кватерниона, кажется, без тригонометрии не выудишь.

Любопытно, а НПО Энергия новым ПЗВ Геофизики не интересуется? Думаю, что они бы попросили выход с прибора в виде кватерниона, раз там активно работают с кватернионами...  :roll: Но этого не предусматривается сейчас ни тайно, ни явно. Похоже, НПО ПМ единственный заказчик пока?

ЦитироватьА что Вы понимаете под интерполяцией кватерниона для вращения вокруг вектора конечного поворота? Тема может иметь прикладное значение  :)

В простейшем случае это надо понимать буквально, а именно
q = normalize(q0 * (1-t) + q1 * t),
q0 - начальное положение, q1 - конечное, t - параметр от 0 до 1. При этом q проходит от q0 в q1 по кратчайшему пути и для малых углов с более-менее постоянной скоростью. Если известны положения объекта q0...qN в некоторые моменты времени t0...tN , то можно просто тупо проинтерполировать отдельно каждый компонент кватерниона используя напр. кубические сплайны и затем нормализовать. В результате получим более- менее сносное плавное вращение проходящее через все заданные позиции.
Если хочется чтобы скорость была совсем постоянной нужно смотреть на SLERP но это мне было лень.  Но вообще-то компоненты кватерниона фактически в явном виде содержат ось и угол поворота:
q = (cos a/2, x sin a/2, y sin a/2, z sin a/2),
где (x,y,z) - единичный вектор в направлении оси поворота, a - соответственно угол.

Плюс еще кватернионы менее подвержены накоплению ошибок и их проще нормализовывать (по сравнению с матрицами).

Спасибо  :) ! Будет время, надо бы почитать теорию кватернионов и реализовать те же модели движения на кватернионах. Стало интересно. Тогда уж все можно будет для себя сравнить корректно. Правда, практических преимуществ по скорости вычислений в модели ПЗВ я не получу, там 99% времени на моделирование заряда элементов ПЗС уходит  :( .  Но это уже частности..

Цитировать

ЦитироватьА что Вы понимаете под интерполяцией кватерниона для вращения вокруг вектора конечного поворота? Тема может иметь прикладное значение  :)

В простейшем случае это надо понимать буквально, а именно
q = normalize(q0 * (1-t) + q1 * t),
q0 - начальное положение, q1 - конечное, t - параметр от 0 до 1. При этом q проходит от q0 в q1 по кратчайшему пути и для малых углов с более-менее постоянной скоростью. Если известны положения объекта q0...qN в некоторые моменты времени t0...tN , то можно просто тупо проинтерполировать отдельно каждый компонент кватерниона используя напр. кубические сплайны и затем нормализовать. В результате получим более- менее сносное плавное вращение проходящее через все заданные позиции.
Если хочется чтобы скорость была совсем постоянной нужно смотреть на SLERP но это мне было лень.  Но вообще-то компоненты кватерниона фактически в явном виде содержат ось и угол поворота:
q = (cos a/2, x sin a/2, y sin a/2, z sin a/2),
где (x,y,z) - единичный вектор в направлении оси поворота, a - соответственно угол.

Плюс еще кватернионы менее подвержены накоплению ошибок и их проще нормализовывать (по сравнению с матрицами).

Только причем тут постояная скорость?

ЦитироватьТолько причем тут постояная скорость?

Имеется в виду постоянная угловая скорость в процессе поворота, т.е. угол между q(0) и q(t) пропорционален параметру t. При инерполяции в лоб там погрешность порядка sin(a/2) / (a/2) что для небольших углов и не слишком разборчивого пользователя неважно :)

ЦитироватьПо углам любой скажет как оиентрирован аппарат относительно выбранной СК. А кватернион - математическая абстракция. По его компонентам можно примерно сказать, какие могут быть углы. Но приблизительно. Для человека это проблема.

Матерница поворота в этом смысле еще хуже :)

Цитировать... Если известны положения объекта q0...qN в некоторые моменты времени t0...tN , то можно просто тупо проинтерполировать отдельно каждый компонент кватерниона используя напр. кубические сплайны и затем нормализовать. В результате получим более- менее сносное плавное вращение проходящее через все заданные позиции. ...

Да, для выполнения/моделирования программного изменения углового положения это весьма здорово  :wink: .

Цитировать

ЦитироватьТолько причем тут постояная скорость?

Имеется в виду постоянная угловая скорость в процессе поворота, т.е. угол между q(0) и q(t) пропорционален параметру t. При инерполяции в лоб там погрешность порядка sin(a/2) / (a/2) что для небольших углов и не слишком разборчивого пользователя неважно :)

Понятно. Я больше привык к реальной жизни. А в ней есть набор скорости, площадка и торможение.

Это точно. Обход по заданной кривой серии положений как-то пока частой задачей явно не кажется. В практике на НПО ПМ, вообще ось конечного разворота как-то стабильно тяготеет к осям связанной системы координат  :) . Консерватизм задачи порождает консерватизм решений, наверное, по этому там кватернионы не в ходу  :wink: . Хотя, на лекциях, когда студентами ещё были, про них рассказывали.

Тем кто работает с космической техникой про углы Эйлера надо забыть. КА не самолет и тем более не пароход. Их плюс, кроме наглядности, не надо думать о нормировке. Остальное сплошные минусы.
В кватернионах удобно интегрировать движение, особенно на борту где ресурсов мало. Но вообще при описании вращения кватернионами надо помнить, что один поворот можно описать двумя кватернионами, короче могут быть глюки.
Матрница же безглючна, у нее все взаимнооднозначно - один поворот одна матрица.

ЦитироватьЭто да. В случае МНК, правда, можно 6-ю уравнениями обойтись. А, может, профессиональный математик смог бы и ещё сократить... Меня все время этот вопрос втайне волнует  :) . Правда, как бы кватернион не получился  :) .

Если вспомнить, что эти 6 уравнений это координаты двух единичных векторов, то можно ужаться до 4-х уравнений. Но кватернионы идеологически более правильный путь. :)

ЦитироватьЛюбопытно, а НПО Энергия новым ПЗВ Геофизики не интересуется? Думаю, что они бы попросили выход с прибора в виде кватерниона, раз там активно работают с кватернионами...  :roll: Но этого не предусматривается сейчас ни тайно, ни явно. Похоже, НПО ПМ единственный заказчик пока?

ПЗВ это как расшифровывается звездный датчик что-ли? А я бы, будь царем, попросил бы координаты точки на небесной сфере куда смотрит ось (оптическая) прибора, и угол поворота вокруг нее, а дальше все что нужно вычислил бы сам.

ЦитироватьЭто точно. Обход по заданной кривой серии положений как-то пока частой задачей явно не кажется.

Ну это пока до ДЗЗ не добрались, там это типичная задача, даже хуже - по заданной кривой с заданной (переменной) скоростью.

ЦитироватьТем кто работает с космической техникой про углы Эйлера надо забыть. КА не самолет и тем более не пароход. Их плюс, кроме наглядности, не надо думать о нормировке. Остальное сплошные минусы.
В кватернионах удобно интегрировать движение, особенно на борту где ресурсов мало. Но вообще при описании вращения кватернионами надо помнить, что один поворот можно описать двумя кватернионами, короче могут быть глюки.
Матрница же безглючна, у нее все взаимнооднозначно - один поворот одна матрица.

По моему, не так. Один кватернион соответствует 2-м разворотам. Но с одними и теми же начальным и конечным положениям. Но с разным направлением поворота. Грубо говоря, можно повыернуться на 90 град., а можно на 270.

Цитировать

ЦитироватьЭто точно. Обход по заданной кривой серии положений как-то пока частой задачей явно не кажется.

Ну это пока до ДЗЗ не добрались, там это типичная задача, даже хуже - по заданной кривой с заданной (переменной) скоростью.

Для спутников связи, слава богу, такое пока ещё не надо  :wink:

ЦитироватьПЗВ это как расшифровывается звездный датчик что-ли? А я бы, будь царем, попросил бы координаты точки на небесной сфере куда смотрит ось (оптическая) прибора, и угол поворота вокруг нее, а дальше все что нужно вычислил бы сам.

ПЗВ - это Прибор Звездный Визирующий. Чтобы враг не догадался  :) .
А прибор в нынешнем своём виде призван выдавать на выходе матрицу напр. косинусов перехода от геоцентрической (инерциальной) системы координат в систему координат, связанную с прибором. А дальше уже - да, система ориентации КА пусть думает, как эту информацию использовать. Как бывшему разработчику систем ориентации, что-то мне подсказывает, что для широкого круга задач там потребуется знать баллистику  :wink: ... Но прибору до этого нет дела.

Цитировать

ЦитироватьТем кто работает с космической техникой про углы Эйлера надо забыть. КА не самолет и тем более не пароход. Их плюс, кроме наглядности, не надо думать о нормировке. Остальное сплошные минусы.
В кватернионах удобно интегрировать движение, особенно на борту где ресурсов мало. Но вообще при описании вращения кватернионами надо помнить, что один поворот можно описать двумя кватернионами, короче могут быть глюки.
Матрница же безглючна, у нее все взаимнооднозначно - один поворот одна матрица.

По моему, не так. Один кватернион соответствует 2-м разворотам. Но с одними и теми же начальным и конечным положениям. Но с разным направлением поворота. Грубо говоря, можно повыернуться на 90 град., а можно на 270.

Так все же... Можно ли одним кватернионом однозначно задать переход из одной системы координат в другую при их произвольном взаимном расположении? Всегда думал, что можно, но сейчас что-то засомневался  :wink: . Если кватернион - это, по сути, произвольная ось конечного поворота и угол поворота вокруг неё, то переход должен определяться однозначно  :roll: .

Цитировать

Цитировать

ЦитироватьТем кто работает с космической техникой про углы Эйлера надо забыть. КА не самолет и тем более не пароход. Их плюс, кроме наглядности, не надо думать о нормировке. Остальное сплошные минусы.
В кватернионах удобно интегрировать движение, особенно на борту где ресурсов мало. Но вообще при описании вращения кватернионами надо помнить, что один поворот можно описать двумя кватернионами, короче могут быть глюки.
Матрница же безглючна, у нее все взаимнооднозначно - один поворот одна матрица.

По моему, не так. Один кватернион соответствует 2-м разворотам. Но с одними и теми же начальным и конечным положениям. Но с разным направлением поворота. Грубо говоря, можно повыернуться на 90 град., а можно на 270.

Так все же... Можно ли одним кватернионом однозначно задать переход из одной системы координат в другую при их произвольном взаимном расположении? Всегда думал, что можно, но сейчас что-то засомневался  :wink: . Если кватернион - это, по сути, произвольная ось конечного поворота и угол поворота вокруг неё, то переход должен определяться однозначно  :roll: .

Конечно можно! В сущности, кватернион это и есть преобразование одной системы координат в другую. Он однозначно задает переход от одной СК к другой. Но он не задает траекторию перехода. Например, когда на "Мире" начали управлять ориентацией с помощью гиродинов, то вначала попадали на "длинный" разворот в некоторых случаях. Потом, при расчете управляющего момента, стали учитывать величину пространственного угла рассогласования и еще кое-что для того, чтобы разворты шли по оптимальной траектории. Причем не всегда использовали меньший угол рассогласования, критериев оптимизации было много.

А интересно, если не секрет, при гиродинном управлении станцией сталкивались с такой проблемой, что гиродины по располагаемому запасу кин. момента могут повернуть объект из положения А в нужное положение В. Но на практике это возможно только по определённой траектории (семейству траекторий) из-за конструктивных ограничений углов поворота рамок гиродинов?

ЦитироватьА интересно, если не секрет, при гиродинном управлении станцией сталкивались с такой проблемой, что гиродины по располагаемому запасу кин. момента могут повернуть объект из положения А в нужное положение В. Но на практике это возможно только по определённой траектории (семейству траекторий) из-за конструктивных ограничений углов поворота рамок гиродинов?

Ну, если есть конструктивные ограничения по углам поворотов, то вообще могут быть проблемы при любом запасе кинетического моаента. А так, всегда есть траектории, по которым можно выполнить разворот. Вопрос лишь в том, сколько времени потребуется. Вообще, это тема целого исследования, в котором нужно учитывать конструктивные особенности конкретной системы гиродинов.

Смотрю я на вас и думаю: а почему нельзя сделать по человечески? В смысле как на самолёте?
 Кстати, интересно, а как сделано на шаттле? А на американском сегменте?

ЦитироватьСмотрю я на вас и думаю: а почему нельзя сделать по человечески? В смысле как на самолёте? ...

Дело в том, что в космосе нет воздуха и аэродинамические рули там не действуют  :lol:

ЦитироватьСмотрю я на вас и думаю: а почему нельзя сделать по человечески? В смысле как на самолёте?
 Кстати, интересно, а как сделано на шаттле? А на американском сегменте?

А нельзя сделать самолет по-человечески? Как паровоз. Что б по рельсам ездил.  :D

ЦитироватьНу, если есть конструктивные ограничения по углам поворотов, то вообще могут быть проблемы при любом запасе кинетического моаента. А так, всегда есть траектории, по которым можно выполнить разворот. Вопрос лишь в том, сколько времени потребуется. Вообще, это тема целого исследования, в котором нужно учитывать конструктивные особенности конкретной системы гиродинов.

Да, по системе гиродинов для перспективного КА в НПО ПМ все так и есть, очень много там исследовательской возни с ограничениями. Определенно, ИМХО, для относительно небольшого (по ср. со станцией) связного аппарата надо на маховиках работать.

ЦитироватьА нельзя сделать самолет по-человечески? Как паровоз. Что б по рельсам ездил.  :D

Не. "летает" и "ездит" не одно и то же. А вот КА и самолёт это одно и то же. Потому что и там и там летает. Три координаты поступательных движений и три оси вращательных и там и там.

Цитировать

ЦитироватьНу, если есть конструктивные ограничения по углам поворотов, то вообще могут быть проблемы при любом запасе кинетического моаента. А так, всегда есть траектории, по которым можно выполнить разворот. Вопрос лишь в том, сколько времени потребуется. Вообще, это тема целого исследования, в котором нужно учитывать конструктивные особенности конкретной системы гиродинов.

Да, по системе гиродинов для перспективного КА в НПО ПМ все так и есть, очень много там исследовательской возни с ограничениями. Определенно, ИМХО, для относительно небольшого (по ср. со станцией) связного аппарата надо на маховиках работать.

У нас был модуль 7-тонный, "Гамма". Он управлялся гиродинами. Там вообще песня была. Так строилась программа полета, что он топливо на ориентацию вообще почти не расходовал. Только на коррекцию орбиты. Хорошая машина была. Жаль, продолжения не имела.

Энди, ты на рельсы стрелки не переводи. Ты скажи как на шаттле и на американском сегменте?

Я не удивлюсь, если на Шаттле в качестве исполнительных органов только реактивные движки работают. По мне, для него это оптимальный вариант.

ЦитироватьЭнди, ты на рельсы стрелки не переводи. Ты скажи как на шаттле и на американском сегменте?

Понятия не имею. Но думаю, что на АС управляют как раз по-человечески, т.е. развороты строят по вектору конечного поворота. Не думаю, что в Боинге работают идиоты, и управляют, как в каменном веке. Тратить лишнее топливо или электричество на три набора скорости и три торможения. Самолетное управление заточено на пилота. А на станции пилот не управляет ориентацией. На корабле по самолетному управляют только если используется аналоговый контур управления. Если работает БЦВК, то тоже крутятся по ВКП. А использовать в качестве параметров МНК или параметры Родриго-Гамильтона - не столь важно при современном уровне развития бортовых компьютеров.

Старый, не уподобляйся курсантам автошколы, которые учат инструктора, как надо машиной управлять :-)

PS
Думаю, что в современном истребителе БЦВК тоже работает с МНК или кватернионами. А пилоту отображают углы. Одно в другое пересчитать - дело техники.

PPS
GNC на американском сегменте тоже работает в параметрах Родриго-Гамильтона, т.е. в кватернионах. Старый, удовлетворен?  :D

PPPS
А есть еще параметры Кейли-Клейна, интересно, их кто-то использует на практике? А бикватернионы?

ЦитироватьДело в том, что в космосе нет воздуха и аэродинамические рули там не действуют  :lol:

А какая разница какие рули? Системе управления пофигу чем создаётся управляющий момент.

ЦитироватьЯ не удивлюсь, если на Шаттле в качестве исполнительных органов только реактивные движки работают.

Что значит "если"??? :shock: ;)

ЦитироватьPS
Думаю, что в современном истребителе БЦВК тоже работает с МНК или кватернионами. А пилоту отображают углы. Одно в другое пересчитать - дело техники.

Думаю что нет.

ЦитироватьPPS
GNC на американском сегменте тоже работает в параметрах Родриго-Гамильтона, т.е. в кватернионах. Старый, удовлетворен?  :D

А где нет гироскопов? На шаттле например?

Цитировать

ЦитироватьPS
Думаю, что в современном истребителе БЦВК тоже работает с МНК или кватернионами. А пилоту отображают углы. Одно в другое пересчитать - дело техники.

Думаю что нет.

ЦитироватьPPS
GNC на американском сегменте тоже работает в параметрах Родриго-Гамильтона, т.е. в кватернионах. Старый, удовлетворен?  :D

А где нет гироскопов? На шаттле например?

А при чем тут гироскопы? На "Союзе" их отродясь не бывало. А управляются они по ВКП. Пойми, способ представления параметров ориентации не зависит от используемых органов управления. Как можно твердое тело развернуть из одного положения в другое произвольно заданное положение в связанной системе координат? Есть только два способа: 1) Выполнить три последовательных разворота вокруг трех ортогональных осей. 2) Выполнить один "пространственный" разворот вокруг вектора конечного поворота. Первый способ может быть точно реализованы человеком и машиной. Второй только машиной.

На Шаттле ВКП не используется. Там поворачивают последовательными разворотами. В общем, работают уравнения Эйлера. В атмосфере другая история уже, там начинает работать аэродинамика, законы движения значительно более сложные.

Там угловое движение уже не получится рассматривать независимо от движения центра масс - то есть, это уже для умных  :)

ЦитироватьТам угловое движение уже не получится рассматривать независимо от движения центра масс - то есть, это уже для умных  :)

Это при движении в атмосфере. В космосе можно рассматривать отдельно. В принципе, и в космосе надо учитывать движение ЦМ и движение вокруг ЦМ. Про "нечистые силы" слыхал?

Ну я про атмосферный участок и писал. А в космосе связь ориентации и движения центра масс уже только на уровне возм. моментов. На законы управления (отработки приведения к выбранноому положению) это почти не влияет. Для относительно небольших КА, по крайней мере.

Какие "нечистые силы"  :wink: ?

ЦитироватьНу я про атмосферный участок и писал. А в космосе связь ориентации и движения центра масс уже только на уровне возм. моментов. На законы управления (отработки приведения к выбранноому положению) это почти не влияет. Для относительно небольших КА, по крайней мере.

Какие "нечистые силы"  :wink: ?

Когда работают двигатели ориентации, они создают возмущающую силу, приложенную к ЦМ. В результате "портят" орбиту КА.

Ааа, так это же то, из-за чего на Глонассах категорически запрещается включать движки ориентации при работе по целевому назначению..

ЦитироватьАаа, так это же то, из-за чего на Глонассах категорически запрещается включать движки ориентации при работе по целевому назначению..

Точно.

ЦитироватьПЗВ - это Прибор Звездный Визирующий. Чтобы враг не догадался  :) .
А прибор в нынешнем своём виде призван выдавать на выходе матрицу напр. косинусов перехода от геоцентрической (инерциальной) системы координат в систему координат, связанную с прибором. А дальше уже - да, система ориентации КА пусть думает, как эту информацию использовать. Как бывшему разработчику систем ориентации, что-то мне подсказывает, что для широкого круга задач там потребуется знать баллистику  :wink: ... Но прибору до этого нет дела.

Ну правильно, как же без баллистики световую абберацию учесть.

ЦитироватьСмотрю я на вас и думаю: а почему нельзя сделать по человечески? В смысле как на самолёте?
 Кстати, интересно, а как сделано на шаттле? А на американском сегменте?

На самолетах тоже не по человечески. Когда самолет падает мордой вниз (тангаж -90), то очень трудно понять какой у него крен. Пилоту-то пофигу ему самолет выводить надо, а вот у БЦВМ деление на ноль случиться может или еще что похуже.

Цитировать

ЦитироватьСмотрю я на вас и думаю: а почему нельзя сделать по человечески? В смысле как на самолёте?
 Кстати, интересно, а как сделано на шаттле? А на американском сегменте?

На самолетах тоже не по человечески. Когда самолет падает мордой вниз (тангаж -90), то очень трудно понять какой у него крен. Пилоту-то пофигу ему самолет выводить надо, а вот у БЦВМ деление на ноль случиться может или еще что похуже.

Вот потому я и говорю, что врядли самолетная БЦВМ считает ориентацию в углах.

Народ.
Расскажите плиз, а на спутниках "Горизонт" система ориентации какая стояла?  если вообще стояла.

Цитировать

Цитировать

ЦитироватьСмотрю я на вас и думаю: а почему нельзя сделать по человечески? В смысле как на самолёте?
 Кстати, интересно, а как сделано на шаттле? А на американском сегменте?

На самолетах тоже не по человечески. Когда самолет падает мордой вниз (тангаж -90), то очень трудно понять какой у него крен. Пилоту-то пофигу ему самолет выводить надо, а вот у БЦВМ деление на ноль случиться может или еще что похуже.

Вот потому я и говорю, что врядли самолетная БЦВМ считает ориентацию в углах.

Она никак не считает ориентацию. Она берёт её от гироскопических датчиков.
 И потом - какое нафиг деление на нуль? Где это в законах управления деление на нуль? В законах управления воббще ничего не делится на курс, крен, тангаж.

Кстати, про деление на нуль. Вобщето у самолёта нормальный режим полёта с нулевым креном и тангажом. И ничего, пока ещё не то что БЦВМ а даже ни один автопилот на магнитных усилителях от этого не завис. :)
 Но это офтопик.

Старый, текущую ориентацию БЦВК действительно берет от датчика, курсовертикали, или от ГСП, или от БИНС (если БИНС применяют). А вот как просчитать потребные углы отклонения рулей и сопел двигателя с УВТ? Без модели движения самолета вокруг ЦМ не обойтись. Вот тут и нужны такие параметры ориентации, чтобы кинематическая модель не вырождалась.

PS
Автопилотприбор примтивный, это просто исполнительный орган для САУ. В нем виснуть нечему. Тем более, если он на магнитных усилителях  :D  Интересно, АП-28 еще летает где-нибудь?

ЦитироватьА вот как просчитать потребные углы отклонения рулей и сопел двигателя с УВТ?

Как как? По законам управления, естественно.

ЦитироватьБез модели движения самолета вокруг ЦМ не обойтись. Вот тут и нужны такие параметры ориентации, чтобы кинематическая модель не вырождалась.

Не знаю что нужно тут но у самолётов абсолютно ничего никуда даже и не пытается вырождаться. Даже вопроса такого не возникает. И вобще законы движения вокруг ЦМ это тьфу по сравнению с тем чем действительно приходится заниматься автопилоту. Аэродинамика там такое наворачивает, что по сравнению с ним повороты вокруг ЦМ это детский лепет.

ЦитироватьАвтопилотприбор примтивный, это просто исполнительный орган для САУ. В нем виснуть нечему. Тем более, если он на магнитных усилителях  :D  Интересно, АП-28 еще летает где-нибудь?

Вобщето грубо говоря автопилот это САУ и есть. САУ отличается только тем что к автопилоту добавлена навигационная часть которая указывает ему куда лететь. Ну типа как Курс в космическом корабле. А летит т.е. рулит самолётом исключительно сам автопилот.

Насколько я понимаю в Джеминае была применена полностью "авиационная" идеология управления. И отлично летали.
 Интересно, а в шаттле как?

Старый, АП это просто несколько каналов стабилизации с перекрестными связями. А САУ, к примеру АБСУ-154 это нечто иное. В ней АП это просто исполнительный орган и не более того. Кстати, навигация - это отдельная система. Просто они работают вместе. А что касается авиационного подхода к СУ на Джемини, то это ничего не значит. Летали и летали. "Союзы" тоже летали, хоть и с другим подходом. И продолжают летать. Ты путаешь мнемонику для пилота с законами управления, зашитыми в ЭВМ. И вообще, Джемини делался для летчиков. Под них и заточен. А "Союз" делался для инженеров. Подходы к построение систем ориентации могут быть разные, это неважно. Важен результат.

ЦитироватьСтарый, АП это просто несколько каналов стабилизации с перекрестными связями.

Да уж какже! А не слабо к примеру одним нажатием кнопки сделать разворот на обратный курс? Причём таким образом чтоб трасса полёта в обратную сторону проходила параллельно трассе "туда" на заданном интервале? И если расстояние между трассами меньше чем двойной радиус разворота то автопилот должен сначала повернуть в другую сторону, отойти на необходимое расстояние и потом уже делать разворот. И это делает простенький автопилотик образца 60-х гг на магнитных усилителях.
 А вобще "стабилизация" и управление это и есть самое сложное. Ибо какраз там и проявляется вся эта аэродинамика, плескания топлива, перекрёстные связи и прочая, и прочая, и прочая. Определить куда нужно лететь т.е. какие углы, высоты и скорости стабилизировать это тьфу. Вообще не проблема. Оно сдерживалось только отсутствием на борту самолётов соответствующих навигационных систем. Как только появились первые РСБНы так их сразу же соединили с автопилотами и получились первые САУ.
 Вобщем грубо говоря сделать навигационную часть САУ гораздо проще чем управляющую.

Я ж говорю, мое развитие остановилось на АП-28, кстати, он на Ан-24 вроде был, значит и на твоем пепелаце должен был быть. В общем, все верно. Только АП получает текущую информацию от курсовертикали. И если у нее нет 4 кольца подвеса, то получишь ограничения на углы разворота. А четырехколечный подвес - это вес, стоимость изготовления и т.д. Головная боль одним словом. БИНС+БЦВК гораздо лучше.

ЦитироватьЯ ж говорю, мое развитие остановилось на АП-28,

Дык и моё - АП-28Л1Ф. :)

ЦитироватьА четырехколечный подвес - это вес, стоимость изготовления и т.д. Головная боль одним словом. БИНС+БЦВК гораздо лучше.

Ну лишняя рамка - далеко не самая дорогая и тяжёлая деталь в гировертикали. Однако для идеологии управления вобщем то не имеет значения что является источником информации. На современных самолётах вовсю применяют БИНС (правда не на наших) но идеология всё равно остаётся "авиационной".

Цитировать

ЦитироватьБез модели движения самолета вокруг ЦМ не обойтись. Вот тут и нужны такие параметры ориентации, чтобы кинематическая модель не вырождалась.

Не знаю что нужно тут но у самолётов абсолютно ничего никуда даже и не пытается вырождаться. Даже вопроса такого не возникает. И вобще законы движения вокруг ЦМ это тьфу

Андрей, речь, видимо, о вырождении, которое получается в случае "обнулений" при использовании углов Эйлера либо Крылова для описании движения тела вокруг ЦМ? То самое, из-за которого кватернионное описание стали применять? Тогда понятно, почему у самолётов даже вопросов таких не возникает (по крайней мере, у транспортников, которым пилотаж крутить по должности не положено :) ) - они ж не совершают таких эволюций, при которых происходило бы вырождение, с гарантией практически не совершают.

Цитировать

Цитировать

ЦитироватьБез модели движения самолета вокруг ЦМ не обойтись. Вот тут и нужны такие параметры ориентации, чтобы кинематическая модель не вырождалась.

Не знаю что нужно тут но у самолётов абсолютно ничего никуда даже и не пытается вырождаться. Даже вопроса такого не возникает. И вобще законы движения вокруг ЦМ это тьфу

Андрей, речь, видимо, о вырождении, которое получается в случае "обнулений" при использовании углов Эйлера либо Крылова для описании движения тела вокруг ЦМ? То самое, из-за которого кватернионное описание стали применять? Тогда понятно, почему у самолётов даже вопросов таких не возникает (по крайней мере, у транспортников, которым пилотаж крутить по должности не положено :) ) - они ж не совершают таких эволюций, при которых происходило бы вырождение, с гарантией практически не совершают.

Да, речь именно уб углах Эйлера-Крылова. И дело не только в ограничениях на углы разворота. В конце концов, есть же авиагоризонт АГИ-1, к примеру, у него нет ограничений на углы разворотов. Хотя он не на много сложнее, чем АГБ. Но это автономные гироскопические приборы. А как начинаешь вязать комплексную систему, да еще и без ограничений, да еще и в связке с навигацией, то тут и всплывает необходимость делать БИНС. А в ней об углах можно забыть. разве что, оставить их для индикации пилоту. А если пилота нет, то и отображать нечего :) Кстати, по кватерниону на дисплее "Союза" или "Прогресса" нет большой проблемы понять, как корабль ориентирован относительно базовой системы координат. И скорость понятна, с ней вообще просто все. Я вообще не понимаю, в чем смысл спора.

ЦитироватьДа, речь именно уб углах Эйлера-Крылова. И дело не только в ограничениях на углы разворота. В конце концов, есть же авиагоризонт АГИ-1, к примеру, у него нет ограничений на углы разворотов. Хотя он не на много сложнее, чем АГБ.

Что значит "есть"? Есть разве что в музее. Я в авиации в 1977 году таковых не застал. АГБ ещё сохраняется на вертолётах Ми-8. Как исторический раритет. Ну ветролёту пилотаж точно не грозит. Вобще в исторически обозримые времена применяется авиагоризонт АГД-1 который имеет лишнюю рамку и выбивание ему абсолютно не грозит. Но и это только в качестве резервного или на таких древних сараях как Ан-12//30. А так уже лет 40 как везде гировертикали и курсовертикали.

ЦитироватьНо это автономные гироскопические приборы.
 А как начинаешь вязать комплексную систему, да еще и без ограничений, да еще и в связке с навигацией, то тут и всплывает необходимость делать БИНС.

Платформенная или безплатформенная инерциальная система - не имеет никакого принципиального значения. Разница чисто техническая, типа БИНС легче и занимает меньше места.

ЦитироватьА в ней об углах можно забыть. разве что, оставить их для индикации пилоту. А если пилота нет, то и отображать нечего :)

А если допустим фотоапарат на объект навести? Или вектор тяги двигателя в нужном направлении?

ЦитироватьЯ вообще не понимаю, в чем смысл спора.

А кто собственно спорит? Я спросил почему в космонавтике не применяют авиационную идеологию ориентации, а со мной оказывается уже спорят...

ЦитироватьЯ спросил почему в космонавтике не применяют авиационную идеологию ориентации, а со мной оказывается уже спорят...

Исторически сложилось. В СССР основы управления ориентацией КА заложил Б.В.Раушенбах. А он был математик, а не авиационный инженер. Ну и аэродинамика отсутствует как таковая, многие вещи можно сделать проще. Американцы пошли по другому пути, у них управление КК шло от управления самолетом, так как авиационные фирмы делали, да и NASA зародилась из авиационных организаций. Но в итоге они пришли к тем же принципам, что и у нас. На орбитальных станциях, на МКС в частности. Там их и наши системы говорят на одном языке. И европейцы на ATV используют ту же идеологию.

Ну станция ладно. Станция зверь большой, неманеврирующий (в общепринятом понимании этого слова). А вот на космических кораблях? И прочих активно маневрирующих и ориентирующихся аппаратах типа АМС или спутников наблюдения?

ЦитироватьНу станция ладно. Станция зверь большой, неманеврирующий (в общепринятом понимании этого слова). А вот на космических кораблях? И прочих активно маневрирующих и ориентирующихся аппаратах типа АМС или спутников наблюдения?

На кораблях понятие рыскание, крен и тангаж имеют смысл только при полете в орбитальной системе координат. А она не всегда удобна. Например, когда нужна ориентация на объекты, неподвижные в инерциальнгм пространстве, звезды или Солнце, например. Все астрономические инструменты, типа HST или Chandra ориентируются в ИСК. А в этой системе координат углы теряют смысл, так как нет плоскости горизонта, к которой можно привязаться. Точнее, она есть, но не нужна. При стыковке кораблей выгоднее использовать инерциальную ориентацию, так как в этом случае во время сближения и причаливания не меняется освещенность мишеней или оптический и телевизионных приборов. Если стыковаться в ОСК, то с освещенностью будут проблемы. С математической точки зрения не важно, какая СК выбрана в качестве базовой. Так как машина все равно все сосчитает. Но в случае использования в качестве кинематических параметров углов Эйлера-Крылова могут быть проблемы вырождения при нулевых углах или при углах, равных 90 градусов. Хотя, и в космических системах могут использоваться углы. При построении ориентации методом трех последовательных плоских разворотов. Но такой метод не выгоден, лучше строить сразу один пространственный разворот. Один набор скорости, одно торможение. А не три, как в первом случае. Это принципиальное отличие от самолета, где присутствует аэродинамика. Там, где нужна постоянная ориентация на Землю, там выгоднее использовать орбитальную ориентацию, иногда с подкруткой за Солнцем. Там могут быть использованы другие методы управления ориентацией, но они тоже будут далеки от авиационных.
Примерно так.

PS
Все, что я тут понаписал - очень приблизительно и поверхностно. Если интересно, то лучше книжки почитать. Например, "Управление ориентацией КА" Раушенбаха и Токаря, для начала.

Народ.
Я знаю, авиация вещь очень увлекательная, вы мне про "Горизонты" ответте.

ЦитироватьНасколько я понимаю в Джеминае была применена полностью "авиационная" идеология управления. И отлично летали.
 Интересно, а в шаттле как?

Вот интересно в Аполлоне авиационная идеалогия или какая? А то там как-то совсем не отлично получилось, если судить по книжке, которую тут недавно рекламировали про Аполлон-13.
Командир рулил кораблем, а ему все напоминали про шар №8, на котором красные зоны, чтоб не зарулился случайно.

ЦитироватьПрибор, на который с беспокойством смотрел Суиджерт, являлся шаровым индикатором ориентации корабля, известным как шар номер 8. Он представлял собой маленькую сферу, на которую были нанесены вертикальные метки отсчета углов и горизонтальные линии уровня. Сферой управлял гироскоп, являвшийся сердцем навигационной системы корабля. Для того чтобы экипаж мог проложить курс в космосе, необходимо было постоянно знать ориентацию корабля по отношению к какой-либо точке на небе. Для этого на корабле была установлена система ориентации, содержащая гироскоп, сохранявший инерциально фиксированное положение в космосе по отношению к звездам. Гироскоп был подвешен на нескольких кардановых осях-опорах, которые двигались синхронно с перемещениями корабля. Система ориентации постоянно передавала в бортовой компьютер изменения в положении корабля по отношению к гироскопу, а значит и по отношению к звездам. Шар номер 8 отображал ту же информацию для экипажа.
Для космического корабля, который должен выдерживать свою траекторию до Луны на протяжении четверти миллиона миль с точностью до долей градуса, система работала очень хорошо, за одним исключением. Если корабль по какой-то причине отклонялся в крайнее правое или крайнее левое положение угла рысканья, то проявлялось неприятное свойство опор гироскопа: две оси устанавливались параллельно друг другу и как бы блокировались в таком положении, не позволяя бортовому компьютеру узнать текущее положение корабля. Мало кому понравится корабль без этого вестибулярного аппарата. Меньше всего – пилотам, которые надеются вернуться на нем домой. Поэтому шар номер 8 разработан, чтобы показывать экипажу, насколько близко к блокировке находятся оси гироскопа. Для этого на шаре помимо линий углов и уровней были нанесены два красных диска размером с монету на расстоянии 180 градусов друг от друга. Когда в окошке прибора появлялся красный диск, это означало, что оси гироскопа близки к блокировке. Когда диск появлялся в центре окошка, то оси гироскопа уже были заблокированы, информация об ориентации корабля утеряна. И сам корабль был утерян, если выражаться навигационным термином.

На Apollo была обычная классическая гиростабилизированная платформа с ограниченными углами прокачки. Насколько я помню со студенческих лет (делал УИРС по комплексным гироскопическим системам) там была ГСП с очень хорошими поплавковыми интегрирующими гироскопами на двойных микросинах.

Это в книжке приврали немного для лишнего драматизму. Выбивание гироплатформы ничем кораблю не грозило, её можно было выставить заново по звёздам. Так и случилось на Аполлоне-12 когда при взлёте платформу вырубило ударом молнии.

 А вобще очень странно что платформа была с ограничениями. На самолётах такого не бывает. Видимо здесь предельно экономили на массе и сэкономили на дополнительной рамке. "Авиационная" идеология тут не при чём, это чисто конструкционный вопрос. Насколько я понимаю у лунного модуля такой ерунды не было.

ЦитироватьЭто в книжке приврали немного для лишнего драматизму. Выбивание гироплатформы ничем кораблю не грозило, её можно было выставить заново по звёздам. Так и случилось на Аполлоне-12 когда при взлёте платформу вырубило ударом молнии.

 А вобще очень странно что платформа была с ограничениями. На самолётах такого не бывает. Видимо здесь предельно экономили на массе и сэкономили на дополнительной рамке. "Авиационная" идеология тут не при чём, это чисто конструкционный вопрос. Насколько я понимаю у лунного модуля такой ерунды не было.

Старый, что такое ориентация в космосе тебе рассказали. Теперь расскажи, что ты подразумеваешь под "авиационным подходом" :-)

ЦитироватьЭто в книжке приврали немного для лишнего драматизму. Выбивание гироплатформы ничем кораблю не грозило, её можно было выставить заново по звёздам. Так и случилось на Аполлоне-12 когда при взлёте платформу вырубило ударом молнии.
 

Ну как в действительности на Аполлон-13 было сказать не могу, но в книжке весь напряг построен на том, что проверить ориентацию по звездам не удавалось, потому как их из-за мусора их не было видно.

ЦитироватьНасколько я понимаю у лунного модуля такой ерунды не было.

Опять же судя по этой чудесной книжке в лунном модуле была такая же ерунда.

ЦитироватьПока Суиджерт поспешно занимался своими отключениями, Лоувелл и Хэйз оживляли ЛЭМ. Первым делом требовалось запустить его систему ориентации. "Водолей" имел три гироскопа, по существу идентичные гироскопам "Одиссея". Прежде, чем задействовать систему ориентации, в соответствии с ее протоколом включения требовалось, чтобы Суиджерт, пилот командного модуля, записал ориентацию и координаты аналогичной системы главного корабля и через туннель передал их командиру ЛЭМа. Затем командир должен выполнить несложные вычисления, чтобы учесть разницу в ориентации ЛЭМа и командного модуля, и ввести полученные числа в бортовой компьютер ЛЭМа. Если не успеть произвести эти вычисления и ввод данных прежде, чем отключится питание "Одиссея", информация в его компьютере будет потеряна навсегда

...

ЦитироватьЛоувелл дал команду, чтобы Хэйз ввел эти числа в компьютер, а сам продолжил получение остальных координат от Суиджерта. В следующие несколько минут экипаж работал в неистовом темпе, щелкая выключателями, тумблерами, поворачивая разные ручки и диски для того, чтобы перенастроить оба модуля. Процесс был весьма хаотическим: Земля выкрикивала команды астронавтам, астронавты громко задавали вопросы, и эти потоки фраз часто сталкивались на канале связи, мешая передавать полезную информацию в обоих направлениях. Глинн Ланни, ненадолго потерявшись в этой перекрестной болтовне, нечаянно приказал отключить каналы ориентации "Одиссея", прежде чем аналогичные каналы были включены в "Водолее", и на небольшой момент "Водолей" находился в опасности случайной блокировки осей гироскопа.

...

ЦитироватьКак только Лоувелл начал работать с пультом управления, индикаторы ориентации на борту ЛЭМа и индикаторы углов в Хьюстоне начали регистрировать беспорядочные перемещения корабля. В Центре управления забил тревогу следивший за системами навигации посадочного модуля на терминале ЛЭМа Хэл Лоуден, когда обнаружил движение на своих приборах. Благодаря этому бесконтрольному движению бешено прыгали показания индикаторов всех трех гироскопов, повышая вероятность блокировки осей. Если произойдет блокировка, то будут потеряны данные ориентации, которые Лоувелл с таким трудом перебросил из компьютера "Одиссея", а тогда резко сократятся шансы на удачный исход запуска двигателя.

Вообщем, смысл в том, что с ориентацией по гироскопам, по крайней мере в космосе :) , надо быть аккуратнее.

Меня всегда удивляло, почему при таком высоком уровне развития вычислительной техники в США, там в пилотируемой космонавтике применялись такие примитивные решения. К примеру, что стоило сделать электроразъемы в стыковочные узлы и обеспечить передачу навигационной информации (хотя бы вектора состояния) и параметров ориентации из СУД CSM в СУД LM? Нет, надо записывать даные на бумажку, передавать их из рук в руки, потом делать "несложные вычисления", диктовать их результаты в MCC, там перепроверять, потом вручную вводить в бортовой компьютер. Ну ладно, в 60-х годах это, наверное, было невозможно, техника не позволяла (???), но ведь до недавнего времени они, примерно так же, и на Шаттле летали!

Так фирмы разные CSM и LM делали, более того конкурирующие, вот и не договорились. Это ж надо какие-нибудь совместные испытания проводить, делиться информацией. Чистой воды психиатрия на мой взгляд :)

А кто-нибудь знает, на CSM и LM навигационные компьютеры вообще одинаковые были?

Да, одинаковые.

http://en.wikipedia.org/wiki/Apollo_Guidance_Computer

ЦитироватьА кто-нибудь знает, на CSM и LM навигационные компьютеры вообще одинаковые были?

ЦитироватьА кто-нибудь знает, на CSM и LM навигационные компьютеры вообще одинаковые были?

Вроде одинаковые, только в лунном модуле еще одна система была, для аварийного удирания с Луны, бесплатформенная кстати.

Вот интересное описание Аполонов,  правдо какое-то однобокое, зато по русски
http://epizodsspace.testpilot.ru/bibl/raketostr3/obl.html

Вот как получается компьютеры одинаковые, навигационые системы почти одинаковые, а межмашинного обмена нет.

Хотя зачем на бумажку было углы писать, если они через телеметрию доступны на Земле были. А оттуда бы сообщили если в CM компьютер раньше времени сдох. Эдакий межмашинный обмен через Землю и пилотов (выступающих в роли перфокарты).

ЦитироватьМеня всегда удивляло, почему при таком высоком уровне развития вычислительной техники в США, там в пилотируемой космонавтике применялись такие примитивные решения. К примеру, что стоило сделать электроразъемы в стыковочные узлы и обеспечить передачу навигационной информации (хотя бы вектора состояния) и параметров ориентации из СУД CSM в СУД LM?

Через разъёмы в стыковочном узле это может и слишком сложно, но через кабель просовываемый в тунель - не пойму почему нельзя было. Бросил в тоннель кабель, подоткнул концы к двум компам и дело в шляпе. Может до такой степени вес экономили?

Гидразин.
Однако "блокировка осей" про которую говорится в книге скорее всего означает аретирование а не выбивание. Если гироприбор начинает выдавать неадекватные показания его для начала аретируют.

Старый, американцы не любят прокладывать кабели в свете люка. И мы тоже не любим. И это правильно. Опасно. При необходимости срочного закрытия люков (например, при разгерметизации) кабели будут мешать. Резаки могут потеряться, впрочем, есть рассекатели для быстрого разрезания кабеля. Но все это не уменьшает время на закрытие.
Про гироскопы. Там врядли рамки могли сложиться, скорее речь шла о вставании рамки на упоры для предотвращения сложения рамок. Но в любом случае, если рамка встала на упор, прибор неработоспособен. А арретир тут не при чем. Он позволяет привести прибор в исходное состояние, но информация уже будет потеряна.

ЦитироватьСтарый, американцы не любят прокладывать кабели в свете люка. И мы тоже не любим. И это правильно. Опасно. При необходимости срочного закрытия люков (например, при разгерметизации) кабели будут мешать. Резаки могут потеряться, впрочем, есть рассекатели для быстрого разрезания кабеля. Но все это не уменьшает время на закрытие.

Выдернуть разъём из гнезда - дело секунды. Опять же кабель только на время синхронизации навигационных систем. Вряд ли в этот момент случится ещё и разгерметизация.

ЦитироватьПро гироскопы. Там врядли рамки могли сложиться, скорее речь шла о вставании рамки на упоры для предотвращения сложения рамок. Но в любом случае, если рамка встала на упор, прибор неработоспособен. А арретир тут не при чем. Он позволяет привести прибор в исходное состояние, но информация уже будет потеряна.

Достижение упора и выбивание это фактически одно и то же. Но судя по контексту речь шла именно об аретировании.

Ошибаешься. Если кабели будешь прокладывать перед каждой синхронизацией данных, а по окончании операции будешь их демонтировать, то это непроизводительная трата времени, а оно в полете очень дефицитно. Разъем в космосе это не несколько секунд, а несколько минут. Это ведь не RJ-45, его надежность в космосе никакая. Да и при экстренной ситуации (разгерметизации) экипажу есть чем заняться и без расстыковки разъемов. А если рассчитывать на то, что во время синхронизации данных ничего не случится, то тогда можно вообще ни о чем не беспокоиться, все делать на авось :-)

Что касается гироскопа, то что в лоб, что по лбу. В любом случае данные потеряны, начинай сначала.

Интересно, а когда штатно LM шел на Луну, компьютер синхронизировался как-то с CM или с чистого листа выставлялся по звездам.

ЦитироватьИнтересно, а когда штатно LM шел на Луну, компьютер синхронизировался как-то с CM или с чистого листа выставлялся по звездам.

Вопрос интересный. Я думаю, раз не загружали исходные данные из CSM в LM в этом случае, то и штатно, скорее всего либо врукопашную, либо после расстыковки выполняли астроориентацию. Других вариантов нет. Скорее всего второй вариант. В общем, ничего плохого в этом нет. LM не тащит за собой "мертвого носорога". Поймать опорные звезды и провести астрокоррекцию базиса - дело нескольких минут. Я пробовал это делать на тренажере (планетарии) в ЦПК. При том, что я не подготовлен к такой операции, мне удалось провести режим со звездным секстантом. Правда, топлива мы затратили слишком много, на грани допустимого. И когда вышли из тренажера, вестибулярный аппарат был расстроен :-)

Еще более интересно как баллистику в LM да и в CM закладывали. Специальный канал с Земли или через пилотов.

В CM там секстант был, который позволял по Земле и Луне понять свое положение в пространстве (хотя сомнительно, что обеспечивалась хорошая точность), а в LM только труба для коррекции ориентации.

Ну и для полного счастья надо бы понять как синхронизация БШВ была организована. Тоже вручную.А то там на приборной панели какие-то подозрительные кнопки Mission Timer Start и Reset.

Про БШВ я и не подумал... А ведь от этого зависит точность ориентации и навигации. Причем, все это очень серьезно. Я вообще ничего не читал об использовании командных радиолиний на Apollo и на LM в частнсти. Может быть, там был высокостабильный генератор и стандарт частоты. Тогда установка и коррекция БШВ может вообще не выставляться. Весь полет длился несколько суток. С другой стороны, должен быть предусмотрен резерв для восстановления БШВ из "холодного" состояния. Вообще, для американских КК традиционно использование полетного времени, которое отсчитывается от момента старта (по нашему, от "Контакта подъема"). На Шаттле до сих пор в стартовом времени летают.

ЦитироватьС другой стороны, должен быть предусмотрен резерв для восстановления БШВ из "холодного" состояния.

Должна быть, LM то холодным на орбиту вылетал и только там его стыковали к CSM.

Вот таймер в CM и его управление с кнопкой старт стоп и резет
(http://www.space.ims-soft.com/CM_timer.gif)

А вот такие таймеры в LM
(http://www.space.ims-soft.com/LM_timer.gif)

А кнопки только такие
(http://www.space.ims-soft.com/LM_et.gif)

Эти таймеры еще и глючили иногда

Аполлон-15

ЦитироватьThe panel 2 mission timer stopped at 124:47:37. Several attempts to start the clock by cycling the start /stop/reset switch from the stop to the start position failed ( fig. 14-10). The timer was reset to 124:59:00 using the hours, minutes, and seconds switches, and the timer again failed to start when the switch was cycled. The switch was then placed in the reset position. The timer reset to all zeros and started to count when the switch was placed in the start position. The timer was then set to the proper mission time using the hours, minutes, and seconds switches and operated properly for the remainder of the mission.

Аполлон-17

ЦитироватьThe mission timer in the lower equipment bay was 15 seconds slow at 1 hour and 58 minutes after lift-off. The timer was reset and worked properly for the remainder of the mission.
Postflight testing has been performed on the timer and it operated normally. The circuitry has been analyzed to determine possible causes of the time loss with the result that the most probable cause was an intermittent in one of the integrated circuits within the timer. This condition may have been caused by mechanical imperfections within the construction of the circuit.
There is another mission timer on panel 2 and event timers in the lower equipment bay as well as on panel 1. Consequently, the loss of one timer is not critical for Skylab or the Apollo-Soyuz missions, and corrective action is not necessary.

Только как эти таймеры были связаны с БШВ?
Борткомпьютер формировал 10 мс шкалу для себя и систем корабля и как-то синхронизировался судя по этой схеме
(https://img.novosti-kosmonavtiki.ru/3586.gif)

ЦитироватьОшибаешься. Если кабели будешь прокладывать перед каждой синхронизацией данных, а по окончании операции будешь их демонтировать, то это непроизводительная трата времени, а оно в полете очень дефицитно.

А диктовать данные голосом и вводить их вручную - офигенно производительная трата времени? ;)

ЦитироватьРазъем в космосе это не несколько секунд, а несколько минут. Это ведь не RJ-45, его надежность в космосе никакая.

Разъём который включается всего на несколько минут не нуждается в фиксации. Ты не путай с тнми разъёмами которые закручиваются на всё время от замены до замены блока.

ЦитироватьДа и при экстренной ситуации (разгерметизации) экипажу есть чем заняться и без расстыковки разъемов. А если рассчитывать на то, что во время синхронизации данных ничего не случится, то тогда можно вообще ни о чем не беспокоиться, все делать на авось :-)

Если так панически бояться разгерметизации то может вобще лучше в космос не летать? ;) А что касается экстренной ситуации то вот какраз если в экстренной ситуации потребуется быстро согласовать системы то что?

ЦитироватьЧто касается гироскопа, то что в лоб, что по лбу. В любом случае данные потеряны, начинай сначала.

Ты забыл с чего началось? Просто кажется мне очень сомнительным что у гироплатформы ЛМ были ограничения по углам. В отличие от орбитального корабля ЛМу приходилось выполнять активное маневрирование. Вот бы если б при предпосадочном маневрировании у него рамки сложились? Смеху бы было - до слёз... :(

ЦитироватьЕще более интересно как баллистику в LM да и в CM закладывали. Специальный канал с Земли или через пилотов.

В CM там секстант был, который позволял по Земле и Луне понять свое положение в пространстве (хотя сомнительно, что обеспечивалась хорошая точность), а в LM только труба для коррекции ориентации.

Перед стартом с Луны гироплатформа выставлялась по местной вертикали, а по азимуту - по звёздам с помощью простого визира.

ЦитироватьТолько как эти таймеры были связаны с БШВ?
Борткомпьютер формировал 10 мс шкалу для себя и систем корабля и как-то синхронизировался судя по этой схеме

Может быть таймеры просто задавали время начала важных полётных операций типа старта с Луны или начала посадочной последовательности?

Цитировать

ЦитироватьТолько как эти таймеры были связаны с БШВ?
Борткомпьютер формировал 10 мс шкалу для себя и систем корабля и как-то синхронизировался судя по этой схеме

Может быть таймеры просто задавали время начала важных полётных операций типа старта с Луны или начала посадочной последовательности?

Ну вот маленький в LM - Event Timer вполне для этого подходит, а большие - Mission Timer, по идеи, должны показывать общее время полета.
Вопрос еще в том, а как эти таймеры связаны с компьютером, и связаны ли. Кто главнее в таком случае.
И второй вопрос поступала ли с Земли синхронизация на борт. И вообще что-нибудь, кроме голоса с Земли на борт передавалось. Пока не очень понятно.

Прощу прощения за длительное отсутствие, сессия :)

По поводу гиродинов и маховиков, чем в основном ограничены скорости их вращения, сопротивлением (трением) в осях или прочностью?

ЦитироватьТы забыл с чего началось? Просто кажется мне очень сомнительным что у гироплатформы ЛМ были ограничения по углам. В отличие от орбитального корабля ЛМу приходилось выполнять активное маневрирование. Вот бы если б при предпосадочном маневрировании у него рамки сложились? Смеху бы было - до слёз...

Скорее наоборот. CSM активный корабль на всех стыковках. Он должен иметь свободу маневра. LM тоже. Я согласен, сомнительно, чтобы платформа была с ограничениями, но, тем не менее, хотелось бы знать точно. Да вот где б прочитать?
Про разгерметизацию и кабели. Я вполне допускаю, что определенная логика была: передача исходной навигационной информации и параметров ориентации из CSM в LM в таких условиях - нерассмотренная нештатная ситуация. А вот разгерметизация модуля, требующая изоляции поврежеднного отсека - нверняка расчетный случай и рассмотренная НШС. Обычно для локализации утечки закрывают люки. Причем, это нужно делать быстро, так как резервное время может быть невелико. И возня с разъемами и кабелями (в невесомости на все операции дается коэффициент 2 для времени выполнения). Кроме того, в невесомости кабели болтаются и мешают. И очень легко могут попасть между крышкой люка и шпангоутом. Там слишком много опасностей, чтобы еще создавать их искусственно.

Цитировать

Цитировать

ЦитироватьТолько как эти таймеры были связаны с БШВ?
Борткомпьютер формировал 10 мс шкалу для себя и систем корабля и как-то синхронизировался судя по этой схеме

Может быть таймеры просто задавали время начала важных полётных операций типа старта с Луны или начала посадочной последовательности?

Ну вот маленький в LM - Event Timer вполне для этого подходит, а большие - Mission Timer, по идеи, должны показывать общее время полета.
Вопрос еще в том, а как эти таймеры связаны с компьютером, и связаны ли. Кто главнее в таком случае.
И второй вопрос поступала ли с Земли синхронизация на борт. И вообще что-нибудь, кроме голоса с Земли на борт передавалось. Пока не очень понятно.

Если нет синхронизации времени с Землей, то допустим ручной запуск таймера. Просто время на Земле и на борту задается с борта (на Землю информация идет по ТМИ). Так как все операции выполняются в стартовом времени MET, то проблем быть не должно.

Вообще говоря кабель через люк протягитвать необязательно. Можно и через оптопару обмен сделать.
Узконаправленные пучки света туда-сюда крышке закрыться не помешают :)

ЦитироватьВообще говоря кабель через люк протягитвать необязательно. Можно и через оптопару обмен сделать.
Узконаправленные пучки света туда-сюда крышке закрыться не помешают :)

В 1969-м? Даже по сути в 1963-м? ;)

ЦитироватьВообще говоря кабель через люк протягитвать необязательно. Можно и через оптопару обмен сделать.
Узконаправленные пучки света туда-сюда крышке закрыться не помешают :)

Во-первых, то, что сказал Старый. Во-вторых, если и сделать, то не будет работать из-за постоянных помех во время попадания посторонних предметов (тел) на линию визирования. Так что годится только в виде шутки :-)

Так что только разъем в стыковочном узле! :-)

С какой точностью обычно известны моменты инерции космического аппарата?

Вопрос вот откуда - сейчас для тренировки пишу небольшую игру на Делфи, симулятор американского лунного модуля. Исполнительные органы у него были реактивные двигатели. Сделал систему с переключениями для разворотов за минимальное время. Все отлично работает, но если добавить реалистичности и добавить возмущения в моменты инерции модуля (система управления об этом "не знает"), то начинаются раскачивания.

Вопрос в том, с насколько большими ошибками забивались в компьютер управления эти самые моменты инерции (и как с этим дело обстоит сейчас).

Несколько странная у вас ситуация. Градусы с радианами где-нибудь не попутались  :wink: ? И что за "возмущения в моменты инерции модуля" вы заводите  :wink: ? Учет смещения астронавтов, топлива? Возможно, вообще-то. Но, как правило, особенно на начальном этапе исследований, возмущения заводят в виде моментов на корпус КА, а изменения МИ учитывают без случайной составляющей.

Системы ориентации Глонасс-М, Меридиан, с которыми я знаком, при работе в штатном режиме 20-30% изменения момента инерции проглотят не поперхнувшись. Возможно, даже под 50%, сейчас глянул по старым частотным прикидкам, но там надо разбираться аккуратнее. В начальных режимах грубость системы ещё больше (кто не у курсе, грубость -  это не в смысле, что топором сделано  :wink: , это термин автоматического регулирования, чем грубость у системы выше, тем лучше при прочих равных). Вообще, в начальных режимах система ориентации должна штатно работать при нераскрытии всех элементов конструкции КА, исключая те, без которых работа КА в течение времени, достаточного для попыток исправить ситуацию, все равно  невозможна. Т. е., теоретически, нужно успокоить и сориентировать на Солнце аппарат, у которого раскрылось только одно "крыло" солнечной панели и больше ничего. Тут отклонение МИ 50% вполне получается, если не больше. Правда, на практике там вопрос, что под нераскытыми элементами. Если датчики, двигатели и т. п., то ничего не сделаешь, можно на это не закладываться.

Насколько вообще точно МИ могут вычислить, это вопрос к конструкторам. Может быть, и точно. Хотя я был свидетелем, как один раз выдали моменты инерции по осем, где один был больше суммы двух других  :lol: . То есть, на КА появились элементы конструкции отрицательной массы  :lol: .

Причиной расхождений процесса может быть и грубый шаг интегрирования. Если дело в этом, то расходящийся процесс вы должны получать при вводе в систему любым образом (именно любым, не важно, изменения МИ, возм. моменты, управляющие воздействия) скоростей и ускорений. Ну или просто ошибочка вкралась  :wink: . На самых первых опытах со стендом моделирования системы ориентации Глонасса-М получили упорный и даже красивый автоколебательный процесс. Бились долго. По графикам было такое впечатление, что решили заняться исследованиями 3-х фазного тока в заводской сети  :lol: . От отчаяния появились мысли, что, может, "именно оно как-то и пролазит"? В итоге оказалось, кто при настройке какой-то сети передачи данных на стенде, участвующих в замыкании обр. связи, выставили какой-то буфер, что привело к появлению жуткого временнОго запаздываания, кажется, на 100 (!!!) секунд. После исправления система, естественно,  отлично заработала с первого раза. Как всегда  :wink: .

Градусы с радианами не перепутал, только что еще раз проверил построчно :)

Логику управления брал из этой статьи
http://www.mathworks.com/company/newsletters/news_notes/sum99/lunar_module.html

Там для конечного разворота используется разгон угловой скорости с постоянным (максимальным) угловым ускорением, потом торможение с максимальным угловым ускорением.

Для того, чтобы точно вычислить момент, в который надо начинать торможение, нужно знать максимально доступное системе ускорение, а чтобы знать максимально доступное ускорение, надо как можно точнее знать моменты инерции (тяга двигателей и плечи известны и постоянны).

Какое счастье, что тяги постоянны! На Глонассах и Меридиане тяга может изменяться в 5 (пять!) раз  :wink: . Там нет стабилизаторов давления. И это правильно.

На самом деле, на точное приведение к нужному положению таким образом (только за счет точного расчета ускорения) закладываться нельзя. По крайней мере, на практике. У вас это непрерывный процесс с обратной связью? Т. е., Вы знаете рассогласование, рассчитали нужное ускорение, выдали момент на исп. органы КА, получили положение, рассчитали рассогласование, пересчитали нужное ускорение, подправили момент на исп. органы КА, снова получили положение и т. п.? Или Вы работаете так: расчитали разворот, дождались завершения выполнения (торможения), потом расчитали новый и т. п.?

Если второй вариант, то, фактически, Вы тоже имеете систему с обратной связью (ну она же оценивает результат своей работы и использует его дальше), в цепи которой есть звено чистого запаздывания. Само по себе очень неприятное дело, как мы знаем из ТАР. Но тут оно ещё и переменной длительности. Это время отработки разворота, которое зависит от его величины. Вообще, тут можно много времени посвятить исследованиям.  На вскидку, что-то подсказывает, что тут опаснее "перелёт". То есть, когда реализуемое ускорение больше расчетного (напр. реальный МИ меньше заложенного в САУ) и Вы "пролетаете" нужное положение. Тогда Вы получите, в общем-то,  типичное перерегулирование и колебательность. Но, из-за переменного звена запаздывания дальше становится интереснее. Если "перелет" мал настолько, что время отработки следующего участка (обратно) дает временное запаздывание, при котором система оказывается устойчивой (т. е. фазовый сдвиг в разомкнутой цепи на частоте среза на больше -180 град. (по Найквисту)), то процесс сойдется. Ибо каждый следующий интервал будет меньше предыдущего, меньше запаздывание, система все глубже в области устойчивости. В обратном случае, если время отработки первого "перелета" уже даст запаздывание, делающее систему неустойчивой, то с каждым интервалом будет хуже и хуже, режим развалится. Далее. Величина первого перелёта должна зависеть и от расстояния начального положения от требуемого. То есть, в такой ситуации область устойчивости может зависеть и от начального отклонения. Если больше чего-то, то разваливается, ести меньше, то сходится. А вот "недолеты", вроде как, тут всегда ведут к плавному схождению к нужному положению. То есть, если Вы используете такую схему управления, задавайте моменты инерции с забросом в большую сторону, обеспечивайте гарантированное непревышение располагаемых ускорений над расчетными и отсутствие перерегулирования.

Значения МИХ можно вообще не знать, можно заложить единичную матрицу. Но в этом случае мы получим автоколебательную систему. Которая быстро выжрет все рабочее тело.

ЦитироватьКакое счастье, что тяги постоянны! На Глонассах и Меридиане тяга может изменяться в 5 (пять!) раз  :wink: . Там нет стабилизаторов давления. И это правильно.

То есть стабилизаторы сознательно не стали ставить? :)

ЦитироватьНа самом деле, на точное приведение к нужному положению таким образом (только за счет точного расчета ускорения) закладываться нельзя. По крайней мере, на практике. У вас это непрерывный процесс с обратной связью? Т. е., Вы знаете рассогласование, рассчитали нужное ускорение, выдали момент на исп. органы КА, получили положение, рассчитали рассогласование, пересчитали нужное ускорение, подправили момент на исп. органы КА, снова получили положение и т. п.? Или Вы работаете так: расчитали разворот, дождались завершения выполнения (торможения), потом расчитали новый и т. п.?

Скорее, первый вариант. Автопилот во время разгона постоянно смотрит на скорость и угловое рассогласование. Когда по его расчетам (исходя из известных ему МИ) пора тормозить, включаются движки на торможение.

Это если упрощенно, на самом деле там на фазовой плоскости еще есть coast regions (где движки выключены) - область между "разгонами" и "торможениями." Траектория получается в виде спирали из парабол и прямых.

Если моменты  изменить, то устойчивость-то сохраняется, но время на разворот и успокоение сильно увеличивается.

Вообще-то, этот алгоритм наверно был реализован из-за ограничений компьютера на лунном модуле. Сейчас вроде ЧИМ и ШИМ для управления на движках используется?

Я в той статье еще один момент не допонял. Похоже предполагалось, что каналы управления по всем осям независимы (скорее всего из-за ограничений бортового калькулятора того времени). Перекрестные кинематические связи типа "крен-рыскание" не учитываются. Как же оно работало-то?
 :roll:

Цитировать

ЦитироватьКакое счастье, что тяги постоянны! На Глонассах и Меридиане тяга может изменяться в 5 (пять!) раз  :wink: . Там нет стабилизаторов давления. И это правильно.

То есть стабилизаторы сознательно не стали ставить? :)

Да. Уже очень давно (десятки лет назад) стало ясно, что аппаратами с гидразиновыми двигателями ориентации можно управлять без стабилизаторов давления, сильно упростив конструкцию и подняв надежность. Хотя поначалу, говорят, и побаивались, но приняли эпохальное тех. решение и с тех давних пор регуляторов давления ни на одном КА НПО ПМ с гидразиновыми двигателями ориентации нет.

ЦитироватьСейчас вроде ЧИМ и ШИМ для управления на движках используется?

На всех КА НПО ПМ, с которыми я знаком, ШИМ. С ограничением на мин. время включения ДО и на минимальное время между включениями ДО (если надо момент больше, дуют непрерывно). Исключительно по тех. причинам из-за двигателей. Да и средний удельный импульс при слишком кратковременных включениях сильно страдает.

2 Feol
С целью улучшения собственных знаний в области ориентации КА не могли бы дать ссылки на основы? Я не смог найти что такое одно- и трех- осная ориентация. я конечно понимаю, что такое степени свободы, но должны быть некие базовые принципы. то же самое по двигателям ориентации. я тут многое узнал, но все же есть вопросы..... может есть какое учебное пособие без сложных матвыкладок?

Ох, на счет незаумных ссылок, я боюсь, не помошник - могу сослаться лишь на отдел, в котором работал и документацию там :( . Классика жанра - Токарь, Раушенбах "Системы ориентации космических аппаратов".

Вот несколько названий книг: http://instrcon.susu.ac.ru/kosmos.htm

Но, вообще-то, бОльшая часть литературы по этой теме, излишне, скажем так, заумная  :wink: . Есть такое. С инженерной точки зрения, для проектирования и разработки такая степень наукообразности часто избыточна.

....

2 Feol
Спасибо за советы. Это мне надо для работы, точнее для написания Учебного пособия. Чтобы студенты имели ПОНЯТИЯ как обеспечивается ориентация спутников, в частности спутников связи. поэтому все эти матвыкладки может и имеют ценность, но не в данном случае.
Идея состоит в том, чтобы понять самому, а потом это разжевать для студентов.

...

Спасибо. Если есть желание поделиться - буду благодарен.
Вообще то я их Казахстана. Речь идет о создании курса по спутниковой связи.  У нас то же проблемы с кадрами.
Если есть интерес - могу то же поделиться чем-нибудь., т.к. на просторах Интернета нарыл немало полезного + большой личный практический опыт.

Объясните ,пожалуйста почему:"
Если СОЮЗ  в инерциальной системе координат , то через  определённое время после движения по орбите КДУ  СОЮЗА может оказаться направленной не на торможение, а на разгон.В ИСК СОЮЗ наберёт угол между вектором тяги и вектором орбитальной скорости ,а в ОСК продольная ось постоянно направлена по направлению вектора скорости и того  что в инерциальной системе координат не происходит.Почему в  ИСК и ОСК  СОЮЗ ведёт себя по разному.

ЦитироватьОбъясните ,пожалуйста почему:"
Если СОЮЗ  в инерциальной системе координат , то через  определённое время после движения по орбите КДУ  СОЮЗА может оказаться направленной не на торможение, а на разгон.В ИСК СОЮЗ наберёт угол между вектором тяги и вектором орбитальной скорости ,а в ОСК продольная ось постоянно направлена по направлению вектора скорости и того  что в инерциальной системе координат не происходит.Почему в  ИСК и ОСК  СОЮЗ ведёт себя по разному.

1. Потому, что орбитальная ситсема координат (ОСК) отличается от инерциальной системы координат (ИСК) тем, что она вращается относительно ИСК с угловой орбитальной скоростью.
2.

Цитировать...в ОСК продольная ось постоянно направлена по направлению вектора скорости ...

Это верно только для круговых орбит. И, скажем так, тангенциальная ось ОСК... Продольные оси у КА, у систем координат таковых нет.

И это все не конкретно Союз, а чистые координатные преобразования.

Вопрос не системам координат, а "....  Почему в ИСК и ОСК СОЮЗ ведёт себя по разному..."?

Видимо, таким образом Союз летает в ИСК, т. е. сохраняет неизменной ориентацию относительно осей инерциальной системы координат
(http://content.foto.mail.ru/mail/n2h4/24/i-793.jpg)

А так Союз движется в ОСК, т. е. является неподвижным относительно осей орбитальной системы координат
(http://content.foto.mail.ru/mail/n2h4/24/i-792.jpg)

Но в обеих системах координат Союз ведет себя одинаково, потому что он одновременно в обеих присутствует и ещё в миллионах других  :) .

Или вопрос в том, на кой ляд вообще два разных режима ориентации, и почему бы не обойтись одним ОСК?

Первое, это наеврняка тяжкое наследие проклятого царизма ! Тоесть для полетов к Луне и  коррекции траектории там.

Второе. Для управляемого спуска. Перед отделением СА корабль ориентируется в ИСК, что бы обеспечить нужный угол атаки при входе СА.  Перед отделением КА+СА ещё и закручиваются. Что бы СА летел как надо стабилизированный вращением. Угловая дальность полета СА большая и он за это время в ОСК поворачивается задницей вперед.

Ребята спасибо нарисовали отлично,  так оно всё и есть, но задумайтесь  что всё таки заставляет КА оставаться неподвижным осями в пространстве как  на первой картинке или лететь  как на второй картинке.  
 Вопрос был не в том как ведёт себя объект, а почему? Какие законы физики, ДПО, или ,что- то там другое воздействует.
Почему в ИСК и ОСК СОЮЗ ведёт себя по разному?

ЦитироватьОднако, за это время я накопил материал. Что-то в электронном, что-то в бумажном (можно и отсканировать частично) виде. Готов поделиться с Вами на благо нашего образования. :)

Не забудь только получить экспертное заключение на передачу материалов. А то понимание блага у тебя расплывчатое и аполитичное.
И по проекту  УК  для  изменников родины нет суда присяжных в виду тяжести содеянного.

Этот самый режим ИНО всю жизнь на Союзе сбоит. Пример полет сирийского экипажа с Ляховым. Всё с ИНО началось.

Цитировать

ЦитироватьОднако, за это время я накопил материал. Что-то в электронном, что-то в бумажном (можно и отсканировать частично) виде. Готов поделиться с Вами на благо нашего образования. :)

Не забудь только получить экспертное заключение на передачу материалов. А то понимание блага у тебя расплывчатое и аполитичное.
И по проекту  УК  для  изменников родины нет суда присяжных в виду тяжести содеянного.

Кроме суда потомков....

Цитироватьbsdv пишет:
 

Цитировать

ЦитироватьОднако, за это время я накопил материал. Что-то в электронном, что-то в бумажном (можно и отсканировать частично) виде. Готов поделиться с Вами на благо нашего образования. :)

Не забудь только получить экспертное заключение на передачу материалов. А то понимание блага у тебя расплывчатое и аполитичное.
И по проекту  УК  для  изменников родины нет суда присяжных в виду тяжести содеянного.

Кроме суда потомков ... .
А если есть желание кого посадить, то милости просим: http://www.nasa.gov/ предателей родины дохрена, и сажать действительно есть за что  :D вот только родина не наша...

ЦитироватьВопрос был не в том как ведёт себя объект, а почему? Какие законы физики, ДПО, или ,что- то там другое воздействует.
Почему в ИСК и ОСК СОЮЗ ведёт себя по разному?

Albert, здесь действует закон сохранения момента импульса. Корапь вращается (или не вращается) с заданной угловой скоростью. Вот и всё.

Тут ближе к истине.
 В ОСК ,конечно, ВРАЩЕНИЕ по одной из осей, когда вращение останавливается и угловых скоростей нет, это переход в ИСК.  Нет источников в интернете по этому поводу.

ЦитироватьТут ближе к истине.
 В ОСК ,конечно, ВРАЩЕНИЕ по одной из осей, когда вращение останавливается и угловых скоростей нет, это переход в ИСК.  Нет источников в интернете по этому поводу.

Как нет ? А книги Белецкого ?  Книги вообще читать перестали и скоро  как в фаренгейте  жечь начнут.

Читать бы рад. А что в Белецком?

буквально всё
В.В.Белецкий.
Движение искусственного спутника вокруг центра масс.

А где можно достать. В библиотеке?

ЦитироватьА где можно достать. В библиотеке?

Попробуйте здесь:
http://eqworld.ipmnet.ru/ru/library/books/Beleckij1965ru.djvu

А вообще-то для поиска книг есть замечательный поисковик:
http://www.ebdb.ru   :D

Уважаемые коллеги! У меня предложение к разработчикам и изготовителям оборудования для системы ориентации и стабилизации (СОС) микро спутников. Если у Вас есть желание отработать на МКА массовой размерностью 10 кг (масса СОС около 1кг) микро маховики, микро ЭМУ, магнитометр или другие чувствительные элементы, Вы можете обратиться с Вашими предложениями ко мне в личную почту. Изготовление спутника планируется закончить в марте 2009 года. Говорю сразу, на всевозможные движители, в этот раз, ресурсов нет, но интересные идеи принимаются к рассмотрению.

С уважением, тех. рук. проекта МКА Андрей Яковлев.

...

Здравствуйте.
Хотелось бы присоединиться к звучавшей здесь уже не раз просьбе: кто знает, расскажите, пожалуйста, о системе ориентации спутников связи семейства "Горизонт".
Особо интересно было бы узнать о ДУ 11Д78. Что это за двигатель? Как он хоть выглядит? Сколько не разглядывал фотографии "Горизонтов", "Экранов" и "Радуг" (очень, кстати, плохие - других почти нет), никак не мог разглядеть сопел этой ДУ.
В архиве НК есть подборка фотографий "Радуги" и "Экрана", находящихся в Институте им. Можайского. Но и там двигателям ориентации и коррекции орбиты почти не уделено места.
Пожалуйста, расскажите!

Цитата: thunder26 от 14.12.2021 18:56:00

Цитата: Feol от 14.12.2021 18:15:28Кстати, почему на картинках КА ПОЗы не показаны? Просто не нарисованы, сам не разглядел или уже устарел настолько, что их не ставят? ПЗВ + баллистика? ПЗВ Содерновские?

На АМУ3/7 нет ни ПОЗов, ни ПОСов. ПЗВ+баллистика (так было даже при наличии ПОЗ).

На АМУ3/7 стоят ДНСы, что по сути тот же ПОС.

Цитата: Gonzales от 15.12.2021 09:30:28

Цитата: thunder26 от 14.12.2021 18:56:00

Цитата: Feol от 14.12.2021 18:15:28Кстати, почему на картинках КА ПОЗы не показаны? Просто не нарисованы, сам не разглядел или уже устарел настолько, что их не ставят? ПЗВ + баллистика? ПЗВ Содерновские?

На АМУ3/7 нет ни ПОЗов, ни ПОСов. ПЗВ+баллистика (так было даже при наличии ПОЗ).

На АМУ3/7 стоят ДНСы, что по сути тот же ПОС.

Не тот же. ПОС и ДНС ранее применялись совместно. Они используются в разных режимах аппарата. В режиме трехосной стабилизации ДНС не использовался и сейчас не будет использоваться.

Цитата: thunder26 от 15.12.2021 10:50:45Не тот же. ПОС и ДНС ранее применялись совместно. Они используются в разных режимах аппарата. В режиме трехосной стабилизации ДНС не использовался и сейчас не будет использоваться.

Раньше либо ПОС либо ДНС использовались в РНОС, совместно, насколько я знаю - их не использовали никогда (могу ошибаться). В режиме трехосной стабилизации ни тот ни другой не учувствуют. Там либо ПОЗ либо ПЗВ.

Цитата: Gonzales от 15.12.2021 11:12:32

Цитата: thunder26 от 15.12.2021 10:50:45Не тот же. ПОС и ДНС ранее применялись совместно. Они используются в разных режимах аппарата. В режиме трехосной стабилизации ДНС не использовался и сейчас не будет использоваться.

Раньше либо ПОС либо ДНС использовались в РНОС, совместно, насколько я знаю - их не использовали никогда (могу ошибаться). В режиме трехосной стабилизации ни тот ни другой не учувствуют. Там либо ПОЗ либо ПЗВ.

А можете для чайников расшифровать абрревиатуры ПОС, ДНС, ПЗВ, ПОЗ, РНОС?

Цитата: Gonzales от 15.12.2021 11:12:32

Цитата: thunder26 от 15.12.2021 10:50:45Не тот же. ПОС и ДНС ранее применялись совместно. Они используются в разных режимах аппарата. В режиме трехосной стабилизации ДНС не использовался и сейчас не будет использоваться.

Раньше либо ПОС либо ДНС использовались в РНОС, совместно, насколько я знаю - их не использовали никогда (могу ошибаться). В режиме трехосной стабилизации ни тот ни другой не учувствуют. Там либо ПОЗ либо ПЗВ.

Совместно имелось ввиду на одном борту, а не в одном режиме, конечно же.
В РНОС использовался ПОС.
В РТС ПОС может использоваться по рысканию.

Цитата: AK222 от 15.12.2021 13:26:45А можете для чайников расшифровать абрревиатуры ПОС, ДНС, ПЗВ, ПОЗ, РНОС?

ПОС - Прибор Ориентации на Солнце
ДНС - Датчик Направления на Солнце
ПЗВ - Построитель Звездной Вертикали
ПОЗ - Прибор Ориентации на Землю
РНОС - Режим Начальной Ориентации на Солнце

Вертикали😏?

Цитата: thunder26Совместно имелось ввиду на одном борту, а не в одном режиме, конечно же.
В РНОС использовался ПОС.
В РТС ПОС может использоваться по рысканию.

В РНОС мог использоваться и ДНС в программе это заложено (когда присутствуют оба датчика), но обычно да - использовался ПОС. Так же и в РНОЗ - мог использоваться как ПОЗ, так и ПЗВ, но обычно ПОЗ.
В РТС не может использоваться ни ПОС ни ДНС так как большую часть времени или 1/2 суток (зависит от ориентации датчика на КА) солнце вне поля зрения датчиков. ПОС и ДНС используется в начале РНОЗ.

Цитата: Goga от 15.12.2021 13:51:33Вертикали😏?

Угу, но иногда просто - Прибор Звёздный)

Цитата: Gonzales от 15.12.2021 13:48:58

Цитата: AK222 от 15.12.2021 13:26:45А можете для чайников расшифровать абрревиатуры ПОС, ДНС, ПЗВ, ПОЗ, РНОС?

ПЗВ - Построитель Звездной Вертикали

Прибор звездный визирующий

Цитата: Gonzales от 15.12.2021 13:55:56

Цитата: thunder26Совместно имелось ввиду на одном борту, а не в одном режиме, конечно же.
В РНОС использовался ПОС.
В РТС ПОС может использоваться по рысканию.

В РНОС мог использоваться и ДНС в программе это заложено (когда присутствуют оба датчика), но обычно да - использовался ПОС. Так же и в РНОЗ - мог использоваться как ПОЗ, так и ПЗВ, но обычно ПОЗ.
В РТС не может использоваться ни ПОС ни ДНС так как большую часть времени или 1/2 суток (зависит от ориентации датчика на КА) солнце вне поля зрения датчиков. ПОС и ДНС используется в начале РНОЗ.

По штатной логике функционирования в РНОС используется ПОС (там где есть ПОС).
В РТС можно вообще ни одного датчика не использовать. По данным СНУД СОС может строить ориентацию без датчиков.

Цитата: thunder26Прибор звездный визирующий

Возможно. Чаще правда в документации просто - Прибор Звёздный. Где это встречал: "Построитель Звездной Вертикали" - никак не найду, но встречал точно)

Когда то был ПМВ -  построитель местной вертикали, но это земной

Цитата: thunder26 от 15.12.2021 15:10:36По штатной логике функционирования в РНОС используется ПОС (там где есть ПОС).

Да, Вы правы.

Цитата: thunder26 от 15.12.2021 15:10:36В РТС можно вообще ни одного датчика не использовать. По данным СНУД СОС может строить ориентацию без датчиков.

Всё так, но это скорее всего уже не совсем штатная ситуация. Не знаю, что такое СНУД - а так да при отсутствии данных с ПЗВ или ПОЗ - ориентация стоится на основании датчиков скоростей. На разных КА - называются по разному, где МБИС (малогабаритный блок измерения угловой скорости), где ДУС (датчик угловой скорости).

Цитата: Goga от 15.12.2021 15:58:37Когда то был ПМВ -  построитель местной вертикали, но это земной

Да как я понимаю, суть в том, что во момент РНОЗ совмещается ось Z орбитальной СК и связанной с КА СК. Поэтому может, кто его так и обозвал, а я запомнил, на свою голову))

ЦитироватьВсё так, но это скорее всего уже не совсем штатная ситуация

Само собой.

СНУД - система навигации и управления движением. БНПО в простонародии.
PS С Землей связана ось Х

При наличии ПЗВ (прибор звездный) необходимость в ПОЗ и ПОС отсутствует как класс. Как и старая классическая схема ориентации. Зато старая схема может работать при отсутствии или неправильной работе вычислительного устройства.

Цитата: thunder26 от 15.12.2021 16:52:22PS С Землей связана ось Х

Да ось "-Х" - на Землю штатно. Просто в РНОЗ, когда Земля уже "нашлась", и есть координаты Крена, Тангжа и Рыскания с ПЗВ, один из этапов (на КА АМУ3/7) - это совмещение именно осей Z двух СК.

Цитата: Gonzales от 15.12.2021 17:02:13

Цитата: thunder26 от 15.12.2021 16:52:22PS С Землей связана ось Х

Да ось "-Х" - на Землю штатно. Просто в РНОЗ, когда Земля уже "нашлась", и есть координаты Крена, Тангжа и Рыскания с ПЗВ, один из этапов (на КА АМУ3/7) - это совмещение именно осей Z двух СК.

Так глубоко в логику функционирования подсистем я обычно не лезу (без необходимости).

БНПО и СНУД понятия не тождественные.

Цитата: BigFoot от 15.12.2021 17:08:54БНПО и СНУД понятия не тождественные.

Несомненно.

Цитата: thunder26 от 15.12.2021 17:12:23

Цитата: BigFoot от 15.12.2021 17:08:54БНПО и СНУД понятия не тождественные.

Несомненно.

тогда не надо утверждать обратное "в простонародье".

Цитата: Gonzales от 15.12.2021 16:07:55а так да при отсутствии данных с ПЗВ или ПОЗ - ориентация стоится на основании датчиков скоростей. На разных КА - называются по разному, где МБИС (малогабаритный блок измерения угловой скорости), где ДУС (датчик угловой скорости).

Можно, но не долго. Ошибка все равно накапливается.
PS. ДУС просто более общее понятие чем МБИС.

Цитата: BigFoot от 15.12.2021 17:14:01

Цитата: thunder26 от 15.12.2021 17:12:23

Цитата: BigFoot от 15.12.2021 17:08:54БНПО и СНУД понятия не тождественные.

Несомненно.

тогда не надо утверждать обратное "в простонародье".

При отсутствии АРН фактически одно сострит из другого. Но эта полемика не интересна всем остальным и не относится к обсуждаемому изделию.

Цитата: thunder26 от 15.12.2021 17:28:41При отсутствии АРН фактически одно сострит из другого. Но эта полемика не интересна всем остальным и не относится к обсуждаемому изделию.

Вот теперь согласен. Но, только при отсутствии АРН.
По поводу обсуждения ПЗВ. Про вертикаль это наверное идет еще от прибора полярной звезды. Сейчас все по-другому. ПЗВ, получив изображение звездного неба и имея некое подобие его альманаха, сразу выдает угловвые координаты в пространстве. Имея точное бортовое время, сразу "знает" свое положение относительно Солнца и Земли. Так что, все привязано к вычислительному процессу и бортовому времени. При сбое одного их этих компонентов могут возникнуть нехорошие ситуации.

Так всё интересно... только неспециалисту - малопонятно...  ;D

А можно вопрос от чайника?  ::) :)
КА не может определять своё местоположение с помощью ГЛОНАСС?

еще как определяет
ЗЫ. Оффтоп, не?

Цитата: BigFoot от 15.12.2021 17:02:08При наличии ПЗВ (прибор звездный) необходимость в ПОЗ и ПОС отсутствует как класс. Как и старая классическая схема ориентации. Зато старая схема может работать при отсутствии или неправильной работе вычислительного устройства.

Ну ПОЗ и упразднили на новых АМУшках. А вот насчет ПОС(ДНС) не совсем согласен - у него много более широкое поле зрение и в случае РНОС, когда нужно пошустрее найти солнце, то с ПЗВ, думаю всё будет намного дольше. Хотя 100% уверенности у меня нет. И про РНОС с ПЗВ я не слышал, хотя в теории возможно, конечно.

Цитата: thunder26 от 15.12.2021 17:08:30Так глубоко в логику функционирования подсистем я обычно не лезу (без необходимости).

Да я тоже)

Цитата: BigFoot от 15.12.2021 17:21:04Можно, но не долго. Ошибка все равно накапливается.

Естественно.

Цитата: BigFoot от 15.12.2021 17:33:53По поводу обсуждения ПЗВ. Про вертикаль это наверное идет еще от прибора полярной звезды. Сейчас все по-другому. ПЗВ, получив изображение звездного неба и имея некое подобие его альманаха, сразу выдает угловвые координаты в пространстве. Имея точное бортовое время, сразу "знает" свое положение относительно Солнца и Земли. Так что, все привязано к вычислительному процессу и бортовому времени. При сбое одного их этих компонентов могут возникнуть нехорошие ситуации.

ПЗВ предназначен для определения трехосной ориентации приборной системы координат по наблюдаемому фрагменту звездного неба (это из доков). В общем и целом КА сразу не знает отклонение ССК от ОСК.

Цитата: Gonzales от 15.12.2021 20:39:15

Цитата: BigFoot от 15.12.2021 17:33:53По поводу обсуждения ПЗВ. Про вертикаль это наверное идет еще от прибора полярной звезды. Сейчас все по-другому. ПЗВ, получив изображение звездного неба и имея некое подобие его альманаха, сразу выдает угловвые координаты в пространстве. Имея точное бортовое время, сразу "знает" свое положение относительно Солнца и Земли. Так что, все привязано к вычислительному процессу и бортовому времени. При сбое одного их этих компонентов могут возникнуть нехорошие ситуации.

ПЗВ предназначен для определения трехосной ориентации приборной системы координат по наблюдаемому фрагменту звездного неба (это из доков). В общем и целом КА сразу не знает отклонение ССК от ОСК.

Зачем повторять цитируемое? Хоть и чуть другими словами

Так фрагмент звездного неба и альманах - немного разные понятия) И слова "знает" и "не знает" - несут противоположный смысл.

А изображение звездного неба вообще за скобками?

"Некое подобие альманаха" - что это?

Цитата: АСПОС ОКП от 15.12.2021 20:52:38"Некое подобие альманаха" - что это?

Пытался дать определение тому, с чем сравнивается реальное изображение

Я так понимаю, что ПЗВ - ищет именно фрагмент звездного неба, в не очень широких углах. И если хотя бы части этого фрагмента нет в поле зрения датчика - то никакие координаты он не выдаст. И никаких альманахов в нем нет. Во всяком случае, я так это понял. Ну и собственно если всё было бы как Вы писали - то к чему вообще все эти режимы РНОС, РНОЗ которые в принципе не особо меняются за десятилетия?

Цитата: Gonzales от 15.12.2021 21:00:07Я так понимаю, что ПЗВ - ищет именно фрагмент звездного неба, в не очень широких углах. И если хотя бы части этого фрагмента нет в поле зрения датчика - то никакие координаты он не выдаст. И никаких альманахов в нем нет. Во всяком случае, я так это понял. Ну и собственно если всё было бы как Вы писали - то к чему вообще все эти режимы РНОС, РНОЗ которые в принципе не особо меняются за десятилетия?

Может быть. Я тоже не на столько глубок в этой теме. Однако, кроме звезд на небесной тверди есть и другие объекты, движущиеся по воле божией. И их не так уж и мало. И было бы неплохо учитывать и их движение, дабы избегать ложных данных. ИМХО, конечно.

Да я тоже не уверен на 100%. И при современных вычислительных мощностях непонятно почему не сделать, как вы писали - заложить карту всего звездного неба. Хотя может и есть такие устройства, а если нет то наверняка скоро будут.

Если не забуду, поспрашаю спецов

Цитата: BigFoot от 15.12.2021 20:55:05

Цитата: АСПОС ОКП от 15.12.2021 20:52:38"Некое подобие альманаха" - что это?

Пытался дать определение тому, с чем сравнивается реальное изображение.

Ок. В эпоху нашей юности сравнивались разносторонние треугольники звёзд, попадающих в поле зрения БОКЗ.

МДУ РБ на последнем включении отсеклась по одному из компонентов?

Цитата: BigFootЕсли не забуду, поспрашаю спецов

Ок. Поделитесь тогда информацией здесь, мне лично интересно, может и еще кому пригодится)

Цитата: Gonzales от 15.12.2021 21:17:21Да я тоже не уверен на 100%. И при современных вычислительных мощностях непонятно почему не сделать, как вы писали - заложить карту всего звездного неба. Хотя может и есть такие устройства, а если нет то наверняка скоро будут.

Разумеется, звёздный каталог присутствует в ПЗВ. Работа исправного прибора обеспечивается при направлении оси визирования в любую точку небесной сферы. Главное непопадание в поле зрения помех - элементов конструкции, Солнца, Земли и т. п.

Цитата: Gonzales от 15.12.2021 21:00:07Я так понимаю, что ПЗВ - ищет именно фрагмент звездного неба, в не очень широких углах. И если хотя бы части этого фрагмента нет в поле зрения датчика - то никакие координаты он не выдаст. И никаких альманахов в нем нет. Во всяком случае, я так это понял. Ну и собственно если всё было бы как Вы писали - то к чему вообще все эти режимы РНОС, РНОЗ которые в принципе не особо меняются за десятилетия?

Насколько помню (и если правильно помню - давно было, к стационарам отношения не имел, на эллипсах всяких и средних круговых ПЗВ тогда не слишком обсуждались) неудобство начальной солнечной ориентации по данным ПЗВ в том, что надо закладывать баллистику, которая зависит от даты запуска. Перенос запуска - замена баллистики. Закладывать в лёте ненадёжно - вдруг в связь войти не получается, а время начальной солнечной ориентации критично. Кроме того, уже на уровне прибора вызывает опасения вероятность наличия большого количества помеховых частиц. Недавнее отключение двигателя разгонного блока, отделение разгонного блока, режим успокоения КА, начальные режимы на движках, а не на маховиках/гиродинах. По крайней мере, на кадрах с МКС нередко видно, как летят разные бяки. Не знаю, насколько эти опасения принимают во внимание сейчас разработчики КА. Но в начале 80-ых были проблемы и доработки ДПЗ (датчика полярной звезды) именно по причине влияния частиц в поле зрения. Сейчас алгоритмы борьбы с этим в цифровом вычислителе на основе кадра с матрицы реализовать, конечно, проще, и надеюсь, что они лучше. При этом в ПЗВ на нынешних Лучах, например, алгоритм из ДПЗ 1982 года реализован тоже - типа, преемственность :)

Цитата: Feol от 15.12.2021 21:44:08Разумеется, звёздный каталог присутствует в ПЗВ.

Да я не особо настаивал на обратном) Просто терзали смутные сомнения))

Цитата: Feol от 15.12.2021 22:31:50Насколько помню (и если правильно помню - давно было, к стационарам отношения не имел...

Спасибо, интересно было почитать!

В ПЗВ от нынешних Лучей, которые (ПЗВ) начали разрабатывать в первой половине 2000ых годов и сняты с производства, было 5 звёздных каталогов для разных целей. В том, который используется для формирования штатной информации 1902 звезды. Там отечественный вычислитель начала 2000ых годов, при этом работоспособность обеспечивается при потере 1/2 вычислительной мощности. С ней в ПЗВ нет особых проблем.