Проблема оптимального управления величиной тяги реального электроракетного двигателя

Abstract

Досліджується ефективність трьох способів керування величиною тяги маршевого електричного ракетного двигуна (ЕРД) міжорбітального транспортного апарата. Бортовим джерелом енергії для ЕРД є сонячна батарея. Порівнюються класичні концепції ЕРД з регульованою і нерегульованою за величиною тягою з двигуном з регульованою кусково-постійною тягою. На цікавих з практичної точки зору прикладах міжорбітальних переходів в обчислювальному експерименті підтверджено можливість для двигуна третього типу такого режиму керування, який мало відрізняється за ефективністю від оптимального керування двигуном з регульованою тягою, але зберігає простоту практичної реалізації закону керування, властиву класичному релейному керуванню нерегульованого двигуна з можливістю багаторазового включення.

A study is conducted of the effectiveness of three methods for controlling the thrust value of the electric rocket engine (ERE) of an orbit-to-orbit transport vehicle. On-board energy source for ERE is a solar battery. Classical concepts of ERE with regulated and unregulated thrust value are compared with the engine with variable piecewise-constant thrust. Using the examples of interorbital transfers of practical interest in the numerical experiment for the engine of the third type the possibility is confirmed of such a control regime that does not differ significantly in effectiveness from the optimal control of the engine of regulated thrust value, but retains the simplicity of implementation of the control law, inherent in classic flicker control of unregulated engine with the possibility of multiple turns on.