Der Rendezvousvorgang zweier Raumfahrzeuge wird allgemein in eine Folge von Flugphasen aufgeteilt. Diese Flugphasen unterscheiden sich in den Zielen, Eigenschaften und angewandten Steuerungsmethoden. Anhand von Simulationsergebnissen wurde festgestellt, daß die Rendezvouszeiten der Steuerungsstrategie 1 mit variablem Steuerwinkel, der Steuerungsstrategie 2 mit schwenkbar gelagertem Triebwerk und der Steuerungsstrategie 3 mit starren Triebwerken keine großen Abweichungen voneinander aufweisen, wenn diese verschiedenen Steuerungssysteme jeweils optimal ausgelegt wurden. Der spezifische Kraftstoffverbrauch ist bei den drei genannten Steuerungsstrategien nahezu gleich. Das Antriebssystem mit starren Triebwerken bietet aber konstruktive Vorteile gegenüber den beiden anderen Antriebssystemen. Beim Antriebssystem mit variablem Steuerwinkel muß der Steuerwinkel nämlich kontinuierlich während des gesamten Rendezvousvorganges verändert werden. Die kontinuierliche Änderung der Schubrichtung während des gesamten Rendezvousvorganges ist technisch nicht einfach realisierbar. Bei starren Triebwerken besitzt die zeitoptimale Steuerungsstrategie gegenüber impulsartigen Steuerungsstrategien den Vorteil, daß man den Rendezvousvorgang mit viel kleineren Triebwerken durchführen kann. Ein weiterer Vorteil der zeitoptimalen Steuerungsstrategie ist es, daß die Anfangs- und Endbedingungen unabhängig von der Triebwerksgröße frei wählbar sind. Bei den impulsartigen Steuerungsstrategien muß die Triebwerksgröße hingegen genau an die Anfangs- und Endbedingungen angepaßt sein, da andernfalls das Ziel nicht erreicht wird. Bei der zeitoptimalen Steuerungsstrategie mit starren Triebwerken konnte festgestellt werden, daß der Treibstoffverbrauch um so geringer ist, je kleiner die verwendeten Triebwerke sind.
Optimaler Rendevouz- und Andockvorgang zweier Raumflugkörper
1997
19 Seiten, 13 Bilder, 1 Tabelle, 1 Quelle
Aufsatz (Konferenz)
Deutsch
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