<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.3 20210610//EN" "JATS-journalpublishing1-3.dtd">
<article article-type="research-article" dtd-version="1.3" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xml:lang="ru"><front><journal-meta><journal-id journal-id-type="publisher-id">novtexmech</journal-id><journal-title-group><journal-title xml:lang="ru">Мехатроника, автоматизация, управление</journal-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Mekhatronika, Avtomatizatsiya, Upravlenie</trans-title></trans-title-group></journal-title-group><issn pub-type="ppub">1684-6427</issn><issn pub-type="epub">2619-1253</issn><publisher><publisher-name>Commercial Publisher «New Technologies»</publisher-name></publisher></journal-meta><article-meta><article-id pub-id-type="doi">10.17587/mau.18.564-571</article-id><article-id custom-type="elpub" pub-id-type="custom">novtexmech-471</article-id><article-categories><subj-group subj-group-type="heading"><subject>Research Article</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="ru"><subject>УПРАВЛЕНИЕ В АВИАКОСМИЧЕСКИХ И МОРСКИХ СИСТЕМАХ</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="en"><subject>CONTROL IN AEROSPACE SYSTEMS</subject></subj-group></article-categories><title-group><article-title>Вероятность захвата резонанс асимметричной капсулы при управляемом спуске в атмосфере Марса</article-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Probability of a Resonance Capture for an Asymmetric Capsule During its Controlled Descent in the Martian Atmosphere</trans-title></trans-title-group></title-group><contrib-group><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Любимов</surname><given-names>В. В.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Lyubimov</surname><given-names>V. V.</given-names></name></name-alternatives><email xlink:type="simple">vlubimov@mail.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Куркина</surname><given-names>Е. В.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Kurkina</surname><given-names>E. V.</given-names></name></name-alternatives><email xlink:type="simple">ekaterina.kurkina@mail.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib></contrib-group><aff-alternatives id="aff-1"><aff xml:lang="ru">Самарский национальный исследовательский университет имени академика С. П. Королева<country>Россия</country></aff><aff xml:lang="en">Samara University<country>Russian Federation</country></aff></aff-alternatives><pub-date pub-type="collection"><year>2017</year></pub-date><pub-date pub-type="epub"><day>28</day><month>08</month><year>2018</year></pub-date><volume>18</volume><issue>8</issue><fpage>564</fpage><lpage>571</lpage><permissions><copyright-statement>Copyright &amp;#x00A9; Commercial Publisher «New Technologies», 2018</copyright-statement><copyright-year>2018</copyright-year><copyright-holder xml:lang="ru">Commercial Publisher «New Technologies»</copyright-holder><copyright-holder xml:lang="en">Commercial Publisher «New Technologies»</copyright-holder><license xlink:href="https://mech.novtex.ru/jour/about/submissions#copyrightNotice" xlink:type="simple"><license-p>https://mech.novtex.ru/jour/about/submissions#copyrightNotice</license-p></license></permissions><self-uri xlink:href="https://mech.novtex.ru/jour/article/view/471">https://mech.novtex.ru/jour/article/view/471</self-uri><abstract><p>Рассматривается спуск космического аппарата в виде капсулы с малой управляемой аэродинамической и неизменной массовой асимметриями в атмосфере Марса. Оценивается вероятность захвата и прохода динамической системы через резонанс при немалых значениях угла атаки. Показывается, что переход от ортогонального к компланарному сочетанию асимметрии способствует существенному уменьшению вероятности захвата в резонанс.</p></abstract><trans-abstract xml:lang="en"><p>The authors consider a descent of a spacecraft capsule with small controlled aerodynamic and constant mass asymmetries in the Martian atmosphere. The aerodynamic asymmetries of the capsule are due to two controlled surfaces, which have two positions: closed and open ones. As is faown, small mass and aerodynamic asymmetries of the capsule can lead to various types of resonance phenomena and effects. It should be noted that the cause of the accidents during an atmospheric descent of a spacecraft may be a resonance capture, which leads to a significant increase of the angle of attach. The purpose of this wo^ is to provide analysis and estimation of the probability of a principal resonance capture of a capsule with small variable mass and aerodynamic asymmetries resulting in arbitrary angles of attacL The theoretical significance of this wo^ is an approximate analytical estimation of the probability of a principal resonance capture. This estimation of the probability of a resonance capture is expressed in the terms of the elementary functions. Of practical interest is implementation of a controllable transition to the coplanar combination of the asymmetries for the capsules having an orthogonal combination of the asymmetries during a reentry. This transition may be implemented according to the introduced control law. Calculation of the probability of a resonance capture is considered on the example of the problem of the atmospheric descent of a capsule with the mass-inertial characteristics similar to the Mars Polar Lander spacecraft. The authors demonstrate that a transition from the orthogonal to the coplanar combination of the asymmetries contributes to a significant reduction of the probability of a resonance capture. The presented estimates can be used for calculation of the probability of capture or passage through a principal resonance during a descent of a spacecraft in the atmosphere of any planet.</p></trans-abstract><kwd-group xml:lang="ru"><kwd>капсула</kwd><kwd>атмосфера</kwd><kwd>асимметрия</kwd><kwd>управление</kwd><kwd>резонанс</kwd><kwd>оценка</kwd><kwd>вероятность</kwd><kwd>Марс</kwd><kwd>capsule</kwd><kwd>atmosphere</kwd><kwd>asymmetry</kwd><kwd>control</kwd><kwd>resonance</kwd><kwd>estimation</kwd><kwd>probability</kwd><kwd>Mars</kwd></kwd-group></article-meta></front><back><ref-list><title>References</title><ref id="cit1"><label>1</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Li S., Jiang X. Review and prospect of guidance and control for Mars atmospheric entry // Journal Progress in Aerospace Sciences. 2014. Vol. 69. P. 40-57.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Li S., Jiang X. Review and prospect of guidance and control for Mars atmospheric entry // Journal Progress in Aerospace Sciences. 2014. Vol. 69. P. 40-57.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit2"><label>2</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Seiff A. Structure of the atmosphere of Mars and Venus below 100 kilometers // Advances of Space Research. 1987. Vol. 7. N. 12. P. 5-16.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Seiff A. Structure of the atmosphere of Mars and Venus below 100 kilometers // Advances of Space Research. 1987. Vol. 7. N. 12. P. 5-16.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit3"><label>3</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Keating G. M. The structure of the upper atmosphere of Mars: In situ accelerometer measurements from Mars Global Surveyor // Science. 1998. Vol. 279. N. 5357. P. 1672-1676.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Keating G. M. The structure of the upper atmosphere of Mars: In situ accelerometer measurements from Mars Global Surveyor // Science. 1998. Vol. 279. N. 5357. P. 1672-1676.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit4"><label>4</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Lorenz R. Attitude and angular rates of planetary probes during atmospheric descent: Implications for imaging // Journal Planetary and Space Science. 2010. Vol. 58. P. 838-846.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Lorenz R. Attitude and angular rates of planetary probes during atmospheric descent: Implications for imaging // Journal Planetary and Space Science. 2010. Vol. 58. P. 838-846.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit5"><label>5</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Dai J., Xia Y. Mars atmospheric entry guidance for reference trajectory tracking // Aerospace Science and Technology. 2015. Vol. 45. P. 335-345.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Dai J., Xia Y. Mars atmospheric entry guidance for reference trajectory tracking // Aerospace Science and Technology. 2015. Vol. 45. P. 335-345.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit6"><label>6</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Дивеев А. И., Шмалько Е. Ю. Метод аппроксимации кривыми Безье для решения задачи оптимального управления посадкой космического аппарата / Под ред. чл.-корр. РАН Ю. С. Попкова. М.: ИСА РАН. 2007. Т. 31 (1). С. 8-13.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Дивеев А. И., Шмалько Е. Ю. Метод аппроксимации кривыми Безье для решения задачи оптимального управления посадкой космического аппарата / Под ред. чл.-корр. РАН Ю. С. Попкова. М.: ИСА РАН. 2007. Т. 31 (1). С. 8-13.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit7"><label>7</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Белоконов В. М., Заболотнов М. Ю. Оценка вероятности захвата в резонансный режим движения космического аппарата при спуске в атмосферу // Космические исследования. 2002. Т. 40. № 5. С. 503-514.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Белоконов В. М., Заболотнов М. Ю. Оценка вероятности захвата в резонансный режим движения космического аппарата при спуске в атмосферу // Космические исследования. 2002. Т. 40. № 5. С. 503-514.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit8"><label>8</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Lyubimov V. V. Dynamics and Control of Angular Acceleration of a Re-Entry Spacecraft with a Small Asymmetry in the Atmosphere in the Presence of the Secondary Resonance Effect // International Siberian Conference on Control and Communications. 2015. P. 1-4.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Lyubimov V. V. Dynamics and Control of Angular Acceleration of a Re-Entry Spacecraft with a Small Asymmetry in the Atmosphere in the Presence of the Secondary Resonance Effect // International Siberian Conference on Control and Communications. 2015. P. 1-4.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit9"><label>9</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Любимов В. В. Асимптотический анализ вторичных резонансных эффектов при вращении космического аппарата с малой асимметрией в атмосфере // Известия вузов. Авиационная техника. 2014. № 3. С. 23-28.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Любимов В. В. Асимптотический анализ вторичных резонансных эффектов при вращении космического аппарата с малой асимметрией в атмосфере // Известия вузов. Авиационная техника. 2014. № 3. С. 23-28.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit10"><label>10</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Бобылев А. В., Ярошевский В. А. Оценка условий захвата в режим резонансного вращения неуправляемого тела при спуске в атмосферу // Космические исследования. 1999. Т. 37. № 5. С. 515-523.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Бобылев А. В., Ярошевский В. А. Оценка условий захвата в режим резонансного вращения неуправляемого тела при спуске в атмосферу // Космические исследования. 1999. Т. 37. № 5. С. 515-523.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit11"><label>11</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Любимов В. В. Оценка вероятности захвата в резонанс при движении динамически несимметричного твердого тела в атмосфере // Весник Самарского гос. техн. ун-та. Сер.: Физ.-мат. науки. 2007. № 2 (15). С. 110-115.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Любимов В. В. Оценка вероятности захвата в резонанс при движении динамически несимметричного твердого тела в атмосфере // Весник Самарского гос. техн. ун-та. Сер.: Физ.-мат. науки. 2007. № 2 (15). С. 110-115.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit12"><label>12</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Заболотнов Ю. М. Метод исследования резонансного движения одной нелинейной колебательной системы // Известия РАН. Механика твердого тела. 1999. Вып. 1. С. 33-45.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Заболотнов Ю. М. Метод исследования резонансного движения одной нелинейной колебательной системы // Известия РАН. Механика твердого тела. 1999. Вып. 1. С. 33-45.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit13"><label>13</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Заболотнов Ю. М. Асимптотический анализ квазилинейных уравнений движения в атмосфере КА с малой асимметрией I // Космические исследования. 1993. Т. 31. № 6. С. 39-50.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Заболотнов Ю. М. Асимптотический анализ квазилинейных уравнений движения в атмосфере КА с малой асимметрией I // Космические исследования. 1993. Т. 31. № 6. С. 39-50.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit14"><label>14</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Ярошевский В. А. Движение неуправляемого тела в атмосфере. М.: Машиностроение, 1978. 168 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Ярошевский В. А. Движение неуправляемого тела в атмосфере. М.: Машиностроение, 1978. 168 с.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit15"><label>15</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Нейштадт А. И. Усреднение, прохождение через резонансы и захват в резонанс в двухчастотных системах // Успехи математических наук. 2014. № 419. С. 3-80.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Нейштадт А. И. Усреднение, прохождение через резонансы и захват в резонанс в двухчастотных системах // Успехи математических наук. 2014. № 419. С. 3-80.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit16"><label>16</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Mars Polar Lander. URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/ Mars_Polar_Lander.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Mars Polar Lander. URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/ Mars_Polar_Lander.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit17"><label>17</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Заболотнов Ю. М., Любимов В. В. Вторичный резонансный эффект при движении КА в атмосфере // Космические исследования. 1998. Т. 36. № 2. С. 206-214.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Заболотнов Ю. М., Любимов В. В. Вторичный резонансный эффект при движении КА в атмосфере // Космические исследования. 1998. Т. 36. № 2. С. 206-214.</mixed-citation></citation-alternatives></ref></ref-list><fn-group><fn fn-type="conflict"><p>The authors declare that there are no conflicts of interest present.</p></fn></fn-group></back></article>
