Реактивная система управления

Реактивная система управления (англ. Reaction Control System, RCS) — система двигателей ориентации, предназначенная для управления пространственным положением корабля и/или выполнения манёвров в космическом пространстве.

Передний ряд двигателей RCS на носовой части фюзеляжа орбитера «Спейс шаттл»

Реактивная система управления на корабле «Спейс шаттл»

Система двигателей ориентации, установленная на американском многоразовом космическом корабле «Спейс шаттл» состоит из набора небольших ракетных двигателей, которые подразделяются на передний и задний ряды. Передний ряд размещён в носовой части фюзеляжа аппарата и состоит из 14 основных и 2 верньерных двигателей, а задний в двух блоках OMS/RCS на хвостовой части, вместе c двигателями системы орбитального маневрирования и состоит из 12 основных и двух верньерных двигателей^{[прояснить]} на каждом блоке OMS/RCS.

Двигатели реактивной системы управления работают на самовоспламеняющейся паре монометилгидразин/азотный тетраоксид. Топливо и окислитель подаются в камеру сгорания под действием давления газообразного гелия, подающегося из двух гелиевых баков.

Основные двигатели рассчитаны приблизительно на 100 полётов и способны выдержать почти 20 000 запусков и 12 800 секунд суммарного времени работы, тяга одного двигателя составляет 387 Н в вакууме, отношение окислителя к топливу может составлять от 1,6 до 1, давление в камере сгорания 10,48 бар. Они могут работать в режиме устойчивой тяги от одной до 150 секунд максимум, при этом непрерывная работа в ходе одного полёта может составлять 800 секунд максимум, для заднего ряда RCS вместе с X-двигателями, и, максимум 300 секунд для переднего ряда RCS без X-двигателей, также как в импульсном режиме с минимальным временем импульса тяги от 0,08 секунд, выше 38,1 км над поверхностью Земли. Большое количество основных двигателей обеспечивает достаточное резервирование. Степень расширения основных двигателей RCS варьируется от 22:1 до 30:1.

Повторное использование верньерных двигателей зависит от сроков эксплуатации камер сгорания. Они способны выдержать 330 000 запусков и 12 800 секунд суммарного времени работы. Верньерные двигатели могут работать в режиме максимальной устойчивой тяги от одной до 125 секунд максимум, также как в импульсном режиме с минимальным временем импульса тяги от 0,08 секунд. Верньерные двигатели используются для тонкого управления положением корабля и для долговременной стабилизации пространственного положения. Их степень расширения варьируется от 20:1 до 50:1. Верньерные двигатели не дублируются.

См. также

• Система орбитального маневрирования МТКК Спейс шаттл
• Multiple Kill Vehicle

Ссылки

• Nsts 1988 News Reference Manual (Описание системы RCS)  (англ.) Архивная копия от 1 сентября 2019 на Wayback Machine на сайте NASA
• Двигательные и энергетические установки космических аппаратов: Введение в специальность. Часть 4.

Литература

• Adler S., Warshavsky A., Peretz A. Low-Cost Cold-Gas Reaction Control System for the Sloshsat FLEVO Small Satellite //Journal of spacecraft and rockets. – 2005. – Т. 42. – №. 2. – С. 345-351.  (англ.)
• Zhou Y., Huang Y. M., Sun C. Z. Control technology based on pulse width modulation of RCS //Information and Electronic Engineering. – 2012. – Т. 10. – №. 4. – С. 446-450.  (англ.)
• Sakamoto A. et al. Nonlinear model predictive control for large angle attitude maneuver of spacecraft with rw and rcs //2016 IEEE 55th Conference on Decision and Control (CDC). – IEEE, 2016. – С. 3202-3209.  (англ.)
• Okada H. et al. RCS measurement of a scale model rocket //2008 International Workshop on Antenna Technology: Small Antennas and Novel Metamaterials. – IEEE, 2008. – С. 558-561.  (англ.)
• Arnett G. M. Lunar excursion module RCS engine vacuum chamber contamination study. – 1969.  (англ.)
• Francis B. A. Analysis of firepond IR RCS data on rocket model. – MASSACHUSETTS INST OF TECH LEXINGTON LINCOLN LAB, 1977.  (англ.)
• Xu Z., He M., Tang S. Air-launching rocket attitude control for separation stage based on RCS //Flight Dynamics. – 2011. – Т. 29. – №. 2. – С. 70-73.  (англ.)
• Yaogai H. et al. Numerical analysis on electron density and RCS of rocket plume flow field //Journal of Huazhong University of Science and Technology (Natural Science Edition). – 2014.  (англ.)