Реактивная система управления

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

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

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.)