Найти в Дзене

Верификация аналитических решений

Для анализа полученных аналитических решений рассмотрим численный пример. Пусть РН имеет следующие проектно-баллистические параметры: первая ступень - безразмерные проектные параметры и коэффициенты подобия имеют следующие значения: планета Земля no=1.65; c=3.2; mko=0.99; mk1=0.303; Коэффициенты подобия A1x=6.0; A2=600; A3=0.173; A4= 1.65; A6=0.09. Параметр K1 , являющийся свободным, примем равным 21.0. Значение этого параметра оказывает существенное влияние на точность полученных решений. Его следует определять в процессе оптимизации траектории. Формула определения скорости, как было уже показано, имеет вид: Решение для скорости полета, полученное по формуле в сравнении со значениями, полученными численным интегрированием уравнений движения КСВ показано на рисунке ниже Графические зависимости высоты полета и угла наклона траектории в сравнении с расчетами, полученными при численном интегрировании, показаны на следующем рисунке ниже. Видим удовлетворительное качественное совпадение р

Для анализа полученных аналитических решений рассмотрим численный пример.

Пусть РН имеет следующие проектно-баллистические параметры:

первая ступень - безразмерные проектные параметры и коэффициенты подобия имеют следующие значения: планета Земля

no=1.65; c=3.2; mko=0.99; mk1=0.303;

Коэффициенты подобия

A1x=6.0; A2=600; A3=0.173; A4= 1.65; A6=0.09.

Параметр K1 , являющийся свободным, примем равным 21.0. Значение этого параметра оказывает существенное влияние на точность полученных решений. Его следует определять в процессе оптимизации траектории.

Формула определения скорости, как было уже показано, имеет вид:

Решение для скорости полета, полученное по формуле в сравнении со значениями, полученными численным интегрированием уравнений движения КСВ показано на рисунке ниже

Изменение скорости полета КСВ V(км/с) –численное интегрирование –  точки, в которых проводилось вычисление, сплошная кривая – формула в зависимости от текущей безразмерной массы топлива первой ступени µt1.
Изменение скорости полета КСВ V(км/с) –численное интегрирование – точки, в которых проводилось вычисление, сплошная кривая – формула в зависимости от текущей безразмерной массы топлива первой ступени µt1.

Графические зависимости высоты полета и угла наклона траектории в сравнении с расчетами, полученными при численном интегрировании, показаны на следующем рисунке ниже.

Изменение высоты полета (сплошная кривая) и угла наклона траектории первой ступени КСВ (пунктир), полученные по аналитическим зависимостям и путем численного интегрирования(цветные метки вдоль кривых).
Изменение высоты полета (сплошная кривая) и угла наклона траектории первой ступени КСВ (пунктир), полученные по аналитическим зависимостям и путем численного интегрирования(цветные метки вдоль кривых).

Видим удовлетворительное качественное совпадение результатов.

В приводимой ниже таблице показаны численные значения результатов расчетов по формулам аналитической теории и путем численного интегрирования системы уравнений движения.

-4

Для интегральной оценки точности полученных решений проведем вычисление среднеквадратического отклонения соответствующих траекторных параметров, полученных расчетом по аналитическим зависимостям и численным интегрированием, пользуясь данными таблицы по формуле:

-5

При N=7 для скорости полета имеем: DV=0.045. Аналогичные характеристики для высоты полета Dh=0.097, для угла наклона траектории Dq=0.089 , что указывает на хорошую точность результатов аналитических расчетов для участка гравитационного разворота траектории.