Читайте предыдущую статью: Гравитационный маневр
Ну, а с маневрами, связанными с изменением не только формы, но и пространственного положения орбиты, дело обстоит еще хуже. В общем виде эти задачи формулируются точно так же, как для плоских переходов. Единственное отличие состоит в том, что начальная и конечная орбиты уже не лежат в одной плоскости, а образуют некую пространственную конфигурацию.
Ввиду значительных трудностей число исследований пространственных (апсидальных) переходов находится в заметном меньшинстве. Выполненные для узкого, частного порядка переходов, они сразу же поражают неожиданностью решений.
В качестве примера рассмотрим маневр поворота плоскостью орбиты. Простейший способ поворота заключается в прияожег нии импульса скорости на линии пересечения (т.е. в узле) начальной и конечной орбит. Нетрудно видеть, что для типичных геоцентрических орбит потребный импульс скорости будет быстро возрастать с увеличением угла между плоскостями орбит, так что при угле 60° импульс скорости становится равным скорости полета по орбите около 8 км/секунду.
В общем случае аэродинамический маневр позволяет решить целый ряд и других задач, а не только поворот плоскости орбиты. Космический аппарат, ныряя в атмосферу планеты, на время превращается в гиперзвуковой самолет, способный маневрировать в соответствии со всеми законами аэродинамики.
Аэродинамическим маневром принято называть управляемое движение КА(космического аппарата) в плотных слоях атмосферы Земли, предназначенное для изменения параметров орбиты при помощи аэродинамических сил. Применение аэродинамического маневра расширяет маневренные возможности космического аппарата, обладающего несущими свойствами, и во многих случаях дает энергетическое превосходство над маневром с помощью ракетных двигателей.
Осуществление аэродинамического маневра возможно, если придать космическому аппарату специальную форму, обеспечивающую возникновение подъемной силы, как у летящего самолета, а также применить специальную теплозащиту наружной поверхности и теплоизоляцию внутренних частей. Естественно, что это ведет к утяжелению конструкции. Поэтому превосходство аэродинамического маневра над маневром с помощью ракетных двигателей обеспечивается только при условии, что утяжеление конструкции КА(космического аппарата) будет меньше веса топлива, потребного для выполнения аналогичного маневра.
Аэродинамический маневр может преследовать различные цели: изменить пространственное положение плоскости орбиты, искривить траекторию снижения в атмосфере для регулировки дальности спуска или бокового отклонения при посадке в заданном районе земной поверхности, расширить коридор входа в атмосферу, изменить период обращения или другие орбитальные элементы с целью перейти на новую заданную орбиту. Словом, аэродинамический маневр представляет интересные возможности в осуществлении управляемого полета.
Обычно различают четыре типа аэродинамического маневра:
-Поворот орбитальной плоскости;
-Предпосадочный маневр на возвращение;
-Входной маневр.
Поворот орбитальной плоскости может выполняться в случае необходимости изменить положение ее в пространстве, чтобы пройти над заданным районом поверхности вращающейся планеты или перейти с одной заданной >трассы на другую. При этом изменяются долгота восходящего узла и наклонение плоскости орбиты.
В упрощенном виде рассматриваемый маневр включает четыре этапа. На первом этапе космический аппарат сходит с начальной орбиты и входит в атмосферу планеты. Обычно в качестве условной границы атмосферы принимают высоту 90—100 км, хотя, как познакомимся дальше, существуют определенные признаки отсчета начала влияния атмосферы.
Сход с орбиты осуществляется с помощью двигательной установки по эллипсу Гомана, чем обеспечиваются малые углы входа и облегчается управление на начальном этапе маневрирования.
На втором этапе благодаря использованию аэродинамических сил прекращается снижение (летчики говорят выравнивание), аппарат переходит в горизонтальный полет с постоянно уменьшающейся скоростью и одновременно начинает разворот (вправо или влево). Разворот может выполняться в одном из двух режимов — полете с постоянным углом крена, а также в движении по малому кругу, когда угол наклона регулируют так, чтобы траектория была по кругу, лежащей над поверхностью Земли. Такое управление понижает высоту полета, и, может быть, по этой причине такой метод управления не нашел распространения.