Введение
Система управления реакцией (RCS) – это система космического аппарата, использующая двигатели для обеспечения управления ориентацией и перемещения. В качестве альтернативы для управления ориентацией могут использоваться реактивные колёса. Использование отклоненной тяги двигателя для обеспечения стабильного управления ориентацией самолета при коротком или вертикальном взлете и посадке на скоростях ниже обычных для полета с использованием крыльев, например, как у самолета Harrier ("прыгающий реактивный самолет"), также может называться системой управления реакцией. Системы управления реакцией способны обеспечивать небольшую тягу в любом желаемом направлении или комбинации направлений. RCS также способен создавать крутящий момент, позволяющий управлять вращением (креном, тангажом и рысканием). Системы управления реакцией часто используют комбинации больших и малых (верньерных) двигателей для обеспечения различной скорости реагирования.
A reaction control system (RCS) is a spacecraft system that uses thrusters to provide attitude control and translation. Alternatively, reaction wheels are used for attitude control. Use of diverted engine thrust to provide stable attitude control of a short or vertical takeoff and landing aircraft below conventional winged flight speeds, such as with the Harrier "jump jet", may also be referred to as a reaction control system. Reaction control systems are capable of providing small amounts of thrust in any desired direction or combination of directions. An RCS is also capable of providing torque to allow control of rotation (roll, pitch, and yaw). Reaction control systems often use combinations of large and small (vernier) thrusters, to allow different levels of response.
Расположение двигателей на космических аппаратах
Космическая капсула "Меркурий" и модуль возвращения "Джемини" использовали группировки сопел для обеспечения управления ориентацией. Двигатели были расположены не в центре массы, создавая тем самым крутящий момент для вращения капсулы. Капсула "Джемини" также могла корректировать траекторию возвращения, выполняя крен, который направлял ее подъемную силу. В двигателях "Меркурий" использовался монопропеллент – перекись водорода, превращавшаяся в пар при прохождении через вольфрамовую сетку, а в двигателях "Джемини" – гиперголическое топливо монометилгидразин, окисляемое тетраоксидом азота. Космический корабль "Джемини" также был оснащен гиперголической системой управления ориентацией и маневрирования, что сделало его первым пилотируемым космическим кораблем, способным осуществлять как поступательное, так и угловое перемещение. На орбите управление ориентацией достигалось за счет включения пар из восьми двигателей, расположенных по окружности адаптерного модуля в его кормовой части. Управление боковым перемещением обеспечивалось четырьмя двигателями, расположенными по окружности в передней части адаптерного модуля (вблизи центра массы космического аппарата). Два двигателя, направленных вперед, обеспечивали перемещение назад, а два двигателя, расположенные в кормовой части адаптерного модуля, – перемещение вперед, которое можно было использовать для изменения орбиты корабля. Модуль возвращения "Джемини" также имел отдельную систему управления возвращением, состоящую из шестнадцати двигателей, расположенных у основания носовой части, для обеспечения управления вращением при возвращении. Командный модуль "Аполлон" был оснащен двенадцатью гиперголическими двигателями для управления ориентацией и направленным управлением при возвращении, аналогичным системе "Джемини". Сервисный модуль "Аполлон" и лунный модуль имели по шестнадцать гиперголических двигателей R 4D, сгруппированных во внешние блоки по четыре, для обеспечения как поступательного, так и углового перемещения. Блоки располагались вблизи средних центров массы корабля и включались парами в противоположных направлениях для управления ориентацией. Пара двигателей поступательного движения расположена в кормовой части космического корабля "Союз"; противодействующие двигатели аналогично расположены в средней части корабля (вблизи центра массы), направлены наружу и вперед. Они работают парами, предотвращая вращение космического корабля. Двигатели для боковых направлений установлены вблизи центра массы космического аппарата, также попарно.
Расположение двигателей на космических самолетах
Суборбитальный X-15 и тренировочный аэрокосмический аппарат NF 104 AST, оба предназначенные для достижения высоты, на которой их аэродинамические рули становились неэффективными, заложили стандарт расположения реактивных двигателей на крылатых аппаратах, не предназначенных для стыковки в космосе, то есть на тех, которые оснащены только двигателями управления ориентацией. Двигатели управления тангажом и рысканием располагались в носовой части, перед кабиной пилота, заменяя стандартную радиолокационную систему. Двигатели управления креном располагались на законцовках крыльев. X-20, который должен был выйти на орбиту, продолжил эту схему. В отличие от них, космический шаттл Orbiter имел значительно большее количество двигателей, необходимых для управления ориентацией аппарата как в орбитальном полете, так и на начальном этапе входа в атмосферу, а также для выполнения сближения и стыковки на орбите. Двигатели шаттла были сгруппированы в носовой части и по два на кормовых блоках орбитальной маневренной системы. Никакие сопла не нарушали целостность теплозащитного экрана на нижней стороне аппарата; вместо этого носовые двигатели RCS, управляющие положительным тангажом, были установлены по бокам корпуса и наклонены вниз. Двигатели, обеспечивающие отрицательный тангаж, располагались в блоках OMS, установленных в хвостовой части.
Системы Международной космической станции
Международная космическая станция использует гироскопы с электрическим приводом для первичного управления ориентацией, а системы реактивных двигателей RCS – в качестве резервных и для усиления управления. Недостоверный источник: дата=сентябрь 2021.