Автоматизация выбора основных проектных параметров многоступенчатой ракеты Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

Проектирование и производство летательных аппаратов, космические исследования и проекты

5. Ершов М. Ю., Лепешкин И. А. Вспененный алюминий в автомобилестроении // Автомобильная промышленность. 2010. № 10. С. 36-39.

6. Авдеенко А. М., Крупин Ю. А. Сильнопористые структуры - новый класс конструкционных материалов // Тяжелое машиностроение. 2008. № 7. С. 18-21.

7. Banhart J. Manufacture, characterisation and application of cellular metals and metal foams // Progress in Materials Science. 2001. Vol. 46. P. 559-632.

8. Kovacik J., Simancik F. Comparison of zinc and aluminium foam behaviour // Kovove materially. 2004. Vol. 42. № 2. P. 79-90.

9. Крушенко Г. Г., Редькин В. Е., Ардамин В. А. Технологии получения и применение пенометаллов в технике // Проблемы разработки, изготовления и эксп-

луатации ракетно-космической и авиационной техники : материалы VI Всерос. науч.-техн. конф. Омск, 2011. С. 116-118.

10. Manufacturing of Al-Mg-Si alloy foam using calcium carbonate as foaming agent // L. E. G. Camb-ronero, J. M. Ruiz-Roman, F. A. Corpas, J. M. Ruiz Prieto // J. of Material Processing Technology. 2009. Vol. 209, № 4. P. 1803-1809.

11. Салтыков С. А. Стреометрическая метало-графия. М. : Металлургия, 1976.

12. Золотухин А. В., Садовский В. М. Численное моделирование свойств пористых металлов // Актуальные проблемы авиации и космонавтики : материалы Всерос. науч.-практ. конф. студентов, аспирантов и молодых специалистов : в 2 т. Т. 1. Красноярск, 2011. С. 138-139.

N. N. Ishenina

JSC «Academician M. F. Reshetnev «Information Satellite Systems», Russia, Zheleznogorsk

G. G. Krushenko Institute Computational Modeling SB RAS, Russia, Krasnoyarsk

MANUFACTURING AND APPLYING THE HOLLOW METAL MATERIALS

The technologies, methods and means of producing and applying the hollow metal materials in engineering are

described.

© HmeHHHa H. H., KpyiHemo r. r., 2012

УДК 629.78

В. В. Кольга, Д. А. Литвяков, А. С. Суханов

Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Россия, Красноярск

АВТОМАТИЗАЦИЯ ВЫБОРА ОСНОВНЫХ ПРОЕКТНЫХ ПАРАМЕТРОВ МНОГОСТУПЕНЧАТОЙ РАКЕТЫ

Рассматривается решение задачи выбора основных проектных параметров ракеты путем автоматизации расчета с помощью программы на ЭВМ.

Актуальным, в связи с нынешним положением дел в мире, становится процесс проектирования и конструирования ракет. Каждая современная развитая страна стремится иметь собственные средства доставки грузов не только в космос, но и в любую точку мира.

В странах Ближнего и Дальнего Востока полных ходом идут разработки баллистических ракет (БР) малой (до 1 000 км) и средней (до 5 500 км) дальностей. Например Индия успешно выполнила стрельбо-вое испытание ракеты «Агни-4» с дорожной мобильной пусковой установки дальностью 4 000 км с территории острова Вилер у побережья Одиша. Иран заявил об успешном испытании четвертого поколения управляемой ракеты «Фатех 110». Южная Корея закупит 900 новых БР малой дальности в период с 2013 по 2017 гг. Китай в июле провел успешное испытание новейшей ракеты межконтинентальной дальности

«Дунфэн-41». «Дунфэн-41» является мобильным комплексом, очень сходным по внешнему виду с российским «Тополем». В нашей стране с 2011 г. идет разработка новой жидкостной межконтинентальной баллистической ракеты (МБР). Новая ракета должна будет заменить самую тяжелую в мире баллистическую ракету Р-36М2 «Воевода», известную на Западе как 88-18 «Сатана». Предполагается, что она как «Сатана» будет шахтного базирования.

Однако научно-производственный потенциал стран направлен не только на изготовление средств доставки полезного груза (ПГ), но и на создание средств противоракетной обороны (ПРО). В этой области активные исследования и разработки проводят США, которые активно развивают ПРО «Эгида», вооруженную противоракетами 8М-2, 8М-3 и их модификациями.

Решетневскце чтения

В связи с этим остро встает вопрос разработки и создания надежных ракет и ракет-носителей. При проектировании ракеты, одной из основных проблем, возникающих перед инженером-проектировщиком, встает проблема выбора основных проектных параметров (ОПП) ракеты. Под таковыми понимаются относительные параметры конструкции ракеты, определяющие основные весовые и баллистические характеристики ракеты. Их иногда называют критериями баллистического подобия ракеты. Удобно принимать в качестве основных проектных параметров ракеты, как на жидком, так и твердом топливе, следующие величины: относительный конечный вес ракеты дк, удельный импульс тяги в пустоте /уд.п, коэффициент пустотного приращения аэ, стартовую нагрузку на тягу vo и стартовую нагрузку на мидель рм. В случае многоступенчатой ракеты каждый из названных параметров относится к отдельной ступени. Критерием рациональности основных проектных параметров является соответствие их комбинации наилучшим экономическим показателям проектируемой ракеты при заданных ее летных характеристиках. В качестве экономических показателей могут быть приняты минимальный стартовый вес ракеты или минимум стоимости одного выстрела. Под основными летными харак-

теристиками понимаются дальность полета L в случае баллистической ракеты или скорость и высота полета в конце активного участка (АУТ) траектории в случае ракет-носителей [1; 2].

В данной работе предлагается автоматизировать процесс выбора ОПП (весовой и баллистический анализ), а также расчет траектории полета. На базе методов проектирования в программном пакете Maple составляется программа, которая на основании исходных данных проводит баллистический и весовой анализы. Также рассчитывается траектория полета ракеты или ракеты-носителя и дается рекомендация к выбору аэродинамической и конструктивной компоновки. Предлагаемая программа может применяться в учебном процессе, а также на этапе эскизного и предэскизного проектирований.

Библиографические ссылки

1. Компьютерное моделирование основных проектных параметров летательных аппаратов : метод. указания / сост. В. В. Кольга, В. И. Горностаев ; Сиб. аэрокосмич. акад. Красноярск, 1998.

2. Основы проектирования ракет : учеб. пособие / Г. В. Белов, С. И. Зоншайн, А. П. Оскерко. М. : Машиностроение, 1974.

V. V. Kolga, D. A. Litvyakov, A. S. Sukhanov Siberian State Aerospace University named after academician M. F. Reshetnev, Russia, Krasnoyarsk

AUTOMATION OF THE SELECTION OF PRIMARY DESIGN PARAMETERS OF A MULTISTAGE ROCKET

The solution of the problem of choosing the main rocket design parameters by means of the calculation automation with the software is presented.

© Кольга В. В., Литвяков Д. А., Суханов А. С., 2012

УДК 629.78

Д. В. Курочкин

Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С. П. Королева (Национальный исследовательский университет), Россия, Самара

ОСОБЕННОСТИ МОДЕЛИРОВАНИЯ МЕЖПЛАНЕТНЫХ ПЕРЕЛЕТОВ С ЭЛЕКТРОРЕАКТИВНОЙ ДВИГАТЕЛЬНОЙ УСТАНОВКОЙ

Описывается метод решения задачи проектно-баллистической оптимизации межпланетных перелетов для космического аппарата (КА) с электрореактивной двигательной установкой (ЭРДУ). Получены решения краевой задачи об оптимальности управления для перелета с минимальными затратами рабочего тела при фиксированной длительности. Анализируется изменение расхода рабочего тела на перелет Земля - Марс при различных параметрах космического аппарата.

Электрореактивные двигательные установки успешно применяются как корректирующие на КА для поддержания параметров околоземной орбиты, а также как маршевые на К А для исследования планет. Эффективность использования ЭРДУ для межпланетных перелетов была доказана практически несколь-

кими современными проектами. Для таких миссий характерны малые запасы рабочего тела на борту КА, длительные сроки формирования орбит, сложные баллистические схемы перелета к целевому космическому телу, дополнительные программы исследования попутных планет при осуществлении гравитаци-