CC BY
24
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
Авиационная и ракетно-космическая
техника
В. В. МАРКЕЛОВ, А. Ю.АЛЛЕ, П. В. ВОЙЦЕХОВИЧ, А. П. ДУБОНОСОВ, В. Н. БЛИНОВ Конструкторское бюро «Полет», г. Омск
КОНСТРУКТОРСКОЕ БЮРО «ПОЛЕТ»: ОПЫТ ОБЕСПЕЧЕНИЯ КОММЕРЧЕСКИХ ЗАПУСКОВ КОСМИЧЕСКИХ АППАРАТОВ РАКЕТОЙ-НОСИТЕЛЕМ «КОСМОС-ЗМ»
29 АПРЕЛЯ Ш9 ГОДА С ПОЛИГОНА «КАПУСТИН ЯР» РОССИЙСКОЙ РАКЕТОЙ-НОСИТЕЛЕМ «КОСМОС-ЗМ» ПРОИЗВЕДЕН УСПЕШНЫЙ КОММЕРЧЕСКИЙ ЗАПУСК ДВУХ КОСМИЧЕСКИХ АППАРАТОВ (КА): ГЕРМАНСКОГО eABRDCAS» И ИТАЛЬЯНСКОГО eMEGSAT». ЗАПУСК СПУТНИКОВ ОСУЩЕСТВЛЕН В РАМКАХ СОТРУДНИЧЕСТВА ПРОИЗВОДСТВЕННОГО ОБЪЕДИНЕНИЯ «ПОЛЕТ» С ГЕРМАНСКОЙ ФИРМОЙ вОНВ-SYSTEM GMBH».
На протяжении 30 лет ракета-носитель «Космос-Эм» используется для выведения КА различного назначения и является одной из самых надежных в мире ракегт в своем классе. Из 740 пусков ракеты-носителя серии "Космос" только 19 закончились неудачно.
Ракета-носитель "КосмооЗМ" обеспечивает запуски КА массой до 1500 кг на круговые и эллиптические орбиты высотой от 400 до 1700 км.
Запуски РН "Космос-ЗМ" производятся с космодрома "Плесецк" на орбиты с наклонениями 66,74 и 83 градуса и вновь осваиваемыми наклонениями 87-68 градусов, обеспечивающими выведение на околополярные орбиты, и с полигона "Капустин Яр° - на орбиты с наклонениями 48,5 градуса. На рис. 1 показан стартовый комплекс ракеты-носителя на полигоне "Плесецк", на рис. 2 - пуск ракеты-носителя "Космос-ЗМ".
Ракета-носитель "Космос-ЗМ" была разработана на базе баллистической ракеты 88-4, используемой в качестве 1-й ступени, со специально разработанной 2-й ступенью с двукратным включением двигательной установки. РН "Космос-ЗМ' изготавливается производственным объединением "Полет" с 1968 года.
Запуски иностранных КА с помощью ракеты-носителя "Космос-ЗМ" начались в 70-х годах. По программе международного сотрудничества были запущены индийские КА-АгувЫтаТа", "ВЬаБкага-Г, "ВИавкага-г", французский
КА "Signe-З". В 90-х годах с помощью ракеты-носителя "Космос-ЗМ" был произведен ряд попутных запусков зарубежных малых КА: американских "Faisat-Г и "Faisat-2V", шведских "Astrid-1" и "Astrid-2", мексиканского "Unamset-B".
В1999 году готовятся коммерческие запуски с космодрома "Плесецк" космических аппаратов "Champ", "Мйа", "Bird" в рамках сотрудничества с германской фирмой "OHB-System" и американского КА "Quick Bird".
Конструкторская увязка космических аппаратов с ракетой-носителем "Космос" производится конструкторским бюро "Полет" - дочерним предприятием Омского производственного объединения "Полет". Конструкторское бюро "Полет" является одним из ведущих предприятий космической отрасли России и имеет большой опыт работ в ракетно-космической отрасли. Наиболее существенными из разработок КБ "Полет" являются:
• создание в рамках международного сотрудничества по программе "Мир-2" высотных зондов с вертикальным запуском для исследований Солнца и верхних слоев земной атмосферы, проведения научных и технологических экспериментов в космосе;
• разработка конструкторской документации на КА космических систем "Цикада" и "Коспас";
• разработка конструкторской документации на КА космической навигационной системы «Глонасс»
■ разработка модификации ракеты-носителя «Космос-ЗМ» - экспериментальной ракеты-носителя «Космос-ЗМР» и проведение в течение длительного времени большого количества экспериментальных пусков в интересах отработки средств специального бортового и наземного оснащения;
■ авторское сопровождение производства ракеты-но-ситетя «Космос-ЗМ» и «Космос-ЗМР», ряда боевых ракет, участие в освоении и сопровождение производства самого мощного в мире двигателя 11Д520, ряда отсеков и систем многоразовой космической транспортной системы «Энергия», орбитального корабля «Буран» и др. ;
■ совместная разработка российско-американского КА «Faisat-2V»;
■ адаптация и обеспечение попутных запусков на ракете-носителе «Космос-ЗМ» шведских КА «Astrid», американских КА «Faisat», мексиканского - «Unamsat-B»;
■ адаптация и подготовка к запуску на ракете-носителе «Космос» германских КА «Abrixas», «Champ», итальянского КА «MegSat» и др. ;
■ проектирование ракетно-космического комплекса легкого класса на нетоксичных компонентах топлива: разработаны 6 модификаций ракеты-носителя на компонентах топлива «жидкий кислород - керосин», «жидкий кислород -жидкий водород», «жидкий кислород - жидкий метан», комбинированная ракета-носитель с твердотопливным ускорителем, с различными комбинациями двигательных установок, с грузоподъемностью от 3 до 4,5 тонны на стандартную опорную орбиту; проект прошел ведомственную защиту и получил одобрение в МО и РКА;
■ проведение работ по модернизации ракеты-носителя «Космос-ЗМ», связанных с заменой систем управления и телеизмерений, улучшением характеристик и сервисных возможностей РН (выпущена КД, начаты изготовление и наземная экспериментальная отработка); работа проводилась в кооперации с ведущими предприятиями отрасли, и при сравнительно небольших затратах обеспечивает эксплуатацию ракеты-носителя «Космос-ЗМ» до 2005-2010 года, т.е. до начала эксплуатации перспективных ракетных комплексов.
КБ «Полет» имеет большой опыт решения навигационных задач и управления КА, в том числе КА зарубежных заказчиков. Для разработки КА КБ «Полет» создало и поддерживает кооперацию предприятий-соисполнителей по системам и агрегатам. Создана кооперация и для проведения модернизации ракеты-носителя «Космос-ЗМ». В процессе многолетней деятельности КБ «Полет» поддерживало тесные производственные и творческие контакты с НПО «Энергия» им. С. П. Королева, НПО «Энергомаш» им. В. П. Глушко, НПО им. С. М. Лавочкина, НПО прикладной механики, ГРЦ им. В. П. Макеева, КБ «Южное», Московским институтом теплотехники и другими ведущими предприятиями - разработчиками РКК и КА.
Конструкторское бюро «Полет», несмотря на сложные экономические условия последних лет, сохранило основные
кадры высококвалифицированных специалистов. В коллективе КБ подготовлено 4 доктора технических наук, около 20 кандидатов технических наук. Три бывших сотрудника КБ избраны действительными членами различных Академий наук. № «Полет» оснащено современной вычислительной и множительной техникой и способно вести разработку ракетно-космической техники высокого уровня сложности.
Коммерческие запуски зарубежных КА проводятся как целевые, так и попутные. Для попутных запусков КА разработаны следующие компоновочные схемы блока полезной нагрузки:
■ последовательная схема с установкой попутного КА на основной КА;
■ параллельная схема с установкой КА параллельно основному КА при помощи специально разработанной платформы, монтируемой на раме полезной нагрузки ракеты-носителя; «
■ схема с установкой попутного и основного КА на специально разработанный нестделяемый от ракеты-носителя адаптер, в состав которого входят системы отделения КА.
Первые две схемы подтвердили свою эффективность в ходе запусков зарубежных коммерческих КА. Адаптер для реализации третьей схемы прошел полный цикл наземных испытаний и будет использован при запуске КА «Champ», «Mite», «Bind».
При подготовке запусков зарубежных КА конструкторским бюро «Попет» производится их полная адаптация к ракете-носителю, включающая:
■ разработку специальных адаптеров для КА, имеющих посадочные места, отличающиеся от стыковочных узлов ракеты-носителя;
■ разработку систем отделения основных и попутных
КА;
■ обеспечение электрических и механических связей;
■ согласование динамических характеристик КА и ракеты-носителя;
■ обеспечение электромагнитной совместимости КА с ракетой-носителем и наземными системами космодрома;
■ обеспечение заданных параметров собственной внешней атмосферы ракеты-носителя;
■ обеспечение заданных параметров температурно-влажностных режимов и параметров чистоты под головным аэродинамическим обтекателем на всех этапах эксплуатации;
■ баллистическое обеспечение пусков ракеты-носителя и измерение навигационных параметров;
■ обеспечение полной подготовки ракеты-носителя «Космос-ЗМ» с КА к пуску и др.
Для обеспечения надежности запусков зарубежных КА КБ «Полет» проводит следующие работы:
■ разработку и поставку разработчикам КА полномас
штабных макетов механического и электрического интерфейсов для отработки стыковочных узлов ракеты-носителя и КА;
• проведение конструкторско-технологичвских испытаний на полномасштабных макетах для отработки технологии сборки блоков полезной нагрузки и контроля достаточности зазоров с головным обтекателем;
• проведение виброиспытаний сборок с установленными полномасштабными макетами КА для отработки прочности конструкции платформ и адаптеров;
• отработку систем отделения КА и др. Для наземной экспериментальной отработки КА и их систем в основном используется экспериментальная база ПО "Полет", включающая в себя вибростенды, вакуумные и тепловые камеры, стенды обеззешивания, служащие для отработки систем отделения, систем раскрытия панелей СБ. антенн и другое испытательное оборудование.
Накопленный опыт по обеспечению коммерческих запусков зарубежных КА ракетой-носителем "Космоо-ЗМ" и проведенные успешные запуски зарубежных КА являются залогом дальнейшего развития сотрудничества на международно?.! рынке космических услуг.
МАРКЕЛОВ Виктор Викторович • главный конструктор КБ «Полет».
АЛЛЕ Александр Юльевич - главный конструктор направления КБ "Полет".
ВОЙЦЕХОВИЧ Петр Владимирович • начальник отделения КБ "Полет*.
ДУБОНОСОВ Анатолий Павлович • начальник сектора КБ'Полет'.
БЛИНОВ Виктор Николаевич -начальник сектора КБ " Полет", Кандидат технических наук.
5 апреля 1999 г.
! I
¡5
Л. В. КОМАРЕВИЧ, Д. В. ГРИЦЕНКО, к. В. ГОРОХОВ, Л. В. МАКАРОВА
ОмГТУ, кафедра "АУ"
УД1Ш-192
ОЦЕНКА КАЧЕСТВА ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ СЛОЖНОЙ СИСТЕМЫ ЛА ПО РЕЗУЛЬТАТАМ ИСПЫТАНИЙ
НА СОВРЕМЕННОМ ЭТАПЕ РАЗВИТИЯ ТЕХНИКИ УДЕЛЯЕТСЯ ОСОБО ВАЖНОЕ ВНИМАНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ (ЛА). В СТАТЬЕ ОПИСЫВАЕТСЯ ВОЗМОЖНОСТЬ РАСПРОСТРАНЕНИЯ МЕТОДИКИ ОЦЕНКИ ПАРАМЕТРОВ ЭФФЕКТИВНОСТИ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ, РАЗРАБОТАННОЙ ДЛЯ СЛОЖНЫХ СИСТЕМ ДЛИТЕЛЬНОГО ДЕЙСТВИЯ БЕЗ ВОССТАНОВЛЕНИЙ, ОПИСЫВАЕМЫХ МОДЕЛЯМИ УШАКОВА ИЛ., НА СЛОЖНЫЕ СИСТЕМЫ ДЛИТЕЛЬНОГО ДЕЙСТВИЯ С ВОССТАНОВЛЕНИЯМИ, КАКОВЫМИ ЯВЛЯЮТСЯ ЛА НА ЭТАПЕ ПОДГОТОВКИ К ПУСКУ.
Одним из важнейших направлений научно-технического прогресса является создание и эксплуатация ЛА, с помощью которых осваивается космическое пространство, решается ряд научных и технических задач, направленных на повышение эффективности народного хозяйства и обороноспособности России. На современном этапе развития техники сложность систем ЛА, важность решаемых ими задач и интенсификация режимов эксплуатации выдвинула проблему обеспечения высокого уровня качества их функционирования и надежности, как одну из важнейших задач науки и производства. В связи с этим в последнее время резко возросли объем и уровень исследовательских работ, посвященных проблемам надежности ЛА. В общей проблеме надежности особое место занимает проблема оценки качества функционирования, т.е. эффективности ЛА как сложной системы. При проектировании сложных систем и их отработке большое внимание уделяется вопросам обеспечения их надежности ш эффективности в условиях эксплуатации. Систематический сбор информации об отказах в период эксплуатации и дальнейший ее анализ дают неоценимую пользу при выборе перспективных путей повышения качества и надежности систем. Перспективным направлением является распространение методов оценки эффективности функционирования сложных систем ЛА при подготовке их к пуску с учетом до-
полнительного времени, затраченного системой на выполнение операций, обусловленных устранением отказов функциональных звеньев. Нижнюю оценку эффективности функционирования ЛА при подготовке к пуску предлагается находить по метсщу, разработанному в [ 2 ] и распространенному на системы длительного действия с восстановлениями, тем самым проводя оценивание качества функционирования сложных систем ЛА на этапе подготовки к пуску с учетом достоверности. Показатель эффективности принимаем связанным со временем подготовки к пуску. Исходя из этого [ 1 ], под "успешным" выполнением операции будем понимать "своевременное" ее выполнение как в случае безотказной работы системы, так и в том случае, когда имевший место отказ был устранен за время, не превышающее допустимого времени. Оценку качества функционирования системы предполагается производить в зависимости от соответствия планового и реально затраченного времени на подготовку системы ЛА к пуску. При оценивании качества функционирования за критерий качества удобно принять критерий времени, затраченного на подготовку системы к пуску. Имея пооперационный план пуска системы ЛА, мы можем сравнить плановое время на выполнение каждой из проводимых операций и сравнить с реальным временем, затраченным на проведение данной операции. Прежде всего производим
I 1 I
I
I I
I
§ §
