Построение трехмерной модели зенитной ракеты «SM-3» Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

Актуальные проблемы авиации и космонавтики. Информационные технологии

позволяет определить оптимальное значение коэффициента k

, а /, -

1+— 1+—

2 2

k(А) = J (ф(х)- 1/Т2Пё)(x + 1)dx / J (x +1)2dx.

i-- 1-А

2 /2

При определении ширины участка необходимо учитывать то обстоятельство, что в процессе формирования часть чисел со стандартным нормальным распределение не попадает в выбранный диапазон и оказывается неиспользованной. Это приводит к снижению частоты их появления по сравнению с частотой следования чисел стандартной нормальной совокупности. Эта особенность может быть оценена коэффициентом снижения частоты

' (А) = ф(-1 -- )-ф(-1 + |}

На основании полученных результатов разработан следующая методика. На основании допустимой величины коэффициента r, определяют ширину участка

Д с помощью алгоритма отбора (1) формируют числа L, принадлежащие интервалу [-1 -Д/2,-1+ Д/2]. Границы интервала преобразуют

l = gx + h .

При этом параметры g и к, определенные из условий на границах g (-1 -Д /2) + к = а и

g(-1 + Д/2)+к = b, составляют g = (b -а))Д и

к = (а + b)/2-(b - а)/Д .

Рассмотренная процедура легко реализуется в среде MATLAB [1].

Библиографические ссылки

1. Семенова С. Э., Юдин В. В. Вычисления в MAT-LAB : учеб. пособие. Рыбинск : РГАТА, 2009. 144 с.

© Голубкин А. В., Швырков И. Н., 2013

УДК 629.7.015

А. В. Горохов Научный руководитель - О. А. Толпегин

ПОСТРОЕНИЕ ТРЕХМЕРНОЙ МОДЕЛИ ЗЕНИТНОЙ РАКЕТЫ «БМ-З»

Рассматриваются особенности конструкции и тактико-технические характеристики управляемой зенитной ракеты БЫ-3 необходимые для дальнейшего расчета аэродинамических коэффициентов при помощи различных пакетов прикладных программ, атак же построения траектории поражения воздушных целей.

RIM-161 Standard Missile 3 - зенитная управляемая трехступенчатая ракета морского базирования семейства «Стандарт». Представляя собой развитие созданной еще в начале 1990-х гг. фирмой Raytheon зенитной ракеты дальнего действия SM-2 Block IV (RIM-156), ракета SM-3 (RIM-161) имеет одинаковые с ней габариты и массу. Обе ракеты оснащены одинаковыми твердотопливными ускорителями МК-72 с четы-рехсопловым блоком, разгонно-маршевыми двухре-жимными двигателями МК-104, крыльями сверхмалого удлинения и раскрывающимся блоком аэродинамических рулей (см. таблицу). Интересно, что аналогичный «модульный» принцип разработки был положен и в основу создания зенитной ракеты SM-6, способной перехватывать аэродинамические цели на дальностях до 400 км [1].

SM-3 предназначен для уничтожения воздушных целей, в том числе баллистических ракет и боеголовок на заатмосферных высотах (рис. 1). Поражение цели осуществляется за счет прямого попадания. Запуск SM-3 производится из установки вертикального пуска МК-41. Находится на вооружении ВМС США, устанавливается на крейсеры и эсминцы.

Ракета имеет трёхступенчатую тандемную компоновку. Стартовый твердотопливный двигатель МК-72 компании Aerojet (длина 1,7 м, масса 700 кг, в том числе 457 кг - топливо, 4 сопла), маршевый

двухрежимный РДТТ МК-Ш4 (длина 2,9 м, диаметр 0,343 м, масса 500 кг, из них 377 кг - топливо),

Основные тактико-технические характеристики

Параметр Описание (значение)

Наименование Standard Missile-3 (SM-3)

Индексное обозна- RIM-161

чение

Количество ступе- 3

ней

Длина 6,55м (включая разгонный блок)

Размах крыльев 1,57м

Диаметр 0,343м

Вес 1500 кг

Скорость 7,88 М или 9 600 км/ч

Потолок 160 (250) км

Дальность 500 км

Разгонный блок United Technologies MK-72 (твердое топливо)

Маршевый двига- Atlantic Research Corp. MK-104

тель (твердое топливо, двухрежимный)

Двигатель 3 ступени Alliant Techsystem MK-136 (твердое топливо)

Боевая часть Кинетическая ГСН

Система наведения GPS / INS / полуактивная радиолокационная головка самонаведения

Производство Raytheon , Aerojet (США)

Себестоимость 9 млн.$ - 24 млн.$

Секция ««Математические методы моделирования, управления и анализа данных»

Рис. 1. Компоновочная схема SM-3 (RIM-161)

двигатель третьей ступени - МК-136, представляющий собой твердотопливный двигатель двукратного включения, созданный фирмой Alliant Techsystems. Он снаряжен двумя зарядами твердого топлива, разделенных барьерной системой, а его конструкция выполнена из графитоэпоксидных и углеродных композиционных материалов. Для обеспечения стабилизации и ориентации третьей ступени ракеты в процессе автономного полета в состав двигателя включена интегрированная система управления, использующая в качестве рабочего тела холодный газ. Так же в состав третье ступени входят: инерциальная секция наведения с GPS-приемником и линией обмена данными, легкий сбрасываемый обтекатель и ступень перехвата МК-142, являющуюся самонаводящимся аппаратом, на борту которого находятся ИК-ГСН с криогенным блоком, несколько процессоров, твердотопливная двигательная установка маневрирования и ориентации (DACS) производства компании Boeing, источник электропитания и ряд других подсистем. МК-142 может обнаруживать цели на дальностях до 300 км, а коррекция траектории может составлять до 3-5 км [2; 3].

На данный момент на вооружение принята SM-3 Block IA с системой Aegis BMD 3.6.1. и проходит испытания SM-3 Block IB с системой Aegis BMD 4.0.1, отличающаяся от Block IA многоцветной ИК-ГСН [4].

На начальном этапе была разработана детальная трехмерная модель в программном комплексе Solid

Works 2012 (см. рис. 2).

В дальнейшем планируется исследование аэродинамических характеристик зенитной ракеты RIM-161 с помощью различных программных пакетов численного моделирования с целью:

- анализа маневренных возможностей ракеты,

- изучения конструкционных решений, принятых при проектировании,

- разработки возможных средств противодействия.

Библиографические ссылки

1. Японо-американский противоракетный прорыв. URL: http://flot. com/science/weapons/weaponsanddisar-mament/15/(дата обращения: 19.04.2013).

2. ATK Third-stage Rocket Motor (TSRM). URL: http://www.atk. com/products-services/third-stage-rocket-motor-tsrm/ (дата обращения: 17.04.2013).

3. Противоракеты SM-3: дальше, быстрее, точнее. URL: http://topwar.ru/1660-protivorakety-sm-3-dalshe-bystree-tochnee.html (дата обращения: 17.04.2013).

4. RIM-161 SM-3 Upgrades. URL: http://www. globalsecurity.org/space/systems/sm3-upgrades.htm (дата обращения: 19.04.2013).

© Горохов А. В., 2013