Выбор конструктивно-компоновочной схемы двухступенчатой баллистической ракеты Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

Секция «Проектирование и производство летательньк аппаратов»

УДК 629.762.2

ВЫБОР КОНСТРУКТИВНО-КОМПОНОВОЧНОЙ СХЕМЫ ДВУХСТУПЕНЧАТОЙ БАЛЛИСТИЧЕСКОЙ РАКЕТЫ

Д. А. Замятин, В. В. Кольга

Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева

Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31

E-mail: [email protected]

Описывается выбор оптимальной конструктивно-компоновочной схемы двухступенчатой баллистической ракеты с заданной дальностью полёта, массой полезного груза и компонентами топлива.

Ключевые слова: баллистическая ракета, конструктивно-компоновочная схема. THE CHOICE OF DESIGN-LAYOUT SCHEME FOR TWO-STAGE BALLISTIC MISSILE

D. A. Zamyatin, V. V. Kolga

Reshetnev Siberian State Aerospace University 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: [email protected]

This article describes the choice of optimal design-layout scheme for two-stage ballistic missile with the specified range, the mass of payload andpropellant.

Keywords: design-layout scheme, two-stage ballistic missile.

Введение. Выбор конструктивно-компоновочной схемы и геометрических параметров является одной из важнейших задач при проектировании изделий ракетно-космической техники. От данных параметров существенно зависят характеристики проектируемых ракет и космических аппаратов. В частности, значимым пунктом при выборе конструктивно-компоновочной схемы является выбор геометрии головной части ракеты, так как от формы и размеров головной части зависят аэродинамические характеристики ракеты при движении в плотных слоях атмосферы и масса полезного груза.

Объект исследования: баллистические ракеты.

Предмет исследования: влияние конструктивно-компоновочной схемы и геометрических параметров на характеристики ракеты.

Цели работы:

1) провести расчёт баллистической ракеты с жидкостным ракетным двигателем (ЖРД);

2) выбрать оптимальную конструктивно-компоновочную схему.

Первый этап работы:

Первый этап данной исследовательской работы был выполнен в рамках курсового проекта по дисциплине «Проектирование ракет» и включал в себя расчёт одноступенчатой баллистической ракеты с массой полезного груза 1 000 кг, дальностью полёта 3 000 км с жидким кислородом в качестве окислителя и несимметричным диметилгидразином (НДМГ) в качестве горючего.

Необходимые расчёты выполнялись в программах «Microsoft Excel», «Maple» и «Икар».

Второй этап:

После проделанной работы, полученный опыт был применён для проектирования двухступенчатой ракеты, с увеличенной дальностью полёта (10 000 км) и массой полезного груза (2 300 кг).

Однако, конструктивно-компоновочная схема, использовавшаяся для одноступенчатой ракеты не вполне эффективна для двухступенчатых ракет, поэтому было принято решение внести в конструкцию ряд изменений, а именно:

1) заменить конусную головную часть на оживальную в целях повышения компактности при минимальных потерях аэродинамических характеристик, так как оживальная головная часть обеспе-

Актуальные проблемы авиации и космонавтики - 2016. Том 1

чивает значительно большую компактность при одинаковом диаметре миделя и размерах полезного груза и приборного отсека;

2) заменить цилиндрический бак горючего второй ступени торовым или кольцевым баком того же объёма, расположенным вокруг двигательной установки, что значительно сократит длину ракеты.

-г-«

Рис. 1. Схематично показанный общий вид Рис. 2. Сравнение габаритов конусной и

спроектированной одноступенчатой ракеты оживальной головных частей при одина-

в разрезе ковом диаметре миделя и размерах полез-

ного груза и приборного отсека

Рис. 3. Схема второй ступени с кольцевым баком горючего: 1 - бак окислителя; 2 - теплоизоляция; 3 - бак горючего; 4 - двигательная установка

Библиографические ссылки

1. Кольга В. В., Семенова Л. А., Тестоедов Н. А. Проектирование и конструирование баллистических ракет и ракет носителей : учеб.-метод. пособие ; Сиб. гос. аэрокосмич. ун-т. Красноярск, 2013. 308 с.

2. Пенцак И. Н. Теория полета и конструкция баллистических ракет. 1974. 344 с.

3. Балабух Л. И., Алфутов Н. А., Усюкин В. И. Строительная механика ракет. 1984, 392 с.

© Замятин Д. А., Кольга В. В., 2016