Приближенная методика проектировочного баллистического расчета первых ступеней ракет-носителей

На начальном этапе разработки новых образцов ракет-носителей проводят так называемые проектировочные баллистические расчеты. Актуальность задач проектной баллистики заметно возрастает в связи с проблемами освоения дальнего космоса и создания ракетно-космических комплексов нового поколения, требующих значительных финансовых затрат. При разработке проектировочных методик модели движения по точности не должны уступать неопределенностям исходных данных, а алгоритм методик должен отражать взаимосвязь проектных параметров с летными характеристиками ракеты. Эти принципы положены в основу предлагаемой методики баллистического расчета активного участка траектории первых ступеней ракет-носителей тяжелого и сверхтяжелого классов. Методика базируется на результатах анализа большого числа траекторий, отвечающих вариациям различных исследуемых факторов. Расчеты траекторий выполнены методом численного интегрирования дифференциальных уравнений движения в широком диапазоне варьирования проектно-баллистических параметров и граничных условий. Проведенный анализ позволил выявить некоторые общие закономерности управляемого движения и получить структуру расчетных зависимостей в аналитической форме.

Литература

[1] Миркин Е.А. Перспективы развития отечественной пилотируемой космонавтики. Космическая техника и технологии, 2017, № 1(16), с. 5–10.

[2] Брюханов Н.А., Легостаев В.И., Лобыкин А.А., Лопота В.А., Сизенцев Г.А., Синявский В.В., Сотников Б.И., Филиппов И.М., Шевченко В.В. Использование ресурсов Луны для исследования и освоения Солнечной системы в XXI веке. Космическая техника и технологии, 2014, № 1(4), с. 3–14.

[3] Fortescue P., Swinerd G., Stark J. Spacecraft systems engineering. John Wiley & Sons, 2011. 691 p.

[4] Григорьев М.Н., Охочинский М.Н., Вагнер И.В. Логистический подход к проекту создания российской Лунной базы. Инновации, 2016, № 7, с. 14–19.

[5] Деречин А.Г., Жарова Л.Н., Синявский В.В. Международное сотрудничество в сфере пилотируемых полетов. Часть 2. Создание и эксплуатация международной космической станции. Космическая техника и технологии. 2017, № 2(17), с. 5–28.

[6] Сирота А.А. Этапы строительства и особенности устройства Международной лунной исследовательской станции (МЛИС). Гагаринские чтения — 2018. Сб. тез. докл. XLIV Междун. молодеж. науч. конф., Москва, 17–20 апреля 2018, Москва, МАИ, 2018, т. 3, с. 68–70.

[7] Schrunk D., Sharpe B., Cooper B., Thangavelu M. The Moon: Resources, Future Development and Settlement. Praxis Publishing Ltd., 2008. 560 p.

[8] Данилюк А.Ю., Клюшников В.Ю., Кузнецов И.И., Осадченко А.С. Проблемы создания перспективных сверхтяжелых ракет-носителей. Вестник НПО им. С.И. Лавочкина, 2015, № 1(27), с. 10–19.

[9] Мужикова М.Н., Прусова О.Л. Современные проекты ракет сверхтяжелого класса. Проблемы разработки, изготовления и эксплуатации ракетно-космической техники и подготовки инженерных кадров для авиакосмической отрасли. Матер. XII Всерос. науч. конф., посвященной памяти главного конструктора ПО «Полёт» А.С. Клинышкова, Омск, 30 мая 2018, Омск, ОмГТУ, с. 62–68.

[10] Евтифьев М.Д., Остапенко А.В. Ракета-носитель сверхтяжелого класса на базе РН «Энергия» с использованием современных достижений в науке и технике. Решетнёвские чтения. Матер. XIX Междунар. науч.-практ. конф., Красноярск, 10–14 ноября 2015, Красноярск, СибГУ им. М.Ф. Решетнёва, 2015, ч. 1, с. 6–18.

[11] Феодосьев В.И. Основы техники ракетного полета. Москва, Наука, 1979. 496 с.

[12] Аппазов Р.Ф., Лавров С.С., Мишин В.П. Баллистика управляемых ракет дальнего действия. Москва, Наука, 1966. 305 с.

[13] Алифанов О.М., ред. Баллистические ракеты и ракеты-носители. Москва, Дрофа, 2004. 512 с.

[14] Матвеенко А.М., Алифанов О.А., ред. Основы проектирования летательных аппаратов (транспортные системы). Москва, Машиностроение, 2005. 375 с.

[15] Сихарулидзе Ю.Г. Баллистика и наведение летательных аппаратов. Москва, БИНОМ Лаборатория знаний, 2013. 417 с.

[16] Ковалев Б.К. Развитие ракетно-космических систем выведения. Москва, Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2014. 398 с.

[17] Калугин В.Т., ред. Аэродинамика. Москва, Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2017. 607 с.

[18] Петров К.П. Аэродинамика транспортных космических систем. Москва, Эдиториал УРСС, 2000. 368 с.

[19] Сердюк В.К., Медведев А.А., ред. Проектирование средств выведения космических аппаратов. Москва, Машиностроение, 2009. 504 с.

[20] Клепиков И.А., Лихванцев А.А., Прокофьев В.Г., Фатуев И.Ю. Выбор принципиальной схемы и параметров маршевого многоразового ЖРД на топливе кислород-метан для возвращаемой первой ступени перспективного носителя. Труды Энергомаш им. Академика В.П. Глушко, 2012, № 29, с. 224–229.

[21] Васянина А.Ю., Тонких А.А., Савчин Д.А. Перспективы использования компонентов топлива метан-кислород в жидкостных ракетных двигателях. Решетнёвские чтения. Матер. XIX Междунар. науч.-практ. конф., Красноярск 10–14 ноября 2015, Красноярск, СибГУ им. М.Ф. Решетнёва, 2015, с. 367–369.

[22] Мухамедов Л.П. Основы проектирования транспортных космических систем. Москва, Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2019. 265 с.