Приближенная методика проектировочного баллистического расчета двухступенчатых ракет-носителей

В связи с проблемами освоения дальнего космоса и создания низкоорбитальных спутниковых группировок с малыми космическими аппаратами заметно выросла актуальность задач проектной баллистики ракет-носителей. Самым рентабельным способом доставки малых спутников на целевые орбиты является их выведение с помощью двухступенчатых ракет-носителей сверхлегкого класса, работающих на жидких компонентах топлива. Для решения задач проектной баллистики двухступенчатой ракеты-носителя расширена ранее разработанная методика проектировочного баллистического расчета для ее первой ступени. Проработаны вопросы аналитического определения потерь характеристической скорости последней ступени многоступенчатой ракеты-носителя. Предложена приближенная методика проектировочного баллистического расчета на активном участке траектории двухступенчатой ракеты-носителя при выведении полезной нагрузки на низкую опорную орбиту с произвольным наклонением. Работоспособность методики продемонстрирована на конкретном примере выведения полезной нагрузки на круговую полярную орбиту.

Литература

[1] Микрин Е.А. Перспективы развития отечественной пилотируемой космонавтики (к 110-летию со дня рождения С.П. Королёва). Космическая техника и технологии, 2017, № 1, с. 5–10.

[2] Брюханов Н.А., Легостаев В.И., Лобыкин А.А. и др. Использование ресурсов Луны для исследования и освоения Солнечной системы в XXI веке. Космическая техника и технологии, 2014, № 1, с. 3–14.

[3] Fortescue P., Swinerd G., Stark J. Spacecraft systems engineering. Wiley, 2011. 728 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. и др. Международное сотрудничество в сфере пилотируемых полетов. Часть 2. Создание и эксплуатация Международной космической станции. Космическая техника и технологии, 2017, № 2, с. 5–28.

[6] Сирота А.А. Этапы строительства и особенности устройства международной лунной исследовательской станции. Сб. тез. док. XLV Межд. науч. конф. Москва, МАИ, 2018, т. 3, с. 68–70.

[7] Schrunk D., Sharpe B., Cooper B., et al. The Moon: resources, future development and settlement. Springer, 2007. 261 p.

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

[9] Петрукович А.А., Никифоров О.В. Малые спутники для космических исследований. Ракетно-космическое приборостроение и информационные методы, 2016, т. 3, № 4, с. 22–31.

[10] Каширин А.В., Глебанов И.И. Анализ современного состояния рынка наноспутников как прорывной инновации и возможности его развития в России. Молодой ученый, 2016, т. 1, № 7, с. 15–23.

[11] Клюшников В.Ю. Ракеты-носители сверхлегкого класса: ниша на рынке пусковых услуг и перспективные проекты. Ч. 1. Воздушно-космическая сфера, 2019, № 3, с. 58–71, doi: https://doi.org/10.30981/2587-7992-2019-100-3-58-71

[12] Черный И. Electron готовится к первому пуску. Новости космонавтики, 2017, т. 27, № 5, с. 45.

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

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

[15] Мишин В.П., Безвербый В.К., Панкратов Б.М. и др. Основы проектирования летательных аппаратов (транспортные системы). Москва, Машиностроение, 2005. 375 с.

[16] Сердюк В.К. Проектирование средств выведения космических аппаратов. Москва, Машиностроение, 2009. 504 с.

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

[18] Мухамедов Л.П., Кириевский Д.А. Приближенная методика проектировочного баллистического расчета первых ступеней ракет-носителей. Известия высших учебных заведений. Машиностроение, 2020, № 6, с. 67–77, doi: http://dx.doi.org/10.18698/0536-1044-2020-6-67-77

[19] Muhamedov L.P., Kirievskii D.A. An approximate determination of the characteristic velocity losses and the positioning of the end of the launching phase of the first stages of launch vehicles. AIP Conf. Proc., 2021, vol. 2318, no. 1, art. 020001, doi: https://doi.org/10.1063/5.0036342

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