Национальный цифровой ресурс Руконт - межотраслевая электронная библиотека (ЭБС) на базе технологии Контекстум (всего произведений: 472794)
Консорциум Контекстум Информационная технология сбора цифрового контента

Выбор основных проектных характеристик и конструктивного облика ракет-носителей (240,00 руб.)

0   0
Первый авторКуренков
АвторыЮмашев Л.П., Козлов Д.И.
ИздательствоИздательство СГАУ
Страниц239
ID176346
АннотацияВыбор основных проектных характеристик и конструктивного облика ракет-носителей. Труды сотрудников СГАУ (электрон. версия). Используемые программы: Adobe Acrobat
ISBN978-5-7883-0343-5
УДК629.7.01
Куренков, В.И. Выбор основных проектных характеристик и конструктивного облика ракет-носителей : учеб. пособие / Л.П. Юмашев, ред.: Д.И. Козлов, В.И. Куренков .— Самара : Издательство СГАУ, 2005 .— 239 с. — ISBN 978-5-7883-0343-5

Предпросмотр (выдержки из произведения)

Рассматриваются разгонные и апогейные ракетные блоки, а также перспективные средства выведения космических аппаратов. <...> Рассматриваются разгонные и апогейные ракетные блоки, а также перспективные средства выведения космических аппаратов. <...> ОПТИМАЛЬНОЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЕ МАССЫ РАКЕТЫ-НОСИТЕЛЯ ПО СТУПЕНЯМ И РАСЧЕТ СТАРТОВОЙ МАССЫ РАКЕТЫ .................... 107 <...> ОПТИМАЛЬНОЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЕ МАССЫ РАКЕТЫ-НОСИТЕЛЯ ПО СТУПЕНЯМ И РАСЧЕТ СТАРТОВОЙ МАССЫ РАКЕТЫ .................... 107 <...> История создания первых ракет на жидких компонентах топлива В 1933-1934 годах в СССР и Германии были проведены успешные пуски первых ракет на жидких компонентах топлива. <...> История создания первых ракет на жидких компонентах топлива В 1933-1934 годах в СССР и Германии были проведены успешные пуски первых ракет на жидких компонентах топлива. <...> Одна из этих групп имела задание найти специалистов, занимающихся разработкой и производством ракет ФАУ-2, чертежи этой ракеты и оставшиеся в подземных заводах недостроенные части ракет, найти остатки оборудования заводов по производству ФАУ-2 и организовать сборку ракет из найденных частей. <...> Топливо для этой ракеты было выбрано более совершенное, а именно жидкий кислород и керосин. <...> Одна из этих групп имела задание найти специалистов, занимающихся разработкой и производством ракет ФАУ-2, чертежи этой ракеты и оставшиеся в подземных заводах недостроенные части ракет, найти остатки оборудования заводов по производству ФАУ-2 и организовать сборку ракет из найденных частей. <...> Топливо для этой ракеты было выбрано более совершенное, а именно жидкий кислород и керосин. <...> В частности, в конце 50-х, начале 60-х годов XX века в конструкторском бюро г. Днепропетровска (на территории современной Украины) под руководством М. К. Янгеля были разработаны сначала одноступенчатая баллистическая ракета 8К63, затем двухступенчатая баллистическая ракета Р16 (8К64) на токсичных компонентах топлива. <...> Королева была разработана двухступенчатая баллистическая <...>
Выбор_основных_проектных_характеристик_и_конструктивного_облика_ракет-носителей.pdf
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АЭРОКОСМИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ имени академика С.П.КОРОЛЕВА» В. И. Куренков, Л. П. Юмашев ВЫБОР ОСНОВНЫХ ПРОЕКТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК И КОНСТРУКТИВНОГО ОБЛИКА РАКЕТ-НОСИТЕЛЕЙ Учебное пособие Самара 2005 1
Стр.1
УДК 629.7.01 Куренков В. И., Юмашев Л. П. Выбор основных проектных характеристик и конструктивного облика ракет-носителей: Учеб. пособие/Под ред. чл.-корр РАН Д.И. Козлова. Самар. гос. аэрокосм. ун-т. – Самара, 2005. 240 с. ISBN 5-7883-0343-5 Приведены основные соотношения теории ракетного движения, анализируется взаимосвязь летно-технических, критериальных и основных проектных характеристик ракет-носителей. Обсуждаются вопросы сбора и обработки статистических данных, анализируются общие технические требования, обсуждаются вопросы разработки тактико-технических требований при создании ракет-носителей. Рассматриваются методики расчета характеристической скорости, выбора топлива, стартовой массы и количества ступеней ракеты-носителя, вопросы оптимального распределения масс ракетных блоков по ступеням ракеты-носителя при различных схемах соединения ракетных блоков. Обсуждаются вопросы определения объемно-габаритных характеристик и построения компоновочной схемы, методики расчета масс основных элементов конструкции и определения массоинерционных и центровочных характеристик проектируемых ракет-носителей. Рассматриваются разгонные и апогейные ракетные блоки, а также перспективные средства выведения космических аппаратов. Учебное пособие предназначено студентам и дипломникам специальности 160801 «Ракетостроение», изучающим курс «Основы устройств и конструирования ракет», раздел «Проектирование ракет». Оно может быть использовано не только при изучении теоретического материала по проектированию ракет, но и при выполнении курсовых и дипломных проектов. Учебное пособие также может быть полезно работникам ракетно-космической отрасли для повышения их квалификации в общих вопросах проектирования ракет-носителей. Подготовлено на кафедре летательных аппаратов СГАУ. Ил. 79. Табл. 24. Библиогр.: 41 назв. Печатается по решению редакционно-издательского совета Самарского государственного аэрокосмического университета Рецензенты: зам. Генерального конструктора ГНПРКЦ «ЦСКБ-Прогресс» Г.Е. Фомин, директор и главный конструктор Волжского КБ РКК «Энергия» С.А. Петренко ISBN 5-7883-0343-5 ISBN 5-7883-033-8 2 А.А. Ненашев, 2005. Куренков В. И. Юмашев Л. П. , 2005. Самарский государственный аэрокосмический университет, 2005. Самарский государственный эрокосмический университет, 2005.
Стр.2
СОДЕРЖАНИЕ ВВЕДЕНИЕ ......................................................................................................................... 6 1. ОБЩИЕ ВОПРОСЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ............................................................ 7 1.1. История создания баллистических ракет и ракет-носителей.......................... 7 1.2. Общие сведения о ракетно-космическом комплексе ...................................... 11 1.3. Основные ракеты-носители ................................................................................ 11 1.4. Классификация ракет-носителей ....................................................................... 12 1.5. Порядок проектирования ................................................................................... 13 1.6. Этапы создания и эксплуатации ракетно-космической техники ................... 14 2. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ТЕОРИИ РАКЕТНОГО ДВИЖЕНИЯ ............ 16 2.1. Структура многоступенчатой ракеты ............................................................. 16 2.2. Относительные характеристики масс составных частей ракеты .................. 19 2.3. Функциональная связь между относительными характеристиками масс составных частей ракеты........................................... 21 2.4. Характеристические скорости ракеты ............................................................. 22 2.5. Удельный импульс ............................................................................................... 23 2.6. Влияние атмосферного давления на тягу ракетного двигателя .................. 24 2.7. Скорость ракеты с учетом реальных условий полета ................................... 25 2.8. Типовая приближенно-оптимальная программа изменения угла наклона траектории ракеты .................................................... 28 3. ХАРАКТЕРИСТИКИ И ОСНОВНЫЕ ПРОЕКТНЫЕ ПАРАМЕТРЫ РАКЕТ-НОСИТЕЛЕЙ ................................................................................................. 34 3.1. Характеристики ракет-носителей ...................................................................... 34 3.2. Основные проектные параметры ракеты......................................................... 36 3.3. Выбор основных проектных параметров ракеты ........................................... 37 3.4. Сопоставление значений потерь скорости ракеты ......................................... 47 4. СБОР И ОБРАБОТКА СТАТИСТИЧЕСКИХ ДАННЫХ ПО РАКЕТАМ-НОСИТЕЛЯМ ................................................................................ 48 5. ТАКТИКО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ....................................................... 54 5.1. Структура тактико-технических требований на создаваемые ракеты-носители ........................................................................ 54 5.2. Обзор общих технических требований, предъявляемых к ракетам-носителям ............................................................... 55 5.3. Разработка тактико-технических требований в учебных курсовых проектах............................................................................. 65 3
Стр.3
6. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ХАРАКТЕРИСТИЧЕСКОЙ СКОРОСТИ РАКЕТ-НОСИТЕЛЕЙ .......................................................................70 6.1. Методы расчета характеристической скорости ракет-носителей ................ 70 6.2. Старт к Луне и планетам.....................................................................................79 7. ВЫБОР ТОПЛИВА ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ РАКЕТ ................................... 86 7.1. Классификация топлива ......................................................................................86 7.2. Требования, предъявляемые к ракетным топливам ...................................... 87 7.3. Характеристики ракетного топлива ..................................................................88 7.4. Особенности использования твердого ракетного топлива ........................... 96 7.5. Критерии выбора топлива ..................................................................................97 8. ОПТИМАЛЬНОЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЕ МАССЫ РАКЕТЫ-НОСИТЕЛЯ ПО СТУПЕНЯМ И РАСЧЕТ СТАРТОВОЙ МАССЫ РАКЕТЫ.................... 107 8.1. Задачи математического программирования ................................................. 107 8.2. Постановка и решение задачи оптимального распределения массы ракеты-носителя по блокам методом неопределенных множителей Лагранжа ............................................................................................................... 109 8.3. Постановка и решение задач оптимального распределения массы ракеты-носителя по блокам численными методами ....................................... 113 8.4. Выбор количества ступеней ракеты-носителя .............................................. 130 9. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫХ ОБЪЕМНО-ГАБАРИТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК РАКЕТ-НОСИТЕЛЕЙ ........................................................ 134 9.1. Определение объема ракеты-носителя и ее составных частей .................... 134 9.2. Определение длины и диаметра ракеты-носителя ........................................ 139 10. РАЗРАБОТКА ПРЕДВАРИТЕЛЬНОЙ КОМПОНОВОЧНОЙ СХЕМЫ РАКЕТЫ-НОСИТЕЛЯ .............................................................................................141 10.1. Компоновка хвостовых отсеков .....................................................................141 10.2. Компоновка топливных отсеков .....................................................................145 10.3. Компоновка переходных отсеков ...................................................................158 10.4. Компоновка приборных отсеков ...................................................................160 10.5. Компоновка переходных отсеков и головных обтекателей ........................ 161 11. УТОЧНЕНИЕ КОМПОНОВОЧНОЙ СХЕМЫ РАКЕТЫ-НОСИТЕЛЯ ..... 163 12. РАСЧЕТ МАСС ОСНОВНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ КОНСТРУКЦИИ РАКЕТЫ-НОСИТЕЛЯ ............................................................ 172 12.1. Предварительный расчет масс основных элементов конструкции ракеты-носителя ...........................................................................172 4
Стр.4
12.2 Предварительная массовая сводка ................................................................ 175 12.3. Проверка значений конструктивных характеристик ракетных блоков......................................................................................................... 177 12.4. Проектировочный расчет масс составных частей ракеты-носителя ....... 178 12.5. Детальный расчет .............................................................................................200 13. РАСЧЕТ КООРДИНАТ ЦЕНТРА МАСС И МОМЕНТОВ ИНЕРЦИИ РАКЕТЫ-НОСИТЕЛЯ .............................................................................................201 13.1. Расчет координат центра масс ракеты .......................................................... 201 13.2. Расчет моментов инерции ракеты..................................................................202 13.3. Расчетные таблицы...........................................................................................204 13.4. Расчет положения координат центра масс ракеты-носителя по времени полета ...............................................................................................204 14. ОСНОВНЫЕ ЭТАПЫ РАЗРАБОТКИ ТЕХНИЧЕСКОГО ПРЕДЛОЖЕНИЯ И ЭСКИЗНОГО ПРОЕКТА .................................................. 209 14.1. Выбор основных проектных характеристик и облика РН ........................ 209 14.2. Параметрический анализ влияния проектных характеристик на тактико-технические характеристики ракеты-носителя .......................... 211 14.3. Поверочный расчет .........................................................................................212 14.4. Выбор состава бортовых систем, принципов их работы и разработка технических заданий на составные части ракеты ................. 213 15. РАЗГОННЫЕ И АПОГЕЙНЫЕ РАКЕТНЫЕ БЛОКИ ..................................... 214 15.1. Космические разгонные блоки .......................................................................214 15.2. Апогейные блоки .............................................................................................219 16. ПЕРСПЕКТИВНЫЕ СРЕДСТВА ВЫВЕДЕНИЯ КОСМИЧЕСКИХ АППАРАТОВ ............................................................................................................ 221 16.1. Модернизированные ракеты-носители на базе РН «Союз» .................... 221 16.2. Создание серии ракет-носителей различной грузоподъемности на основе унификации ракетных блоков ...................................................... 223 16.3. Использование возвращаемых ракетных блоков ....................................... 225 16.4.Морской старт ...................................................................................................228 16.5. Старты с самолета ............................................................................................228 16.6. Полностью многоразовые многоцелевые авиационно-космические системы .............................................................................................................. 233 16.7. Запуск малогабаритных космических аппаратов ........................................ 233 ЗАКЛЮЧЕНИЕ .............................................................................................................. 235 СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ ................................................ 236 5
Стр.5
ВВЕДЕНИЕ Создание ракет – сложный, длительный и увлекательный процесс, начинающийся с момента появления замысла о необходимости создания новой ракеты-носителя, включающий эскизное проектирование, разработку рабочей документации, изготовление опытных образцов, различные виды испытаний, сдачу ракеты-носителя заказчику, организацию серийного изготовления, проведения работ в эксплуатирующей организации, авторского сопровождения и внесения изменений для совершенствования ракеты-носителя. Все эти вопросы в той или иной степени отражены в учебных планах и рабочих программах специальности 160801 «Ракетостроение». В частности, теоретические и практические основы проектирования и конструирования ракет-носителей излагаются в дисциплине «Основы устройств и конструирования ракет». Настоящее учебное пособие предназначено для изучения одного из заключительных разделов дисциплины «Основы устройств и конструирования ракет», а именно, раздела «Проектирование ракет». Материал пособия излагается в той последовательности, которая используется в реальной практике проектирования. Данное пособие может быть использовано не только для изучения теоретического материала, но и для выполнения курсовых проектов и дипломного проектирования. Следует отметить, что многие разделы настоящего учебного пособия оригинальны и заимствованы из рукописей конспектов лекций Л. П. Юмашева, доцента кафедры летательных аппаратов СГАУ, который поставил эту дисциплину в СГАУ еще в 60-х годах 20-го века и читал лекции студентам до 2000 года. Кроме того, доцент Л. П. Юмашев поставил курсовой проект по данной дисциплине и разработал программное обеспечение для выбора основных проектных характеристик ракет-носителей, которое с успехом используется и в настоящее время. Профессор Куренков В.И. дополнил и модернизировал курс лекций по данной дисциплине с учетом современных требований к ракетной технике и тенденции ее развития и подготовил этот курс лекций к печати в виде учебного пособия. Хочется выразить глубокую признательность сотрудникам СГАУ - профессору В.М. Белоконову и доценту И.С. Ахмедьянову, рецензентам -заместителю Генерального конструктора ГНПРКЦ «ЦСКБ-Прогресс» Г. Е. Фомину и директору, главному конструктору Волжского конструкторского бюро РКК «Энергия» С.А. Петренко, специалистам ракетнокосмической отрасли - Е.Д. Штанько, В.А. Широкову, А.И. Прокопенко за ценные замечания и рекомендации, которые были учтены при подготовке рукописи учебного пособия к изданию. 6
Стр.6
Учебное издание Куренков Владимир Иванович Юмашев Леонард Петрович ВЫБОР ОСНОВНЫХ ПРОЕКТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК И КОНСТРУКТИВНОГО ОБЛИКА РАКЕТ-НОСИТЕЛЕЙ Учебное пособие Редактор Т.К. Кретинина Компьютерная верстка И.И. Спиридонова Подписано в печать 16.09.05. Формат 60х84 1/16. Бумага офсетная. Печать офсетная. Усл.печ.л. 14,0 . Усл.кр.-отт. 14,1. Уч.-изд. л. 15.0. Тираж 350 экз. Заказ . Арт. С-7/2005. Самарский государственный аэрокосмический университет. 443086 Самара, Московское шоссе, 34. РИО Самарского государственного аэрокосмического университета. 443086 Самара, Московское шоссе, 34. 239
Стр.239

Облако ключевых слов *


* - вычисляется автоматически