Основы проектирования РН Куренков

Начальный этап курсового проектирования

После получения задания студент анализирует его и приступает к выполнению. Выбор основных характеристик и проектного облика проектируемой РН осуществляется в последовательности, которая приведена в задании.

Перед разработкой каждого раздела курсового проекта студент должен изучить или повторить соответствующий материал учебного пособия.

Требования по подробности изложения теоретического материала в пояснительной записке

Не рекомендуется в пояснительной записке приводить теоретический материал в подробном изложении, как в учебном пособии. Достаточно в каждом разделе приводить постановки задач, критерии выбора, делать ссылки на источники по методам решения. Обязательно следует приводить расчётные схемы, результаты расчётов и выводы по ним.

Разработка тактико-технических требований в учебных курсовых и дипломных проектах

Для учебных курсовых проектов допускается составлять такти- ко-технические требования в упрощенной форме в виде одной таблицы. Форма такой таблицы приведена в примере выполнения курсового проекта и оформления пояснительной записки (см. табл. Б2.1). Во второй графе таблицы должны быть приведены ссылки на нормативные документы отрасли или принятые решения комиссий различных уровней по каждому конкретному пункту ТТТ. При выполнении учебного курсового проекта допускается упрощенное обоснование, как это показано в примере.

Рекомендации при выборе топлива в курсовых проектах

1. Рекомендуется использовать, как правило, жидкие двухкомпонентные ракетные топлива. В некоторых обоснованных случаях можно использовать твёрдотопливные ускорители. По возможности использовать разработанные ранее и эксплуатирующиеся в настоя-

441

щее время ракетные блоки, например, от твердотопливных баллистических ракет.

2. Не рекомендуется на нижних ступенях РН использовать топлива с токсичными компонентами.

Требования по разработке предложений по пневмогидравлической системе

Пневмогидравлические системы студенты ракетно-космических специальностей изучают ранее в соответствующих дисциплинах специальности. Поэтому в курсовом проекте необходимо лишь подобрать подходящую пневмогидравлическую схему для одного из ракетных блоков проектируемой РН, описать вкратце её состав и функционирование. Рекомендуется использовать ПГС из монографий и учебных пособий, например из [8, 19, 30, 52] и др. источников.

Требования по разработке предложений по системам крепления и разделения составных частей РН

Системы крепления и разделения составных частей РН студенты также изучают ранее. Поэтому в курсовом проекте необходимо ограничиться разработкой следующих частных схем:

-крепления РН в элементах стартовых устройств;

-крепления и разделения ракетных блоков;

-крепления и разделения створок головного обтекателя;

-крепления и разделения полезной нагрузки (космического аппарата или разгонного блока с КА);

-крепления и разделения хвостовых отсеков (для сбрасываемых отсеков).

Необходимо также описать функционирование систем разделения всех составных частей ракеты.

Требования к описанию конструкции и функционирования ракеты в полете

В данном разделе курсового проекта должно быть представлено описание конструкции РН и его составных частей, а также функционирование РН в полете. В этом описании, по сути, должны быть представлены вкратце все предыдущие этапы разработки проекта,

442

включая выбранное топливо, схему соединения ступеней, компоновку отдельных отсеков, ракеты в целом и т.п.

Описание конструкции следует начинать в последовательности расположения крупных составных частей ракеты космического назначения, как правило, по схеме «снизу-вверх».

При описании конструкции отсеков необходимо охарактеризовать все элементы, представленные в предварительной массовой сводке, например для бака: обечайки, днища, шпангоуты, тоннельные трубопроводы.

Описание функционирования РН в полёте следует начинать с момента выдачи команды «Пуск», разрыва всех механических (элементов крепления ракеты к стартовому столу), электрических, гидравлических и пневматических связей и включения в работу бортовых систем.

При описании функционирования рекомендуется рассмотреть основные этапы, сделав, например, следующие заголовки:

-функционирование ракеты-носителя на этапе полета первой ступени;

-функционирование ракеты-носителя на этапе полета второй ступени;

-функционирование ракеты-носителя на этапе полета третьей ступени;

-функционирование ракеты-носителя в случае возникновения аварийной ситуации до отделения головного обтекателя;

-функционирование ракеты-носителя в случае возникновения аварийной ситуации после отделения головного обтекателя.

При описании функционирования каждого из ракетных блоков необходимо рассмотреть вопросы:

-включение и выключение двигателей;

-управление по каналам тангажа, рыскания и крена;

-схема разделения ракетных блоков;

-срабатывание элементов системы крепления и разделения;

-торможение ракетных блоков.

При описании работы системы аварийного спасения ракетыносителя, предназначенной для запуска пилотируемых КА, необходимо описать последовательность этапов работы этой системы, на-

443

чиная с момента возникновения аварийной ситуации и кончая моментом приземления спускаемого аппарата.

Промежуточный контроль

Предварительный отчет о выполнении каждого этапа курсового проекта оформляется в виде отдельных страниц в текстовом редакторе Microsoft Word. При этом необходимо делать соответствующий заголовок, например: "Выбор потребной характеристической скорости". В конце каждого раздела делаются соответствующие выводы.

Преподаватель во время предварительной приёмки отдельных этапов курсового проекта может делать замечания как по существу изучаемого вопроса, так и по форме представления отчетного материала. При этом студент должен ответить на контрольные вопросы, которые приведены в конце разделов учебного пособия.

Не рекомендуется принимать отчеты студентов за последующие этапы курсового проекта, если не приняты отчеты за предыдущие, так как последующие этапы основаны на знании теоретического материала предыдущих.

Оформление пояснительной записки

Для оформления пояснительной записки в окончательном варианте студент, как правило, объединяет листы отчетов о выполнении отдельных этапов курсового проекта (если нет ошибок), добавив титульный лист, задание, реферат, содержание, заключение, список использованных источников и приложение.

Во введении пояснительной записки к курсовому проекту даётся обоснование необходимости создания ракеты-носителя данного класса, в заключении должны быть приведены основные выводы. В приложении должна быть приведена компоновочная схема РН.

Защита курсового проекта

На защиту курсового проекта должны быть представлены пояснительная записка и файлы твердотельной модели ракеты-носителя, а также анимационный файл, иллюстрирующий полёт РН и разделение составных частей.

Защита курсового проекта, как правило, проводится публично с присутствием преподавателей и студентов. Навыки работы студентов

444

с системой твердотельного моделирования контролируются с помощью демонстрации разработок на компьютере.

Студентам могут задаваться вопросы, касающиеся теоретических основ разработки курсового проекта, и вопросы, связанные с возможностью реализации принятых в проекте решений.

При досрочном выполнении курсового проекта его защита по усмотрению преподавателя может проходить в упрощенной форме, без подробного обсуждения проекта.

А2. Типовые вопросы, рассматриваемые в дипломных проектах

Ниже приведены типовые вопросы, которые рекомендуется отразить при выполнении дипломного проекта по теме «Проектирование ракеты-носителя».

1.Выбор схемы полета и баллистический расчет (расчет потребной характеристической скорости с учётом космодрома).

2.Аэродинамический расчет.

3.Чертеж общего вида (1 лист формата А1).

4.Выбор расчетных случаев.

5.Расчет нагрузок на аппарат (эпюры N, Q, M).

6.Подбор сечений силовых элементов конструкции.

7.Разработка конструктивно-компоновочной схемы РН (3-4 листа формата А1).

8.Разработка чертежа отсека ракетного блока (бака, хвостового отсека, приборного отсека или переходного отсека - 2-3 листа формата А1).

9.Разработка конструкции отсека проектируемой ракеты в системе твердотельного моделирования (1-2 листа формата А1). По согласованию с преподавателем может быть проведен расчет на прочность одного из отсеков проектируемой ракеты с помощью системы конечно-элементного моделирования NASTRAN.

10.Перечень наземных и лётных испытаний для подтверждения работоспособности и надежности изделия.

11.Монтажные работы с изделием (схема монтажных работ).

12.Особенности функционирования изделия при эксплуатации.

445

13.Описание изделия (конструкция, бортовые системы, список готовых изделий, список элементов конструкции, изготавливаемых смежными организациями, перечень конструкционных и других материалов).

14.Вопросы технологии изготовления РН (перечень технологических процессов, используемых при эксплуатации изделия, чертеж приспособления для сборки, клепки, сварки, испытаний и т.п. - 1-2 листа формата А1).

15.Оценка эффективности изделия (экономический расчет - 1 лист формата А1).

16.Вопросы безопасности жизнедеятельности и охраны окружающей среды.

Приведенные вопросы изучались студентами по дисциплинам специальности по различным кафедрам:

- летательных аппаратов; - динамики полета и систем управления; - гидроаэродинамики;

- прочности летательных аппаратов; - производства летательных аппаратов и управления качеством в

машиностроении; - безопасности жизнедеятельности;

- организации производства.

В дипломном проекте по результатам поверочного расчёта рекомендуется представить циклограмму запуска ракеты-носителя.

446

Учебное издание

Кирилин Александр Николаевич Ахметов Равиль Нургалиевич, Куренков Владимир Иванович

Выбор основных проектных характеристик и формирование конструктивного облика ракет-носителей

Учебник

Редакторская обработка Т. К. Кретинина Компьютерная верстка В. И. Куренков Доверстка В. И. Куренков

Подписано в печать 31.09.15 г. Формат 60х84 1/16. Бумага офсетная. Печать офсетная.

Печ. л. 28,0.

Тираж ___ экз. Заказ

Самарский государственный аэрокосмический университет. 443086 Самара, Московское шоссе, 34.

Изд-во Самарского государственного аэрокосмического университета.

443086 Самара, Московское шоссе, 34.

447

Кирилин Александр Николаевич Ахметов Равиль Нургалиевич

Куренков Владимир Иванович

448