14.3. Программа для расчета положения координат центра масс и моментов инерции рн

Математические модели для этой программы расмотрены в разделе 13 настоящего учебного пособия.

На рис. 14.7 представлено окно для ввода координат элементов в составе РН, а на рис. 14.8 – геометрические характеристики отдельных элементов.

Рис. 14.7. Окно для ввода координат элементов в составе РН

Исходные данные по массам составных частей РН берутся из результатов расчета, полученных с помощью предыдущей программы (см. подраздел 14.2).

Рис. 14.8. Окно для ввода геометрических характеристик отдельных элементов РН

Результаты расчета по координатам центра масс и моментов инерции выводятся в отдельном окне программы, представленном на рис. 14.9.

Рис. 14.9. Окно для вывода результатов расчета по координатам центра масс и моментам инерции РН

14.4. Программа для поверочных расчетов характеристик движения ракет-носителей

С помощью этой программы проверяется возможность достижения ракетой заданной высоты, скорости полёта в конце активного участка траектории при принятых характеристиках РН, включая количество ступеней, силы тяги двигателей и их изменение с высотой полёта, аэродинамические силы и др. Программа выполняет интегрирование упрощенных уравнений движения РН (2.24) – (2.26) с учетом кривизны поверхности Земли и приближенно-оптимальной программы угла наклона траектории. Интегрирование можно проводить либо методом Эйлера, либо методом Рунге-Кутта 4-го порядка.

Окно программы появляется после выбора соответствующей схемы соединения ракетных блоков (см. рис. 14.2), перехода в окно «Выбор массогабаритных характеристик РН» (см. рис. 14.3) и перехода на закладку «Поверочный расчет».

Одна из таких закладок представлена на рис. 14.10. На ней имеются поля для ввода исходных данных и вывода результатов расчета, а также для вывода вспомогательных результатов, которые используются в процессе верификации программы. Все поля окна имеют соответствующие названия. Исходные данные можно вводить самостоятельно или загружать из файла, если предварительно такие файлы были созданы.

Рис. 14.10. Окно программного обеспечения, открытое на закладке «Независимый поверочный расчет 1-й ступени»

На рис. 14.11 приведены фрагменты интерфейса для ввода исходных данных на внутренних закладках. Результаты появляются после нажатия кнопки «Расчёт».

Рис. 14.11. Фрагменты интерфейса окна программы для ввода исходных данных по характеристикам ракеты-носителя

В результате расчётов определяются параметры движения РН и, в частности, скорость ракеты в конце активного участка траектории и высота полета, строятся графики изменения проектных и баллистических параметров ступеней ракеты-носителя в зависимости от времени движения. Кроме того, предусмотрена возможность сохранения исходных данных и результатов расчета в текстовые файлы и их загрузки. Результаты расчета появляются в левой нижней части окна и в специальном поле окна в виде таблицы (см. рис. 14.10).

После выполнения расчетов для всех ступеней РН на закладке «Графики» можно увидеть графическое представление результатов расчета. Некоторые из таких графиков приведены на рис. 14.12 (графики зависимостей массы РН, высоты полёта, дальности полёта, угла наклона траектории, скорости, скоростного напора от времени полета РН). Результаты расчета можно просмотреть также в протоколе расчета. При желании протокол расчета можно запомнить или распечатать.

Если заданные тактико-технические характеристики не достигаются, то производится коррекция массогабаритных и энергетических характеристик ракеты.

Данное программное обеспечение имеет модульную структуру и открыто для дальнейшего совершенствования.

Рис. 14.12. Графики зависимостей высоты полета, угла наклона траектории, скорости и скоростного напора от времени полета РН