0. 6. Определение требований к элементам транспортной космической системы

Масса полезного груза грузового транспортного корабля, доставляемого на станцию

(20)

Масса грузового транспортного корабля, масса полезного груза ракеты-носителя.

(21)

где k_пггтк – коэффициент весового совершенства грузового транспортного корабля, отношение массы полезного груза к общей массе транспортного корабля.

0. 7. Определение количества модулей станции

Зная потребную массу одномодульной станции, можно рассчитать потребное количество модулей, которое определяется исходя из массово-габаритных ограничений по доставке модулей станции к месту ее сборки.

(28)

где M_{мод_ос} - масса модуля, доставляемого к месту сборки станции за один цикл транспортных операций;

k_{дсн_ос}=0,1 - статистический коэффициент, доля оборудования дооснащения в общей массе станции,

ΔM_инт=980 кг - дополнительная масса станции, образующаяся за счет деления станции на модули, статистическая величина.

Ориентировочная дополнительная масса стыка герметичных модулей станции диаметром около 4 м приведена в таблице 6.

Масса многомодульной станции может быть выражена следующим образом

(29)

Таблица 6

Дополнительная масса стыка герметичных модулей станции

№ пп	Наименование	Масса, кг
1	Дополнительные днища	300
2	Стыковочные агрегаты, включая электрические и гидравлические соединители коммуникаций	460
3	Дополнительное оборудование системы электроснабжения	50
4	Дополнительное оборудование БКУ	70
Суммарная дополнительная масса стыка		980

8. Определение потребных объемов герметичных отсеков модуля

Принимается:

- оборудование отсеков и грузы равномерно распределены между модулями,

- масса целевого оборудования, размещенного внутри герметичных объемов, составляет 80% всей массы целевого оборудования,

- масса оборудования бортовых систем, размещенного внутри герметичных отсеков станции, составляет 70% всей массы оборудования бортовых систем.

Обитаемый отсек орбитальной станции состоит из коридора и запанельного пространства, разделенных панелями интерьера.

(30)

Схема внутреннего объема герметичного отсека приведена на рис.1.

Запанельное пространство

Коридор

b

l

а

Рис.1. Внутренний объем герметичного отсека

Объем обитаемого отсека определяется следующим:

1. количеством оборудования служебных систем и целевой нагрузки, размещаемых в обитаемых отсеках;

2. количеством грузов, размещаемых в герметичных отсеках;

3. потребным свободным объемом обитания экипажа.

Для удобства дальнейших вычислений будем считать, что свободный объем обитания экипажа составляет коридор, расположенный вдоль обитаемого отсека вблизи его продольной оси (рис. 1). Коридор служит для перемещения космонавта вдоль отсека, организации рабочих мест, мест приема пищи и других. Каюты, кабины для санитарно-гигиенических процедур (далее – «душ») и кабины туалетов отнесем к зоне оборудования.

Тогда потребный объем коридора обитаемого отсека

; ;

(31)

где потребный минимальный объем коридора на одного члена экипажа. Исходя из опыта орбитальных станций «Мир» и МКС = 11 м³, что соответствует базовому блоку станции «Мир» или служебному модулю Российского сегмента МКС.

Объем зоны размещения оборудования

(32)

Наименования и значения входящих в (32) величин приведены в таблице 7.

Длина герметичного отсека (рис. 1)

(33)

где D=4,4 м – диаметр герметичного отсека, =2 м, b=2 м – ширина и высота коридора.

Таблица 7

Численные значения параметров объема герметичных отсеков

№ пп	Обозначение	Наименование	Значение	Примечание
		Объем, занимаемый приборами и агрегатами	136,4 м3
		Масса приборов и агрегатов бортовых систем, расположенных внутри герметичного отсека	1500 кг	Предварительное значение, более точно определяется из расчетных моделей бортовых систем
		Средняя плотность заполнения объемов оборудованием систем	0,11 кг/дм3	Определена из плотности заполнения приборной зоны служебного модуля МКС. Учитывает объемы, необходимые для обеспечения вентиляции приборной зоны
		Объем, занимаемый бортовой кабельной сетью	23,2 м3	Включает четыре смежные зоны между полом и бортами, бортами и потолком
		Коэффициент, отношение объема БКС к объему приборов и агрегатов	0,17	Определен из статистических данных по СМ МКС
		Объем внутри гермоотсеков, занимаемый целевой нагрузкой	40 м3
		Средняя плотность заполнения объемов оборудованием целевой нагрузки	0,2
		Масса целевой нагрузки внутри гермоотсеков	8000 кг
		Коэффициент, доля массы целевой нагрузки, расположенной внутри герметичных отсеков	0,8
		Объем, занимаемый грузами	18,84 м3
		Средняя плотность заполнения объемов запасными частями и принадлежностями	0,4 кг/дм3	ПУ
		Суммарный объем кают	10 м3
		Объем каюты	2 м3	Каюта МЛМ
		Суммарный объем душевых кабин	4,4 м3
		Суммарный объем кабин туалетов	3 м3
	,	Объем душевой кабины, кабины туалета	2,2 м3 1,5 м3
	,	Количество кабин душа и туалета	2 2

Располагаемый объем коридора с учетом днищ (каждое дает около 1 м длины коридора)

	(45)

0. 9. Разработка общего вида станции

Герметичные модули диаметром 4,4 м, солнечные батареи площадью 1064 м², пять портов для стыковки транспортных кораблей и научных модулей.

0. 10. Составление общего плана запусков модулей и кораблей

- периодичность запусков модулей.

Общее количество грузовых кораблей

(46)

- периодичность полетов грузовых кораблей.

Общее количество пилотируемых кораблей

(47)

- периодичность полетов пилотируемых кораблей.

0. 11. Расчет затрат на программу

Суммарные затраты на программу составляют

(48)

где тыс.руб./кг,

млрд.руб./кг.

0. 12. Компоновочная схема орбитальной станции

Общая конструктивно-компоновочная схема выбирается исходя из следующего:

• технических требований к объему герметичных отсеков станции, которые, в свою очередь, зависят от количества членов экипажа и массы целевого оборудования, размещаемого в герметичных отсеках;

• условий размещения внешнего целевого оборудования;

• условий работы крупногабаритного внешнего оборудования электроснабжения (например, солнечных батарей), обеспечения тепловых режимов (радиаторов);

• обеспечения зон обзора командных приборов управления движением (датчиков горизонта, звездных датчиков и других);

• размещения исполнительных органов управления движением (ракетных двигателей и силовых гироскопов);

• работы робототехнических средств обслуживания станции;

• обеспечения портов для стыковки транспортных кораблей;

• создания определенных равновесных состояний пространственного положения станции относительно центра притяжения и других факторов

13