Ракетно-космическая техника и технология 2015. тез. докл. Российской науч.- техн. конф., посвященной 50-летию первого запуска РН «Протон» 16 июля 1965 года. Федеральное космическое агентство

РАКЕТНО-КОСМИЧЕСКАЯ ТЕХНИКА И ТЕХНОЛОГИЯ 2015

Тезисы докладов Российской научно-технической конференции, посвященной 50-летию первого запуска

РН «Протон» 16 июля 1965 года

Воронеж 2015

4

Федеральное космическое агентство ОАО «Конструкторское бюро химавтоматики»

ФГУП «ГКНПЦ имени М.В.Хруничева» ФГБОУ ВО «Воронежский государственный технический

университет» ФГБОУ ВО «Воронежский государственный университет»

ВУНЦ ВВС «Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина»

Институт машиноведения имени А.А. Благонравова РАН

РАКЕТНО-КОСМИЧЕСКАЯ ТЕХНИКА И ТЕХНОЛОГИЯ 2015

Тезисы докладов Российской научно-технической конференции,

посвященной 50-летию первого запуска РН «Протон» 16 июля 1965 года

(г.Воронеж, 23-24апреля 2015)

Воронеж 2015

5

УДК 613.3

Ракетно-космическая техника и технология 2015: тез. докл. Российской науч.- техн. конф., посвященной 50-летию первого запуска РН «Протон» 16 июля 1965 года [Электронный ресурс] – Электрон. текстовые и граф. данные (3,6 Мб). – Воронеж: ФГБОУ ВО «Воронежский государственный технический университет», 2015. – 1 электрон.опт. диск (CD-ROM): цв. – Систем. требования: ПК 500 и выше; 256 Мб ОЗУ; WindowsXP; SVGA с разрешением 1024x768; Abode Acrobat; CD-ROM дисковод; мышь.

– Загл. с экрана.

ISBN 978-5-7731-0430-8

Сборник содержит тезисы докладов, представленных на Российской научнотехнической конференции «Ракетно-космическая техника и технология 2015», посвященной 50-летию первого запуска РН «Протон» 16 июля 1965 года. На II ступени ракеты-носителя установлены двигатели, разработанные ОАО «Конструкторское бюро химавтоматики» и изготовленные Воронежским механическим заводом – филиалом ФГУП «ГКНПЦ им. М.В. Хруничева».

Материалы сборника отражают общие проблемы проектирования ракетных двигателей, содержат анализ рабочих процессов, вопросы производства и технологий, подготовки и проведения испытаний двигателей, проблематику использования компьютерных технологий проектирования в ракетно-космической технике.

Представленные материалы соответствуют научному направлению «Наукоемкие технологии в машиностроении, авиастроении и ракетно-космической технике» и перечню критических технологий Российской Федерации, утвержденному Президентом Российской Федерации.

6

ВВЕДЕНИЕ

Ракета «Протон», относящаяся к тяжелому классу, была разработана под руководством генерального конструктора академика Челомея, изготовлена на заводе им. М.В. Хруничева. В свой первый полёт двухступенчатая ракета стартовала под названием «УР-500». Двигательная установка второй ступени ракеты укомплектована четырьмя двигателями, разработанными под руководством главного конструктора ОКБ-154 С.А. Косберга (ныне - КБХА) и изготовленными на Воронежском механическом заводе. Через некоторое время ТАСС сообщило, что 16 июля в космос успешно выведен тяжелый спутник «Протон-1». По имени этого первого спутника ракета «УР-500» в дальнейшем и получила новое название «Протон». К тому времени (1967 г.) она «приросла» третьей ступенью, двигатели которой также разработаны в КБХА.

Начиная с 65-го года, до наших дней она используется для запуска орбитальных пилотируемых и автоматических межпланетных станций, геостационарных спутников связи, других космических аппаратов. При ее помощи доставляются грузы на МКС. РН«Протон» явилась средством выведения всех советских и российских орбитальных станций «Салют-ДОС»и«Алмаз», модулей станций «Мир»иМКС, планировавшихсяпилотируемыхкосмических кораблейТКСиЛ-1/«Зонд»(советской лунно-облётной программы),а также тяжёлыхИСЗразличного назначения имежпланетных станций. С середины 2000-х годов основной модификацией ракеты-носителя «Протон» стала РН «Протон-М», используемая для запуска как федеральных российских, так и коммерческих иностранныхкосмических аппаратов.

На конференции работали следующие секции: Проектирование энергодвигательных установок и

электроракетных двигателей.

Автоматизация и информационные технологии при проектировании энергодвигательных установок.

Производство и прогрессивные технологии в энергетическом машиностроении.

Подготовка и проведение испытаний энергодвигательных установок.

5

УДК 621.165

КАК ЭТО БЫЛО

(из воспоминаний очевидца первого пуска ракеты «Протон»)

А.Ф. Ефимочкин, КБХА, д-р техн. наук, проф., гл. констр.

Июль – макушка лета 1965 года. Кызылординская степь – станция Тюратам – космодром «Байконур». Температура в тени – 45 градусов Цельсия, температура песка у желтых вод Сырдарьи – более 70 градусов. Население поселка и космодрома с заметным возбуждением готовится к некоему небывалому до сих пор событию – пуску сверхмощной ракеты с площадки №95. Ракета двухступенчатая, называется «УР-500». Двигательная установка второй ступени ракеты укомплектована четырьмя двигателями, разработанными в ОКБ-154 (ныне - КБХА) и изготовленными на Воронежском механическом заводе. Ракета разработана в филиале №1 ОКБ-52 В.Н. Челомея (ныне - КБ «Салют»), изготовлена на заводе им. М.В. Хруничева. Нас, воронежцев, командированных для обеспечения подготовки к пуску «УР-500» и анализа результатов, было достаточно много (Шишкарев Е., Мартыненко Ю., Липлявый И., Першин В. и др.). Жили, в основном, на площадке №10 («десятке») в гостинице барачного типа, в разговорах упоминаемой как «Золотой клоп». В нашем распоряжении был потрепанный «газик» с открытым верхом (брезентовый тент вместе с сиденьями был накануне украден местными жителями). Администрацией космодрома в рамках защитных мероприятий на случай аварийной ситуации при старте ракеты было предусмотрена эвакуация всех людей, не задействованных в стартовом расчете, за пределы 40 километровой зоны от стартового сооружения. Окна в гостиницах, домах и служебных помещениях, находящихся в пределах этой зоны, были оклеены крест-накрест полосками бумаг, входные двери в гостиницах были заперты на замок. Территория была полностью безлюдной. Все это усиливало ощущение приближения чего-то необычного и опасного. В пусковой команде от воронежцев был задействован военпред цеха №55 Анатолий Карпов (мой «однокашник»). Для всех остальных, не задействованных непосредственно в пусковой команде, была установка - «держаться

6

подальше». Однако, нам, молодым и любопытным, конечно, хотелось поближе посмотреть старт новой мощной ракеты. И мы под покровом утренних сумерек в назначенный день втихую выехали в степь и заблаговременно на безымянном бугорке на приличном удалении от пусковой площадки заняли наблюдательные позиции. Проходит назначенное время старта (900 утра), ракеты нет, а в глазах рези от напряжения. Проходит еще час пристального вглядывания вдаль - результат тот же, только глаза слезятся. Проходит еще час и мы понимаем – что-то пошло не так. Солнце начинает нас убивать (крыши то в машине нет). Пытаемся спрятаться от солнца под машиной, но, увы, тпервого пуска ракеты УР-500 («Протон»). Тут же приходится отказываться от этой идеи - из всех мест днища машины крупными каплями стекало раскаленное масло. К часу дня становилось окончательно ясно, что старт не состоялся и нам пора возвращаться на «десятку». Вечером мы узнаем об отложенном по техническим причинам пуске на завтра. И это «завтра» повторялось несколько раз. Наконец, нам надоело возвращаться на «десятку» и мы поехали пересидеть очередную отсрочку на запломбированную безлюдную площадку № 95, где у нашего предприятия был недостроенный коттедж. Коттедж расположен прямо перед пусковой площадкой (на глаз 4-5 км). Условие пребывания здесь должно быть одно – нас никто не должен видеть. Машину загнали в гараж, а сами приняли холодный душ и прилегли отдохнуть. И тут (бывает же) раздается звонок от А. Карпова. Он коротко сообщил, что кнопка «Пуск» нажата и начато «проигрывание» 17-минутной штатной циклограммы пуска. При этом Карпов добавил, что нас «засекла» охрана и выслан наряд для нашего ареста. Мы в легкой панике – успеть бы отъехать как можно дальше. Выгоняем машину из гаража и мчимся прочь, поглядывая на часы. Проехав немного, останавливаемся и, не заглушая мотора, смотрим на ракету – она как на ладони. Появились клубы дыма и пламенные струи работающих двигателей первой ступени. Ракета медленно уходила в небо. Гул двигателей и дрожание почвы под ногами ощутили несколько позднее.

Внимательно следили за ускоряющимся полетом ракеты в надежде увидеть момент разделения ступеней. Но, увы, некоторым (и мне в том числе) не хватило остроты зрения для созерцания столь важного для нас момента - запуска наших двигателей (возможно,

7

помешала набежавшая тучка). Поняв, что мы дальше ничего интересного не увидим, и, сознавая, что мы находимся в запретной зоне на виду у охраны космодрома, мы быстро развернулись и двинулись обратно. По дороге наша машина растворилась в потоке «генеральских» машин, вырвавшихся к тому времени из зоны «бункера» с «высокопоставленными» пассажирами, и мы, таким образом, благополучно избежали наказания за нарушение установленного регламента пребывания на космодроме. Между прочим, среди «высокопоставленных» был также наш главный конструктор А.Д. Конопатов.

Через короткое время ТАСС сообщило, что 16 июля в космос успешно выведен тяжелый спутник «Протон-1». По имени этого первого спутника ракета «УР-500» в дальнейшем получила новое название «Протон». К тому времени (1967 г.) она «приросла» третьей ступенью, двигатели которой также разработаны в КБХА.

УДК 629.76

ПРИМЕНЕНИЕ ПРОГРАМНОГО КОМПЛЕКСА ANSYSCFXПРИ РАЗРАБОТКЕ ЖРД

И.И. Панков, студент группы РД-121 А.С. Трепалин, студент группы РД-121

Д.П. Шматов, ВГТУ,канд. техн. наук, доц., тел. +7(910)-349-6266

В современном мире использование аналитических расчетов является сложной задачей, трудоемкой и затратной по времени или вовсе невозможной. Чтобы сократить данные ресурсы используют программный комплекс ANSYS. Он решает данные задачи с помощью численного моделирования с использованием методов нелинейного программирования. Комплекс помогает также сократить затраты на испытание, позволяет наблюдать внутренние процессы в компонентах ракетного двигателя, которые невозможно увидеть при реальных испытаниях.

Для более удобного управления модулями используется графический интерфейс Workbench (рис. 1).

8

Рис. 1. Рабочая область ANSYS Workbench

Он наглядно и простопредоставляет возможность просмотра этапов решения задачи, её редактирование, а так же использование одних и тех же условий для решения нескольких задач в одном проекте или использование результатов одной задачи в качестве начальных условий для других. Позволяет комбинировать различные типы задач и приводить общее решение , например , движения газа в магнитном поле.

Решение поставленной задачи с помощью ПО ANSYSCFX идет в несколько шагов:

препроцессинг;

расчет;

постпроцессинг; Первый шаг – препроцессор.

Первая ступень препроцессора заключается в трансляции

геометрической модели детали из сторонних программ твердотельного моделирования (SolidWorks, Unigraphics, Inventor, Kompas и др.), либо создании модели в самом ANSYS с помощью встроенного модуля DesignModeler, реализованный на базе ядра

Parasolid.

Второй ступенью является генерация сетки, это – одна из важных стадия решения в комплексе. Сетка генерируется на твердотельной модели и является основой для составления решения системы уравнений. Сетки строятся на основе tetrahedrons и hexes.

9