1.3. Основные этапы процесса параметрического проектирования

Проблема проектирования ракет, в частности с РДТТ, остается сложной в силу того, что изначально содержит в себе проблему необходимости удовлетворения ряда противоречивых требований, вызывающих необходимость компромисса. К таким требованиям можно, к примеру, отнести:

•создание ракеты минимальной стартовой массы; доставку максимального ПГ на заданную дальность (для УБР) или на заданную орбиту ИКО (для PH);

достижение максимальной дальности (для УБР) для заданной массы ПГ или выведение заданной массы ИКО на орбиту максимально возможной высоты и т.д.; минимальную стоимость проектируемой ракеты; максимально широкое использование сложившейся отечественной и зарубежной

технологии при сохранении достаточного уровня надежности и уровня мировой технологии производства; обеспечение минимально возможного рассеивания (максимальной точности попадания в цель) ракеты;

учет заданного диапазона температуры окружающей среды и т.п.

Все перечисленное обусловливает необходимость проведения полного комплекса работ при проектировании любой новой ракеты с ее двигательными установками, поскольку требуется учитывать факторы непрерывного совершенствования технологии производства, принципов и методов проектирования, появления новых топлив, конструкционных и изоляционных материалов и т.д. Кроме того, результаты баллистического проектирования формируют требования к характеристикам используемых топлив, конструкционных и изоляционных материалов на перспективном, не достигнутом к данному моменту уровне; к математическому аппарату; к алгоритмам проектирования на ЭВМ; к характеристикам самих используемых ЭВМ и т.д.

При значительном внешнем разнообразии алгоритмов параметрического проектирования представляется логичным выделить метод, при котором имеют место все основные этапы проектирования. Последнее особенно важно для процесса обучения студентов, инженеров, аспирантов, молодых ученых.

В зависимости от энергетических возможностей ДУ ракеты, массы ПГ и вида и параметров программы тангажа может быть реализована одна из множества траекторий полета, приводящих либо к падению ПГ на поверхность Земли (в этом случае реализуется

траектория УБР класса земля - земля), либо к выведению ИКО в КП (траектория, например, ИСЗ). Схемы траекторий приведены в подразделе 2.10.5.

Алгоритмы, изложенные в учебном пособии, осуществляют параметрическое проектирование, включающее в себя в приводимой постановке:

•предварительное определение степени сложности ракеты (т.е. количество ступеней) и формирование контурного облика ракеты с учетом начальных условий в точке старта ракеты;

определение оптимальных проектных параметров по одному из принятых критериев: детерминированному (дальность или конечная скорость) или стохастическому (вероятность попадания в заданный диапазон дальностей или конечных скоростей);оптимизация может быть осуществлена любым из реализованных на ЭВМ методов, например, методом неопределенных множителей Лагранжа или

методом направленного поиска с использованием теории оптимальных процессов; расчет для полученной ракеты аэродинамических, моментных и центровочных характеристик; получение основных характеристик движения ракеты на АУТ, включая

динамические коэффициенты общего и конкретного вида и характеристики возмущающих сил и моментов; расчет основных характеристик движения ракеты на ПУТ;

расчет характеристик рассеивания и назначение ГЗТ; определение проектно-конструкторских частных производных;

исследование влияния места расположения стартовой позиции на эффективность использования ракеты, применяемой в качестве PH (в плане конверсионного применения боевой ракеты, по какой-либо причине снятой с боевого дежурства).

Вся полученная при работе алгоритмов параметрического проектирования информация является основой для рабочего проектирования ракеты, включая использование конкретно ориентированных подсистем САПР.