- •Конспект лекций по дисциплине «Устройство и проектирование ла»
- •Москва, 2012 г. Основные обозначения и сокращения
- •Введение
- •1. Строение и основные параметры атмосферы Земли
- •Стандартная атмосфера (сокращенная) Земли
- •1.1. Классификация ракет
- •2. Характеристика реактивного принципа движения и особенности ракетного полета
- •2.1. Траектория полета ракеты-носителя
- •2.2. Силы и моменты, действующие на ла на активном участке траектории полета
- •2.2.1. Движение точки переменной массы
- •2.2.2. Тяга ракетного двигателя и показатели его эффективности
- •2.2.3. Первая задача Циолковского
- •2.2.4. Формула Циолковского для многоступенчатой ракеты
- •3. Общие сведения об устройстве рн
- •3.2. Конструктивно-силовые схемы корпуса ступени
- •3.2.1. Структура корпуса ступени
- •3.3. Баки
- •3.3.1. Назначение баков и требования, предъявляемые к ним
- •3.3.2. Схемы баков
- •3.3.3. Конструкция баков
- •3.3.3.1. Гладкие баки
- •3.3.3.2. Бак с продольным набором
- •3.3.3.3. Шпангоуты бака
- •4. Системы наддува топливных баков
- •4.1. Предохранительные устройства для сброса избыточного давления
- •5. Арматура топливных баков
- •5.1. Заборные устройства баков
- •5.2. Система синхронного опорожнения баков (соб)
- •5.3. Система контроля уровня при заправке (ску)
- •5.4. Трубопроводы, тоннельные трубы
- •5.5. Сильфоны и гибкие трубопроводы
- •5.6. Соединения трубопроводов
- •5.7. Устройства в баках для гашения колебаний топлива
- •5.8. Крепление элементов арматуры
- •5.9. Люки, штуцера, фланцы баков
- •6. Конструктивно-силовые схемы отсеков корпуса рн
- •6.1. Бесстрингерные (гладкие) отсеки
- •6.2. Каркасные отсеки
- •6.3. Отсеки вафельной конструкции
- •6.4. Отсеки гофрированной и сотовой конструкции
- •6.5. Ферменные отсеки
- •7. Системы разделения ступеней и отделения головной части
- •7.1. Конструкция элементов систем разделения и отделения гч
- •8. Конструкция элементов специального назначения корпуса рБл
- •8.1. Теплозащитные днища (донная защита)
- •8.2. Теплозащитные экраны
- •8.3. Отражательные устройства
- •8.4. Узлы связи с комплексом наземного оборудования (связи "борт-земля")
- •8.5. Транспортировочные опоры
- •8.6. Узлы силового крепления рн к стартовому сооружению
- •8.7. Узлы силовой связи с агрегатами обслуживания
- •8.8. Заправочные соединения компонентов топлива
- •8.9. Платы электрических и пневматических разъемов
- •Литература
- •Содержание
3. Общие сведения об устройстве рн
Летательный аппарат (ракета-носитель) – сложная техническая система, состоящая из большого количества элементов, состав и наиболее существенные взаимосвязи которых раскрываются ее структурной схемой (рис. 3.1).
Схема имеет несколько уровней иерархии.
Рис. 3.1. Структурная схема РН
В проектных расчетах используется деление ЛА на ступени и ракетные блоки (РБл). Совокупность РБл многоступенчатой ракеты является собственно ракетной частью, обеспечивающей в конце активного участка траектории транспортируемому полезному грузу требуемые кинематические параметры движения. В ракетах космического назначения (РКН), предназначенных для выведения полезных грузов на ОИСЗ, ракетную часть принято называть РАКЕТОЙ-НОСИТЕЛЕМ (РН).
Второй уровень иерархии (наиболее высокий), составляют ступени многоступенчатой РН.
СТУПЕНЬ – часть составной ракеты, обеспечивающая ее полет на определенном отрезке активного участка и состоящая из:
– РБл с запасами топлива;
– ДУ;
– элементов СУ;
– полезного груза ступени.
Полезный груз ступени может служить последующей ступенью многоступенчатой ракеты после отделения опорожнившихся РБл.
Третий уровень иерархии составляют:
– ракетные блоки (РБл) ступеней;
– головной блок (ГБ);
– системы управления (СУ);
– системы телеизмерений (С'Г);
– системы разделения ступеней (СРС);
– дополнительные устройства, необходимые для функционирования ступеней РН в целом.
Размещение на 3-м уровне СУ, СТ и СРС определяет их функциональную связь со ступенями РН, т.к. они существуют в законченном виде только в составе полностью собранной РН, хотя их отдельные элементы входят составной частью в автономные РБл.
На 3-м уровне структурной схемы размещены и элементы связи РН с технологическим оборудованием наземного комплекса, а также элементы системы наведения (переходные конструкции типа рам, кабель-заправочная мачта (КЗМ), прицельные призмы и т.д.).
Эти элементы являются вспомогательными и после старта РН остаются на стартовой позиции. Функционально они обслуживают всю РН в целом в период подготовки и проведения пуска.
РАКЕТНЫЙ БЛОК (РБл) – автономная часть составной ракеты, состоящая из отсеков корпуса (топливный отсек с запасами топлива, хвостовой и переходный отсеки), маршевых ДУ, аппаратуры, агрегатов и бортовой кабельной сети СУ и СТ, элементов СРС и отброса пассивных масс конструкции, а также элементов конструкции, служащих для связи борта РН с технологическим оборудованием наземного и испытательного комплексов.
КОСМИЧЕСКАЯ ГЧ (КГЧ), ГОЛОВНОЙ БЛОК (ГБ) РН является автономной структурной единицей, состав которой меняется в зависимость от решаемой задачи и практически не влияет на комплектацию РБл.
ГЧ включает:
– полезный груз (ПГ);
– головной обтекатель (ГО);
– систему аварийного покидания и спасения (САПС) – для пилотируемых космических кораблей (ПКК);
– может иметь РБл.
Головной обтекатель, образуя обтекаемую поверхность передней части РН при ее полете в атмосфере, защищает конструкцию ПГ от силового и теплового воздействия набегающего потока воздуха, а также служит для размещения (монтажа) на его внутренней поверхности ряда систем (или их элементов), участвующих в подготовке к пуску, но не функционирующих в полете.
ГО позволяет облегчить конструкцию ПГ и является пассивным элементом, надобность в котором отпадает после выхода РН из плотных слоев атмосферы (после этого он сбрасывается).