Министерство образования и науки РФ

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Сибирский государственный аэрокосмический университет

им. академика М.Ф. Решетнева»

УТВЕРЖДАЮ

Директор ИКТ

______________ Н.А. Терехин

_____" ____________ 2010_г.

Рабочая программа дисциплины

Проектирование ЛА

Направление подготовки: 160300 Двигатели летательных аппаратов

Специальность: 160302 Ракетные двигатели

Форма обучения: очная

Кафедра: Летательных аппаратов

Красноярск 2010 г

1. Выписка из ГОС ВПО

Проектирование ЛА – дисциплина специализации.

2. Цели и задачи дисциплины

Рабочая программа разработана на основании государственного образовательного стандарта по направлению подготовки «Двигатели летательных аппаратов» для дисциплины специализации очной формы обучения.

Основные цели и задачи курса определяются, прежде всего, требованиями подготовки специалистов по проектированию и расчету конструкций летательных аппаратов.

Цели преподавания дисциплины:

• ознакомление студентов с основами проектирования и конструирования летательных аппаратов (ЛА) для этапов предэскизного и эскизного проектирования;

• отработка и закрепление навыков применения общей методики проектирования.

Задачи изучения дисциплины:

• ознакомить с методами решения проектно-конструкторских задач при разработке баллистических ракет;

• научить методам проектирования летательных аппаратов;

• научить методам конструирования баллистических ракет и ракет-носителей.

3. Требования к уровню освоения содержания дисциплины

Дипломированный специалист должен знать:

• основные методики проектирования ЛА.

Дипломированный специалист должен владеть:

• методами конструирования баллистических ракет и ракет-носителей;

• приемами постановки инженерных задач для решения их коллективом специалистов различных направлений.

Дипломированный специалист должен иметь представление:

• об основных уравнениях движения ЛА;

• о задачах оптимизации параметров ЛА.

Дипломированный специалист должен иметь опыт:

• проектирования баллистической ракеты с жидкостным двигателем.

Для изучения дисциплины необходимо знание высшей математики (дифференциальные уравнения), физики (механика), теоретической механики, сопротивления материалов и др. дисциплин.

Знание дисциплины «Проектирование ЛА» позволит студенту стать дипломированным специалистом по направлению подготовки «Двигатели летательных аппаратов».

IV. Объем дисциплины по видам учебной работы

Набор 2006г.

Вид учебной работы	Всего	Семестры
		9
Общая трудоемкость дисциплины	5 з.е. (106 час.)	106
Аудиторные занятия, всего (час.):	51	51
в том числе: – лекции (Л)	34	34
– практические занятия (ПЗ), семинары (С), коллоквиумы (К)
– лабораторные работы (ЛР)	17	17
– другие виды аудиторных занятий
Самостоятельная работа, всего (час.):	55	55
в том числе: – курсовой проект (работа)	20	20
– расчетно-графические, домашние работы
– реферат
– другие виды самостоятельной работы	35	35
Вид итогового контроля (зачет, экзамен)	Дифзачет, экзамен	Дифзачет, экзамен

IV. Объем дисциплины по видам учебной работы

Набор 2007г.

Вид учебной работы	Всего	Семестры
		9
Общая трудоемкость дисциплины	5 з.е. (121 час.)	121
Аудиторные занятия, всего (час.):	51	51
в том числе: – лекции (Л)	34	34
– практические занятия (ПЗ), семинары (С), коллоквиумы (К)
– лабораторные работы (ЛР)	17	17
– другие виды аудиторных занятий
Самостоятельная работа, всего (час.):	70	70
в том числе: – курсовой проект (работа)	30	30
– расчетно-графические, домашние работы
– реферат
– другие виды самостоятельной работы	40	40
Вид итогового контроля (зачет, экзамен)	Дифзачет, экзамен	Дифзачет, экзамен

IV. Объем дисциплины по видам учебной работы

Набор 2008г.

Вид учебной работы	Всего	Семестры
		10
Общая трудоемкость дисциплины	5 з.е. (106 час.)	106
Аудиторные занятия, всего (час.):	51	51
в том числе: – лекции (Л)	34	34
– практические занятия (ПЗ), семинары (С), коллоквиумы (К)
– лабораторные работы (ЛР)	17	17
– другие виды аудиторных занятий
Самостоятельная работа, всего (час.):	55	55
в том числе: – курсовой проект (работа)	20	20
– расчетно-графические, домашние работы
– реферат
– другие виды самостоятельной работы	35	35
Вид итогового контроля (зачет, экзамен)	Дифзачет, экзамен	Дифзачет, экзамен

V. Содержание дисциплины

№ п/п	Название раздела дисциплины и его содержание по темам	Лекции часы	ПЗ или С часы	ЛР часы
1	2	3	4	5
1	Введение. Классификация ракет	2		5
2	Особенности баллистических ракет	6		5
3	Проектные параметры и их влияние на баллистические характеристики	8
4	Баллистический и весовой анализы	8
5	Конструирование баллистических ракет	8		7
6	Ракетно-космические системы и комплексы	2

Содержание разделов дисциплины

Раздел 1 Введение. Классификация ракет

Цели, задачи, содержание курса. Этапы проектирования летательных аппаратов. Основная задача проектирования. Методы решения проектно-конструкторских задач при разработке баллистических ракет. Основные классификационные признаки и классификация баллистических ракет (БР), ракет-носителей (РН) и ракетно-космических систем (РКС).

Раздел 2 Особенности баллистических ракет

Особенности и анализ конструктивно-компоновочных схем. Особенности баллистических ракет подводного старта. Скорость одноступенчатой ракеты. Формула Циолковского. Скорость многоступенчатой ракеты. Потери скорости. Особенности траектории БР и РН. Задачи, решаемые системой управления. Схемы вывода космических аппаратов на орбиту.

Раздел 3 Проектные параметры и их влияние на баллистические характеристики

Проектно-конструкторские параметры. Системы координат. Анализ сил и моментов, определяющих движение баллистических ракет. Уравнения движения ракеты на активном участке траектории. Траектория движения ракеты на пассивном участке траектории. Дальность стрельбы. Выбор проектных параметров ракет. Проектные параметры ракет с жидкостным и твердотопливным ракетным двигателем. Методы решения задачи выбора программы тяги РДТТ. Выбор числа ступеней ракеты. Влияние полезной нагрузки на стартовую массу ракеты.

Раздел 4 Баллистический и весовой анализы

Классификация баллистических расчетов. Задачи баллистического проектирования ракет. Влияние основных проектных параметров на скорость и дальность полета ракеты. Весовой анализ баллистических ракет. Параметры, определяющие вес отдельных элементов конструкции.

Раздел 5 Конструирование баллистических ракет

Методы конструирования баллистических ракет и ракет-носителей.

Общие требования к конфигурации. Выбор материалов отсеков.

Головные части баллистических ракет и обтекатели. Классификация, назначение, основные требования, формы головных частей. Конструктивно-силовые схемы головных частей. Механизмы отделения головных частей. Системы разделения ступеней. Классификация. Требования, предъявляемые к системам разделения ступеней. Преимущества и недостатки различных схем.

Приборные отсеки. Топливные отсеки. Классификация. Силовые и компоновочные схемы. Материалы. Основные элементы конструкции. Арматура топливных баков. Демпферы колебаний.

Хвостовой и переходный отсеки. Назначение, типы, формы отсеков, их расположение при компоновке. Элементы силового набора.

Раздел 6 Ракетно-космические системы и комплексы

Задачи теплового проектирования ракетно-космических систем.

Ракетно-космические комплексы (РКК). Системы, входящие в РКК.

VI. Практические (семинарские) занятия

– учебным планом не предусмотрены.

VII. Лабораторные работы

№ раздела дисциплины	Наименование лабораторной работы	Часы	Формы контроля выполнения работы
1	2	3	4
1, 5	Зенитная управляемая ракета	6	письменный отчет, защита
1, 5	Ракета класса «воздух-воздух»	4	письменный отчет, защита
1, 2, 5	Одноступенчатая баллистическая ракета	7	письменный отчет, защита

VIII. Самостоятельная работа

Основными видами самостоятельной работы студентов при изучении дисциплины являются: подготовка к лабораторным работам, проработка лекционного материала по конспектам, учебникам и учебным пособиям, выполнение курсовой работы; самотестирование по контрольным вопросам (тестам).

Курсовая работа:

• Проектирование баллистической ракеты с ЖРД.

IX. Учебно-методическое обеспечение дисциплины

а) основная литература:

1. Основы проектирования летательных аппаратов (транспортные системы): Учеб. пособие для технических вузов / В.П. Мишин [и др.]; Под ред. А.М. Матвеенко и О.М. Алифанова. 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 2005. – 375 с.: ил.

2. Баллистические ракеты и ракеты-носители: Пособие для студентов вузов / О.М. Али­фанов, А.Н. Андреев, В.Н. Гущин и др.; Под ред. О.М. Алифанова. – М.: Дрофа, 2004.– 512 с.: ил.

3. Современные отечественные ракеты–носители: Учеб. пособие для вузов/ В.В. Филатов, М.Д. Евтифьев, Л.Н. Лебедева и др. – Красноярск: СибГАУ, 2005. – 144 с.: ил.

б) дополнительная литература:

1. Современные зарубежные ракеты-носители: Учеб. Пособие / М.Д. Евтифьев, Л.Н. Лебедева, В.В. Филатов, В.И. Халимонович. – Красноярск: СибГАУ, 2009. –

2. Бирюков, Г.П. Основы построения ракетно-космических комплексов: Научно-производственное издание / Г.П. Бирюков, В.Н. Кобелев. – М.: Издательско-типографский центр МАТИ им. К.Э.Циолковского, 2001 – 293 с.: ил.

3. Кобелев, В.Н. Ракеты-носители: Учеб. пособие / В.Н. Кобелев, А.Г. Милованов. – М.: Моск. гос. авиац. технолог. ун-т., 1993. – 185 с.: ил.

4. Отечественные ракеты-носители / Ю.В. Павутницкий, А.Г. Мазарченков, М.В. Шиленков и др.. – СПб.: Изд. центр СПб ГМТУ, 1996. – 178 с.

5. Баллистические ракеты подводных лодок России./ Под общ. ред. И.И. Величко. - Миасс: Гос. ракетный центр «КБ им. академика В.П. Макеева», 1994. – 279 с.

6. Двигатели 1944-2000: авиационные, ракетные, морские, наземные./ Редактор-составитель И.Г. Шустов – М.: ООО «АКС - Конверсалт», 2000. – 434 с.

7. Технология производства космических аппаратов: Учебник для вузов / Н.А. Тестоедов [и др.]. – Сиб. гос. аэрокосмич. ун-т. – Красноярск, 2009. – 352, [4] л. цв. ил.

8. Кольга, В.В. Проектирование ракет с ракетным двигателем на твердом топливе: Учебное пособие / В.В. Кольга. – Красноярск: СибГАУ, 2004 – 172 с.: ил.

9. Кольга, В.В. Выбор проектных параметров баллистической ракеты: Учебное пособие / В.В. Кольга. – Красноярск: СибГАУ, 1993. – 172 с.: ил.

10. Кожухов Н.С., Соловьев В.Н. Комплексы наземного оборудования ракетной техники. – М.: КБТМ, 1998.

11. Журналы:

«Авиация и космонавтика»,

«Ракетостроение и космическая техника»,

«Новости космонавтики»,

«Полет».

X. Средства обеспечения освоения дисциплины

10.1 Методические указания и материалы по видам занятий

Информационные стенды

10.2 Контрольные вопросы и задания

Перечень вопросов для промежуточного контроля (контрольных работ) и экзамена

1. Этапы проектирования летательных аппаратов

2. Основная задача проектирования

3. Методы решения проектно-конструкторских задач при разработке баллистических ракет

4. Основные классификационные признаки и классификация баллистических ракет

5. Классификация ракет-носителей и ракетно-космических систем

6. Особенности и анализ конструктивно-компоновочных схем баллистических ракет

7. Особенности баллистических ракет подводного старта

8. Скорость одноступенчатой ракеты. Формула Циолковского

9. Скорость многоступенчатой ракеты

10. Потери скорости

11. Особенности траектории БР и РН

12. Задачи, решаемые системой управления

13. Проектно-конструкторские параметры

14. Анализ сил, определяющих движение баллистических ракет

15. Анализ моментов, определяющих движение баллистических ракет

16. Аэродинамические силы

17. Системы координат

18. Уравнения движения ракеты на активном участке траектории

19. Траектория движения ракеты на пассивном участке траектории

20. Дальность стрельбы

21. Проектные параметры ракет с жидкостным ракетным двигателем

22. Проектные параметры ракет с твердотопливным ракетным двигателем

23. Методы решения задачи выбора программы тяги РДТТ

24. Выбор числа ступеней ракеты

25. Распределение масс по ступеням ракеты

26. Влияние полезной нагрузки на стартовую массу ракеты

27. Задачи баллистического проектирования ракет

28. Классификация баллистических расчетов

29. Влияние основных проектных параметров на скорость полета ракеты

30. Влияние основных проектных параметров на дальность полета ракеты

31. Весовой анализ баллистических ракет

32. Параметры, определяющие вес отдельных элементов конструкции

33. Методы конструирования баллистических ракет и ракет-носителей

34. Общие требования к конфигурации ракет

35. Выбор материалов отсеков

36. Классификация, назначение, основные требования, формы головных частей

37. Конструктивно-силовые схемы головных частей

38. Системы разделения ступеней. Классификация

39. Требования, предъявляемые к системам разделения ступеней

40. Преимущества и недостатки различных схем

41. Приборные отсеки. Классификация. Силовые и компоновочные схемы.

42. Топливные отсеки. Классификация. Силовые и компоновочные схемы

43. Материалы, применяемые для приборных и топливных отсеков

44. Основные элементы конструкции топливных баков. Арматура

45. Демпферы колебаний

46. Хвостовой отсек. Назначение, типы, формы отсеков, их расположение при компоновке. Элементы силового набора

47. Переходный отсек. Назначение, типы, формы отсеков, их расположение при компоновке. Элементы силового набора

48. Задачи теплового проектирования ракетно-космических систем

49. Ракетно-космические комплексы

50. Системы, входящие в РКК

51. Преимущества и недостатки ракет с ЖРД и РДТТ

52. Схемы вывода КА на орбиту

XI. Материально-техническое обеспечение дисциплины

– Лаборатории кафедры ЛА:

– с конструкциями ракет класса:

«поверхность – воздух»;

«воздух – воздух»;

«поверхность – поверхность»,

– с элементами силовых элементов отсеков.

ЛИСТ СОГЛАСОВАНИЯ

Рабочая программа составлена в соответствии с ГОС ВПО по

направлению подготовки: 160300 Двигатели летательных аппаратов

Специальность: 160302 Ракетные двигатели

Рабочую программу составила

ст. преподаватель_______Семенова Л.А.________________________

должность ФИО подпись

Рабочая программа обсуждена на заседании кафедры_ЛА_________

наименование кафедры

«__4_» _марта______2010г. Протокол № _7_______

Заведующий кафедрой_____________________ /_А.Е. Михеев_______/

подпись ФИО

«_____» ______________2010г.

Рабочая программа согласована с выпускающей кафедрой_ДЛА_____

наименование кафедры

Заведующий выпускающей кафедрой:__________ /_В.П. Назаров__/

подпись ФИО