Статьи журнала - Космическая техника и технологии
Все статьи: 435
Статья научная
Рассмотрено состояние программ по разработке мощных жидкостных ракетных двигателей (ЖРД) АО «НПО Энергомаш». НПО Энергомаш ведет свою историю с мая 1929 г., когда под руководством В.П. Глушко было создано подразделение в структуре Газодинамической лаборатории в Ленинграде по разработке ракетных двигателей и ракет. Академик В.П. Глушко многие годы был руководителем этого предприятия, он является основоположником отечественного жидкостного ракетного двигателестроения, выдающимся ученым и конструктором, одним из пионеров ракетно-космической техники, генеральным конструктором системы «Энергия-Буран». Именно для сверхтяжелой ракеты-носителя «Энергия» были разработаны самые мощные в мире ЖРД РД-170, которые стали основой для создания в НПО Энергомаш большого семейства кислородно-керосиновых ЖРД. Представлены краткие результаты выполнения программ разработки и последующей эксплуатации семейства кислородно-керосиновых ЖРД с дожиганием окислительного генераторного газа, созданного на базе ЖРД РД-170/171, разработанных для ракет-носителей «Энергия» и «Зенит». Приведены основные характеристики двигателей РД-170/171, РД-180, РД-191 и РД-181. Рассказано о поставленных задачах по разработке двигателя РД-171МВ для РН «Союз-5» и перспективах дальнейшей эксплуатации и модернизации семейства кислородно-керосиновых ЖРД АО «НПО Энергомаш».
Бесплатно
Статья научная
В статье рассмотрены содержание и структура задач интеллекту ализированного контроля состояния космических аппаратов в процессе управления полётом. Определено место контроля и дано понятие анализа, применяемое в контексте решения задач управления полётом. Кратко представлено состояние технологий контроля, применяемых в настоящее время при управлении полётом современных космических аппаратов и орбитальных комплексов. Приведены результирующие сведения об использовании автоматизированных способов анализа телеметрической информации для эксплуатирующейся в настоящее время отечественной космической техники. Сформулированы основные недостатки процесса контроля, которые усиливаются с учётом современных тенденций развития космических программ. Устранение недостатков предлагается осуществить за счёт разработки и внедрения процедур интеллектуализации в процесс анализа телеметрической информации. Дано представление об интеллектуальном анализе и его ключевых преимуществах для технических приложений. Представлены основные предпосылки расширения автоматизации процесса контроля при управлении полётом космических аппаратов. Изложена принципиальная схема работы интеллектуализированной системы контроля с учётом особенностей её работы.
Бесплатно
Создание и пятнадцатилетний опыт эксплуатации ракетно-космической системы «Морской старт»
Статья научная
Рассмотрены преимущества морского базирования ракетно-космического комплекса «Морской старт» (Sea Launch). Приведены назначение и основные характеристики стартовой платформы, сборочно-командного судна, ракеты космического назначения «Зенит-3SL» с разгонным блоком ДМ-SL. Описаны особенности подготовки к старту, действующие на судно нагрузки при старте, действия экипажа после старта, управление пуском ракеты и ее полетом. Приведены результаты коммерческих пусков ракеты космического назначения с 1999 г. по настоящее время.
Бесплатно
Статья научная
В статье предложены конструкции трансформируемых систем космических аппаратов, создаваемых непосредственно в космосе. В их основе лежит принцип разворачивающихся чечевицеобразных рукавов. Предложенные технические решения основаны на существующей технологии изготовления рукавов и конструкции механизма подачи намотанного на барабан рукава. В результате реализованы технические решения, способные обеспечить, как показали модельные испытания, создание устройств для трансформирования различных конструкций на заданные расстояния при малых габаритах в стартовом положении. Показаны результаты оценочных расчётов жёсткостных параметров рассматриваемых систем при их различном конструкционном исполнении. Выполнен анализ возможности использования предлагаемых трансформируемых систем в космической технике. Предложены области использования таких систем в наземных условиях, в частности, в транспортабельных вышках для различных функциональных нагрузок.
Бесплатно
Статья научная
Статья содержит результаты создания упрощённой математической модели рулевого тракта космического ракетного блока с применением аппроксимации нелинейных гидравлических характеристик двухдроссельного электро -гидравлического усилителя рулевой машины методом многомерной кубической сплайн-интерполяции-экстраполяции. Отличительная особенность разработанного метода заключается в том, что при математическом моделировании сложные аналитические зависимости характеристик не требуются, а для их аппроксимации в процессе расчётов используются только табличные представления экспериментальных данных. Представленные в настоящей работе многомерные методы аппроксимации, основанные на кубической сплайн-интерполяции-экстраполяции характеристик, прошли апробацию в математических моделях рулевых трактов систем управления вектором тяги маршевых двигателей ракетных блоков и показали свою высокую эффективность. Показывается, что увеличение гидравлической силы, действующей на золотниковые плунжеры электрогидравлического усилителя со стороны потоков обтекающей их жидкости в статически устойчивой рулевой машине, не может приводить к автоколебаниям в рулевом тракте, т. е. не влияет на его динамическую устойчивость, а только изменяет вид его переходной характеристики.
Бесплатно
Создание плазменных двигателей малой мощности для микроспутников
Статья научная
В статье представлены результаты решений ряда практических задач, возникших при разработке нового плазменного двигателя малой мощности и оптимизации принципиальной схемы с целью повышения эффективности его функционирования, а также снижения энергетических затрат на генерацию тягового усилия. Представлена концепция принципиальной схемы плазменного двигателя с полым магнитным анодом. Изложены результаты исследовательских работ, направленных на создание перспективных плазменных двигателей малой мощности в диапазоне 70..300 Вт, обеспечивающих повышенные выходные параметры при снижении массогабаритных характеристик. В результате проведенных работ были разработаны двигатели малой мощности ПлаС-34 и ПлаС-40. Описаны итоги исследований влияния конструктивных параметров магнитной и разрядной систем на эффективность функционирования рассматриваемых двигателей. Определены особенности работы и поведение удельных параметров и характеристик плазменных двигателей новой схемы при различных режимах. Продемонстрированы преимущества двигателей типа ПлаС в сравнении с известными аналогами, а также конкурентоспособность и перспективность их применения.
Бесплатно
Сочетая традиции и новаторский подход
Статья научная
В статье представлен обзор основной деятельности АО «НПО Лавочкина», начиная с 1930-х гг. по настоящее время, а также описание перспективных проектов. Приведены разноплановые программы разработки и производства космических комплексов для научных исследований объектов дальнего и ближнего космоса. К 75-летней годовщине образования РКК «Энергия» рассматриваются точки взаимодействия между старейшими космическими предприятиями. Освещается вопрос передачи лунной и планетной тематики ОКБ-1 коллективу Машиностроительного завода имени С.А. Лавочкина и назначения на должность главного конструктора Георгия Николаевича Бабакина. Кратко анализируются задачи, решаемые космическими аппаратами, и пути их реализации. Изложены ближайшие перспективы отечественной и международных космических программ.
Бесплатно
Сплав 1570С - материал для герметичных конструкций перспективных многоразовых изделий РКК «Энергия»
Статья научная
Оптимизирован химический состав алюминиевого сплава 1570С применительно к созданию изделий ракетно-космической техники многоразового использования. Освоено промышленное производство сплава 1570С. Проведены всесторонние исследования и выпущены опытные технические условия на полуфабрикаты из сплава 1570С. Разработаны технологические рекомендации по изготовлению сварных крупногабаритных конструкций из сплава 1570С. Отработана технология изготовления элементов конструкции пилотируемого транспортного корабля нового поколения. Показано, что сварка трением с перемешиванием - эффективный и перспективный способ сварки для изготовления космических аппаратов.
Бесплатно
Способ герметичного соединения пилотируемого лунохода и напланетного модуля
Статья научная
В статье рассмотрены различные способы решения новой задачи - устранения рассогласования стыковочных интерфейсов пилотируемого герметичного лунохода и лунного модуля для создания их герметичного соединения. Проведено сравнение способов, выбрано использование в конструкции лунохода 6-степенной платформы, управляемой по контактным силам стыковочных интерфейсов. Разработаны макеты лунохода и станции, осуществляющих соединение интерфейсов выбранным способом. Представлены результаты их испытаний. Приведены описание конструкции макетов; циклограмма управления луноходом; алгоритм автоматической (роботизированной) стыковки; состав датчиковой аппаратуры; состав программного обеспечения. Рассмотрен проект стыковочного агрегата лунохода, отличающегося отсутствием в его составе стыковочного механизма. Сделан вывод о том, что предлагаемый способ устранения рассогласования стыковочных интерфейсов принципиально реализуем и работоспособен.
Бесплатно
Статья научная
В статье рассматриваются новые полигармонические методы расчёта амплитудно-фазовых частотных характеристик нелинейных динамических объектов и систем управления с заданной погрешностью вычислений и за минимальное время. Исследуется работоспособность этих новых полигармонических методов. Показывается, что при использовании комбинированного полигармонического метода, в котором одновременно осуществляется анализ достаточности постоянства средних значений коэффициентов Фурье исследуемых гармоник и анализ достаточности постоянства суммы их средних значений, нормированных номером гармоники, существенно сокращается машинное время вычисления частотных характеристик первой гармоники нелинейных динамических объектов. Разработанный новый комбинированный полигармонический метод может применяться в программах расчётов частотных характеристик нелинейных динамических объектов, регуляторов и следящих систем управления, а также для их спектрального анализа и идентификации их параметров. Метод также может найти применение при создании новых анализаторов частотных характеристик и анализаторов спектра.
Бесплатно
Спутниковая навигация космических аппаратов на лунной орбите
Статья научная
Предложена концепция построения системы спутниковой навигации для обслуживания космических аппаратов, находящихся на лунных орбитах, орбитах перелета Земля-Луна-Земля, а также на околоземных участках орбит (до расстояний ~1 млн км) космических аппаратов дальнего космоса. Предложенная концепция предполагает развитие существующей системы ГЛОНАСС и использование ее инфраструктуры, а также возможность применения в качестве аппаратуры потребителя имеющейся аппаратуры с модернизированным программным обеспечением. Для предложенной концепции проведено моделирование функционирования системы навигации лунного космического аппарата, а также объекта, находящегося на поверхности Луны. Получены точностные и динамические характеристики навигационного решения для различных вариантов построения системы, даны рекомендации по выбору параметров исследуемой спутниковой навигационной системы.
Бесплатно
Статья научная
Выполнена технико-экономическая оценка эффективности использования ядерных энергетических установок в составе лунной базы для различных вариантов ее размещения на лунной поверхности, численности экипажа и степени использования лунных ресурсов. Представлено сравнение лунной атомной электростанции и солнечных энергетических установок в составе лунной базы по критерию минимума удельной стоимости производства энергии. Даны рекомендации относительно выбора типа энергоустановки для различных вариантов конфигурации лунной базы.
Бесплатно
Статья научная
Представляются схемные решения для электроракетных двигательных установок повышенной и большой мощности для применения в средствах межорбитальной транспортировки и перспективных космических аппаратах. Рассмотрены характеристики их составных частей с точки зрения решения целевой задачи - обеспечения довыведения космических аппаратов на целевые орбиты, осуществления транспортных операций к орбите Луны и исследования дальнего космоса. Рассматриваются основные критерии и методики отбора составных частей, а также проблемные вопросы их создания и наземной экспериментальной отработки. Проанализированы достоинства и недостатки применения различных вариантов двигательных установок на основе электроракетных двигателей средней и большой мощности, состояние разработок их составных частей, а также технические возможности наземной экспериментальной отработки.
Бесплатно
Статья научная
Опыт РКК «Энергия» в разработке космических аппаратов показывает, что основные расчетные случаи нагружения их конструкции реализуются на этапе совместного полета с ракетой-носителем. Точность определения нагрузок, действующих на элементы конструкции космических аппаратов, которые на стадии верификации и предполетного анализа определяются по результатам расчета «связанных» нагрузок, во многом зависит от точности динамических конечно-элементных моделей. Уточнение параметров динамических моделей проводится по результатам модальных испытаний. Приводятся результаты сравнительного анализа двух наиболее часто используемых на практике методов проведения модальных испытаний: при возбуждении колебаний объекта испытаний путем задания локального силового воздействия и путем кинематического воздействия, создаваемого с помощью стационарного вибростенда. Сформулированы преимущества и недостатки каждого метода и даны рекомендации их применимости к этапу создания изделия.
Бесплатно
Статья научная
Представлен сравнительный анализ расчетной и экспериментальной производительности солнечных батарей служебного модуля Российского сегмента Международной космической станции (МКС). Расчет выполнен с использованием специального программного обеспечения, учитывающего эффект частичного затенения солнечных батарей конструктивными элементами МКС. Алгоритм программного обеспечения предусматривает определение светотеневой картины на солнечных батареях методом трассировки лучей с последующим вычислением электрического тока из уравнений баланса напряжения. В качестве исходных данных использованы трехмерная компьютерная модель МКС, параметры орбиты, ориентации станции и подвижных элементов; вольтамперные характеристики фотоэлектрических преобразователей и блокирующих диодов. Проведен сравнительный анализ расчетных графиков показаний телеметрических датчиков. Анализ выполнен для моментального и интегрального тока солнечных батарей. В результате выделены следующие факторы, влияющие на точность расчета: упрощение расчетной геометрической модели, засветка солнечных батарей отраженным от Земли светом, невозможность точного учета ориентации затеняющих элементов МКС (солнечных батарей и радиаторов Американского сегмента) из-за влияния текущей потребности МКС в электроэнергии. Выполнена оценка погрешности расчета, даны рекомендации по применению программного обеспечения, показаны пути совершенствования методики расчета.
Бесплатно
Статья научная
Для разрабатываемого РКК «Энергия» многоразового пилотируемого корабля «Федерация» планируется использование парашютно-реактивной системы посадки, задачей которой является обеспечение близкой к нулю скорости движения возвращаемого аппарата на момент касания посадочной поверхности. В штатных ситуациях посадка аппарата осуществляется на подготовленные грунтовые площадки. В нештатных ситуациях аппарат сможет совершать посадку в том числе и на воду. В этом случае для проектных исследований необходимо знание уровней гидродинамических воздействий на корпус аппарата и динамики его поведения в водной среде. Ввиду большого разнообразия возможных режимов посадки на воду поиск требуемых характеристик традиционным экспериментальным путем, использовавшимся при создании кораблей Apollo и «Союз», не рационален прежде всего из-за большого потребного объема испытаний и их ограниченной информативности. Поэтому целесообразно применение компьютерного моделирования процесса посадки в современных программных комплексах с предварительной их валидацией. В данной работе представлены результаты тестирования программного комплекса FlowVision разработки ООО «ТЕСИС» с использованием экспериментальных данных, полученных при модельных испытаниях командного модуля корабля Apollo. Представлены данные по изменению давления на поверхности аппарата в процессе погружения и динамике его поведения в водной среде. Продемонстрирована целесообразность использования данного комплекса для исследований процесса посадки возвращаемого аппарата корабля «Федерация».
Бесплатно
Статья научная
Предлагается подход к определению эффективности транспортной системы на базе многоразового межорбитального буксира с ядерной электроракетной двигательной установкой большой мощности, который заключается в использовании нового критерия, определяющего условия максимальной эффективности применения многоразового межорбитального буксира. Предлагаемый критерий представляет собой разницу в затратах на программу полетов, выполняемую транспортной системой на базе многоразового межорбитального буксира и альтернативной ей транспортной системой на базе химических разгонных блоков с жидкостными ракетными двигателями при одинаковой суммарной массе полезного груза, доставленного на целевую орбиту. Эффективность применения нового критерия проиллюстрирована на примере решения задачи по доставке полезных грузов на низкую окололунную орбиту и выбора проектных параметров энергодвигательной установки многоразового межорбитального буксира.
Бесплатно
Статья научная
В статье приведены результаты сравнительных оценок точности для прикладных спутниковых систем наблюдения (ССН) на высокоэллиптических орбитах типа «Молния» на базе ранее представленного критерия анализа точностных характеристик прикладных спутниковых систем наблюдения объектов на поверхности Земли и/или в приземном слое, который не связан с особенностями бортовой аппаратуры, а учитывает структуру и динамику ССН. Приведён алгоритм численного моделирования ССН. Рассмотрены точностные характеристики ССН на высокоэллиптических орбитах при различных вариантах их построения, а также комбинированный вариант с привлечением космических аппаратов на геостационарной орбите. Определены основные проектно-баллистические параметры, определяющие точность ССН. Результаты могут использоваться для начального выбора конфигурации ССН на высокоэллиптических орбитах на этапе предварительного проектирования.
Бесплатно
Средства посадки пилотируемого транспортного корабля нового поколения
Статья научная
В статье приводится обзор средств приземления космических кораблей, рассматриваются виды посадки, критерии выбора способов приземления, средства обеспечения безопасности экипажа при посадке, назначение и состав комплексов средств приземления и требования к ним. Рассматриваются достоинства и недостатки средств приземления бывших в эксплуатации, эксплуатируемых и разрабатываемых космических кораблей РКК «Энергия», а также космических кораблей, разработанных за рубежом. Приводятся варианты состава комплекса средств приземления пилотируемого транспортного корабля нового поколения для реализации реактивной и парашютно-реактивной схем посадки, которые прорабатывались РКК «Энергия» на этапах эскизного и технического проектирования, приводятся их достоинства и недостатки, критерии выбора. Анализируется перераспределение функций между составными частями разработанного комплекса средств приземления, назначение и основные характеристики входящих в него составных частей, таких как парашютная система, посадочная твердотопливная двигательная установка, посадочное устройство и амортизационные кресла космонавтов. Приводится сравнительный анализ средств приземления проектируемых и эксплуатируемых космических кораблей РКК «Энергия» по массовому критерию.
Бесплатно
Стабилизация орбитальной ориентации космического аппарата
Статья научная
Рассматривается задача орбитальной стабилизации космического аппарата при несовпадении связанной системы координат с главными осями инерции. С применением метода точного размещения полюсов получены аналитические выражения матрицы обратной связи регулятора задачи орбитальной стабилизации космического аппарата.
Бесплатно
