Читать онлайн «Расчёт баллистических и массовых характеристик транспортных космических аппаратов: практическое пособие для вузов»

В. В. НИКОЛЬСКИЙ РАСЧЕТ БАЛЛИСТИЧЕСКИХ И МАССОВЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ТРАНСПОРТНЫХ КОСМИЧЕСКИХ АППАРАТОВ КА ТКА  Министерство образования и науки Российской Федерации Балтийский государственный технический университет «Военмех» В. В. НИКОЛЬСКИЙ РАСЧЕТ БАЛЛИСТИЧЕСКИХ И МАССОВЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ТРАНСПОРТНЫХ КОСМИЧЕСКИХ АППАРАТОВ Практическое пособие Санкт-Петербург 2014 УДК 629. 784. 01(076) Н64 Никольский, В. В. Н64 Расчет баллистических и массовых характеристик транспортных космических аппаратов: практ. пособие / В. В. Никольский; Балт. гос. техн. ун-т. – СПб. , 2014. − 36 с. ISBN 978-5-85546-805-2 Изложена методика расчета баллистических и массо- вых характеристик транспортных космических аппаратов. Совместное рассмотрение указанных характеристик дает возможность получить новое качество за счет эмержентно- сти, при объединении частей в единое целое. Предназначено для студентов старших курсов ракетно- космических специальностей. УДК 629. 784. 01(076) Р е ц е н з е н т канд. техн. наук, проф. В. А. Евстафьев Утверждено редакционно-издательским советом университета ISBN 978-5-85546-805-2 © В. В. Никольский, 2014 © БГТУ, 2014  ПРИНЯТЫЕ СОКРАЩЕНИЯ И ОБОЗНАЧЕНИЯ АКА – автоматический космический аппарат; АТ − азотный тетроксид; ДУ – двигательная установка; ЖРД – жидкостный ракетный двигатель; КА – космический аппарат; КК – космический комплекс; МБ – межорбитальный буксир; МТКК – многоразовый транспортный космический аппарат; НДМГ − несимметричный диметилгидразин; ОКС – орбитальная космическая станция; ОС – обеспечивающие системы; ПН – полезная нагрузка; РаБ – ракетный блок; РБ – разгонный блок; РДТТ – ракетный двигатель на твердом топливе; РН – ракета-носитель; Ст – ступень РБ; СТС – сложная техническая система; ТГКА – транспортный грузовой космический аппарат; ТКА – транспортный космический аппарат; ТКК – транспортный космический корабль; ТС – транспортная система; аср - среднее ускорение КА; c X – аэродинамический коэффициент; g = µЗ /r2 – ускорение свободного падения в гравитационном поле Земли; h − высота орбиты; I уд – удельный импульс тяги ракетного двигателя; i − наклонение орбиты; М0 – начальная масса ТКА; М к = М 0 − m т t д − конечная масса КА; М 0 = М 01 , М 02 – начальные массы ступеней; М к1 , М к 2 – конечные массы ступеней; m – текущая, зависящая от времени масса КА; m01 , m02 , mк1 , тк 2 – начальные и конечные массы РаБ; т т – секундный расход топлива; ттi – масса топлива i-го РаБ; n0 = a0 / g 0 – начальная перегрузка КА; Р – тяга ракетного двигателя; Pi – тяга двигателя i-го РаБ; pa – давление газов на срезе сопла; ph – атмосферное давление на высоте полета; r – радиус, определяющий расстояние между центрами масс Земли и КА; r1 – расстояние между центрами масс Земли и РБ в момент выдачи первого импульса; 3  S a – площадь среза сопла; Sм – площадь миделя КА; t – время; tд – время работы двигателя; v – линейная скорость центра масс КА; tд v гр = ωкр ∫ xdt − гравитационные потери скорости; 2 0 v и – импульсная скорость; M − m т t д v к = − I уд ln 0 − конечная скорость КА; M0 v кр = µ / r − скорость КА на круговой орбите; 3 v хар = v и + v гр − характеристическая скорость; wa – скорость истечения газов на срезе сопла; X A = c X (ρv 2 / 2) S м − вектор аэродинамических сил; α ПГСi – массовый коэффициент пневмогидравлической системы подачи i-й ступени; α д = 0,05... 0,1 – массовый коэффициент РДТТ; α сi – массовый коэффициент служебных систем i-го РаБ; α σi – массовый коэффициент несущих конструкций РаБ; γ дi – массовый коэффициент двигателя; ∆i – изменение наклонения орбиты при некомпланарном перелете ТКА; ∆iп – угол поворота орбиты в перигее; µ к = М к / М 0 − относительная конечная масса КА µ кi = M кi M 0i – относительная конечная масса i-й ступени; µ ПНi = mПНi / M 0i = M 0,i +1 / M 0i – относительная масса полезной нагрузки i-й ступени; µ кN – относительная конечная масса N-й (последней) условной ступени; ϑ 0 − угол тангажа в момент включения двигателя; ρ – плотность атмосферы; ω − угловая скорость вектора тяги во время активного полета; ωкр = µ 3 / r 3 – угловая скорость вращения КА по круговой орбите. 1.