Анализ динамики управляемого полета
В комплекс расчетов входят:
1. Оценка потребных характеристик органов управления (аэродинамических и газовых рулей, жидкостных двигателей малой тяги, и т.д. ):
* математическое моделирование полета ракет-носителей;
* разработка алгоритмов управления полетом ракет-носителей;
* оценка требований к органам управления полетом и их приводам.
2. Оценка устойчивости систем стабилизации:
* оценка устойчивости частотными методами;
* проверка технической устойчивости путем математического моделирования возмущенного движения ракеты-носителя с учетом динамики управляющих органов;
* разработка корректирующих алгоритмов;
* оценка запасов устойчивости.
3. Оценка условий функционирования ракеты-носителя и ее агрегатов:
* огибающие поперечных перегрузок, углов атаки и скольжения, отклонения органов управления;
* частоты и амплитуды колебаний свободных поверхностей жидкого наполнения топливных полостей ракеты-носителя как твердого тела;
* оценка параметров возмущенного движения в моменты формирования команд на отделение КА, ступеней и т.д.;
4. Оценка параметров возмущенного движения ракет-носителей по данным зондирования высотного ветра в процессе предстартовой подготовки:
* разработка специального программного обеспечения рабочего места специалиста по метеорологическому обеспечению пуска;
* математическое моделирование полета ракеты-носителя при ветре, полученном путем запуска метеозонда при проведении предстартовой подготовки, и оценка допустимости высотного ветра для проведения пуска ракеты-носителя.
Используемые расчетные методики и программное обеспечение применимы для проведения анализа возмущенного движения ракет-носителей легкого, среднего и тяжелого классов, с жидкостными и твердотопливными двигательными установками.
При математическом моделировании учитывается действие следующих возмущающих факторов:
* ветер и разбросы термодинамических параметров атмосферы;
* возмущения параметров движения ракеты-носителя, обусловленные переходными участками полета;
* разбросы веса ракеты-носителя, характеристик ее двигательных установок, массово-инерционных и центровочных характеристик и аэродинамических характеристик.
Предлагаемое программно-методическое обеспечение успешно используется при проектирование пусковых миссий с использованием ракет-носителей и ракетных комплексов разработки КБ «Южное».
Анализ динамики переходных участков полета ‑ старта, разделения ступеней
В комплекс расчетов входит:
1. Программно-методические разработки позволяют проводить расчеты и компьютерное моделирование динамики любых переходных процессов, в частности:
Старт ракеты-носителя и сброс с ракеты-носителя стартовых элементов конструкции:
* старт ракет-носителей со стационарных пусковых установок наземного и шахтного типов;
* старт ракет-носителей с мобильных наземных пусковых установок;
* старт ракеты-носителя с самолета-носителя по схемам бомбометания, десантирования и со «спины» самолета-носителя.
Разделение ступеней:
* схема холодного разделения с помощью тормозных реактивных двигателей на твердом топливе (РДТТ);
* схема горячего разделения с запуском двигателя стартующей ступени до разделения;
* схема комбинированного («теплого») разделения с помощью газо-реактивной тормозной системы.
Сброс головного обтекателя:
* путем деления обтекателя на две створки;
* путем стягивания обтекателя с помощью пороховых двигателей и увода его в сторону от ракеты-носителя.
Отделение полезного груза:
* отделение больших одиночных космических аппаратов (КА) или ступени разведения при групповом запуске малых КА;
* отделение КА от последней ступени.
2. Проведение расчетов для определения параметров движения ракет-носителей и их элементов на переходных участках. Анализ динамики этих процессов для конкретных конструктивно-компоновочных схем с выработкой рекомендаций по циклограмме команд системы управления и конструктивному исполнению узлов и агрегатов ракет-носителей, стартового комплекса, систем отделения и разделения.
3. Проведение расчетов для динамического анализа различных механических систем (конструкций) заказчика с определением законов движения элементов системы, сил и моментов, действующих на них в различных условиях эксплуатации.
Программно-методические разработки применимы как для жидкостных, так и для твердотопливных ракет-носителей.
Анализ переходных процессов проводится с учетом практически всех возмущающих факторов, в частности:
* направление и скорость ветра;
* разброс плотности атмосферы;
* погрешность определения аэро- и газодинамических характеристик;
* разброс инерционно-центровочных характеристик;
* погрешности изготовления и монтажа ракеты-носителя и двигательных установок;
* разброс тяги двигателей;
* перекос и смещение векторов тяги двигателей;
* упругие характеристики ракеты и ее отдельных элементов;
* силовое воздействие элементов пусковой установки на стартующую ракету.
Для ракет-носителей морского и авиационного базирования учитываются также параметры возмущенного движения самолета-носителя и параметры качки морской платформы.
Предлагаемые программно-методические разработки и услуги по анализу динамики переходных процессов позволяют:
* выбирать оптимальную схему соответствующего переходного процесса;
* при необходимости выработать конкретные рекомендации по конструктивному исполнению узлов и агрегатов ракет, стартового комплекса, систем отделения и разделения;
* определять потребные характеристики средств, обеспечивающих надежность и безопасность конкретного переходного процесса;
* выбрать последовательность подачи и исполнения команд системы управления (СУ) на каждом переходном процессе (циклограмму команд СУ);
* при необходимости выработать конкретные рекомендации по алгоритмам управления на каждом переходном процессе;
* провести расчеты по определению динамических параметров каждого переходного процесса для предстоящего пуска конкретной ракеты;
* провести сравнительный анализ результатов пуска с расчетными данными.
Проведение кинематического и динамического анализов механических систем при их проектировании позволяет своевременно принять правильные конструктивные решения, оптимизировать конструкцию, уменьшить объем экспериментальной отработки и работ по доводке конструкции в процессе ее ввода в эксплуатацию. Все это, в конечном счете, приводит к повышению потребительских свойств разрабатываемой продукции.
Предлагаемое программно-методическое обеспечение успешно используется при проектирование пусковых миссий с использованием ракет-носителей и ракетных комплексов разработки КБ «Южное».
назад в каталог
