5 Описание конструкции
Этот
этап разработки и анализа компоновочных
и конструктивно-силовых схем один
из важнейших этапов проектирования
РН, который определяет весь дальнейший
процесс ее создания и последующей
эксплуатации. Разработка анализа
и выбор компоновочной и конструктивно-
силовой схем РН проводятся совместно
с разработкой ее ракетных блоков и входящих
в их состав отсеков и элементов конструкции.
Исходными данными служат результаты,
полученные на этапе предварительного
выбора основных проектных параметров,
и требования к РН, выбранные на этапе
научно-исследовательских работ. Его важность
обусловлена тем, что компоновочная и
конструктивно-силовая схемы РН определяют
ее тактико-технические, экономические
и эксплуатационные характеристики, а
также:
весовое совершенство конструкции и систем РН;
аэродинамические характеристики;
потребную эффективность органов управления;
надежность и безопасность РН в процессе эксплуатации;
время и стоимость ее отработки до необходимого уровня надежности.
Идеальной
компоновочной будет
схема РН, при которой характеристики
составляющие ракетно-космическую систему
оптимальны, однако требования, предъявляемые
каждой из них к РН, обычно противоречивы
и задача выбора схемы сводится к определению
компромиссного решения.
5.1 Общие сведения об устройстве РН
Общий вид
РН с указанием номеров элементов
представлен на рисунке 5.1
5.2 Устройство РН
РН представляет собой
двухступенчатую ракету с последовательным
расположением ступеней, схема «Тандем» и предназначена для выведения
на околоземную орбиту высотой Н = 215[км]
полезного груза весом 28000[кг]. Все ступени
работают на нетоксичных компонентах
топлива: жидкий кислород – метан. Управление
РН на участке полета первой ступени производится
с помощью отклонения камер маршевого
двигателя, а на участке полета второй
ступени с помощью рулевого двигателя.
РН – 1 включает в себя:
РБ 1 – 2 РН включает
в себя:
- ХО – 5
- ПО – 4
- ТБ (в количестве 4 штуки) соответствующих КТ ТО – 7, 8.
ХО – 5 РБ 1 включает в себя:
- ДУ РБ 1 – 6;
- соответствующих элементов: САУ, СТИ, БКС, СБЛА на РБ 1, электрической системы РБ 1, двигательной системы РН на РБ 1;
- платы стыковки ЭРС БКС РН и ПГР двигательной системы РН;
- рамы под двигатели ДУ;
- контейнеров под элементы ХО;
- корпуса ХО.
Корпус ХО – 5 РБ 1 включает
в себя:
- цилиндрическую вставку с продольно-поперечным силовым набором
- три силовых кольца
- донную защиту.
ПО – 4 РБ 1 включает в себя:
- соответствующие элементы: САУ, СТИ, БКС, СБЛА на РБ 1, электрической системы РБ 1, двигательной системы РН на РБ 1;
- контейнеров под элементы ПО;
- корпуса ПО.
Корпус ПО – 4 РБ 1 включает
в себя:
- раму под контейнеры элементов ПО
- щит ПО с экранной конвективной теплоизоляцией на основе алюминиевой фольги
- цилиндрическую вставки с продольно-поперечным силовым набором
- два силовых кольца.
Переходная рама – 9 РБ
1 включает в себя:
- гаргрот под часть БКС РН на РБ1;
- гаргрот под элементы двигательной системы РН на РБ 1РБ 1;
- элементы части системы пиротехнических средств на РБ 1;
- плату стыковки ПГР ПГС РБ 1 с РБ 2;
- корпус переходной рамы;
- плату стыковки ЭРС БКС РН между РБ.
Корпус переходной рамы
– 9 РБ 1 включает в себя:
- силовые стержни
- два силовых кольца
- корпус прикрыт листами из композитного материала.
ТО РБ 1 включает в себя
ТБ КТ «О» и «Г», в количестве 2 штуки по каждому из
КТ (2 штуки на каждый КТ, общее количество
ТБ КТ ТО РБ 1 – 4 штуки). ТБ КТ «О» ТО РБ
1 – 8 сделан как несущий с цилиндрической
вставкой с продольно-поперечным силовым
набором и гладкими днищами, с двумя силовыми
шпангоутами, верхнее и нижнее днища, помимо
теплоизоляции, прикрыты аэродинамическими
обтекателями (2 штуки на каждый ТБ КТ «О»
ТО РБ 1 соответственно).
ТБ КТ «О» ТО РБ 1 – 8 включает в
себя:
- соответствующую ПГС
- датчики уровней и давлений.
ТБ КТ «Г» ТО РБ 1 – 7 сделан как подвесной, цилиндрическая
вставка с продольно-поперечным силовым
набором и гладкие днища; корпус ТБ КТ
«Г» ТО РБ 1 – 7 сделан с цилиндрической
вставкой с продольно-поперечным силовым
набором, с аэродинамическими обтекателями
(2 штуки) при нижнем и верхнем днище, с
двумя силовыми кольцами.
ТБ КТ «Г» ТО РБ 1 –
7 включает в себя:
- соответствующую ПГС
- датчики уровней и давлений.
РБ 2 – 3 РН включает в
себя:
- ХО – 10
- ТО – 11
- ПО – 17
- переходную конструкцию – 14
- гаргрот под газовый контур ПГС РБ 2 – 15
- гаргрот под БКС РН на РБ 2 – 16
- грузовой отсека – 18.
ХО – 10 РБ 2 включает в
себя:
- ДУ РБ 2;
- соответствующие элементы: САУ, СТИ, БКС, СБЛА на РБ 2, двигательной системы РН на РБ 2, элементов части системы пиротехнических средств на РБ 2, электрической системы РБ 2;
- плату стыковки ЭРС БКС РН между РБ;
- плату стыковки ПГР двигательной системы РН между РБ;
- рамы под двигатели ДУ;
- контейнеры под элементы ХО;
- корпус ХО.
Корпус ХО – 10 РБ 2 включает в себя:
- цилиндрическую вставку с продольно-поперечным силовым набором
- два силовых кольца
- донную защиту.
ТО – 11 РБ 2 включает в
себя один ТБ ТО РБ 2 соответствующие
КТ – 12, 13.
ТБ КТ «О» – 13 ТО РБ 2 – 11 сделан
как несущий с цилиндрической
вставкой, с продольно-поперечным силовым
набором и гладкими днищами, с
двумя силовыми шпангоутами, с соответствующей
ПГС, датчиков уровней и давлений.
ТБ КТ «Г» – 12 ТО РБ
2 – 11 сделан как подвесной с цилиндрической
вставкой, с продольно-поперечным силовым
набором и гладкими днищами, с
соответствующей ПГС, датчиков уровней
и давлений; корпус по ТБ КТ «Г» 12 выполнен с
цилиндрической вставкой (продольно-поперечный
силовой набор), с двумя силовыми кольцами.
Также ТО – 11 РБ 2 включает:
- БКС РН на РБ 2;
- гаргрот под двигательную систему РН на РБ 2 – 15;
- гаргрот под БКС РН на РБ 2 – 16;
- переходную конструкцию – 14;
- ВЧК и ППУ и АФУ части СТИ РН на РБ 2;
- контейнеров под приборы и элементы ВЧТ ППУ и АФУ;
- ПГС СБЛА на РБ 2 в ТО РБ 2;
- части ПГС РБ 2.
Переходная
конструкция – 14 ТО – 11 РБ 2 выполнена
как цилиндрическая вставка с
продольно-поперечным силовым набором.
ПО – 17 РБ 2 включает в себя:
- соответствующие элементы: САУ, СТИ, БКС, СБЛА на РБ 2, электрические системы РБ 2, ССПН, двигательные системы РН на РБ 2, элементы части системы пиротехнических средств на РБ 2;
- контейнеры под элементы ПО;
- корпус ПО.
Корпус ПО – 17 РБ 2 включает в себя:
- раму под контейнеры, приборы и элементы ПО
- щит ПО с экранной конвективной теплоизоляцией на основе алюминиевой фольги
- цилиндрическую вставку с продольно-поперечным силовым набором.
Грузовой отсек – 18
РБ 2 включает в себя:
- элементы части системы пиротехнических средств на РБ 2;
- раму под ПН;
- ГО – 19;
- ЭРС для стыковки ПН с РН;
- замки ГО – 19;
- корпус ГО – 19 грузовой отсека.
Корпус грузового отсека
– 18 РБ 2, то есть ГО – 19 включающего
в себя гладкие цилиндрические вставки
из композитного материала, продольно-поперечного
силового набора из метала, гладкого конического
участка и сферического притупления из
композитного материала.
5.3 Системы РН
Системы спроектированной РН выполнены по модульному
принципу, а так же оптимально распределены.
РН состоит
из следующих основных систем:
- САУ
- СТИ
- электрическая система
- СБЛА
- БКС
- двигательной системы
- системы пиротехнических средств.
САУ РН состоит из
- части САУ РН на РБ 1
- части САУ РН на РБ 2.
Часть САУ
РН на РБ 1 состоит из
- датчиков
- первичных преобразователей и усилителей
- коммутаторов.
Часть САУ
РН на РБ 2 состоит из
- датчиков
- первичных преобразователей и усилителей
- коммутаторов
- ГС
- НС
- ССПН
- БЭВМ.
СТИ РН состоит из:
- части СТИ РН на РБ 1
-
части СТИ РН на РБ 2.
Часть СТИ
РН на РБ 1 состоит из:
- датчиков
- первичных преобразователей и усилителей
- коммутаторов.
Часть СТИ
РН на РБ 2 состоит из:
- датчиков
- первичных преобразователей и усилителей
- коммутаторов
- ВЧК СТИ РН на РБ 2.