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

НАВЕРХ