Конструкторское бюро «Южное» предоставляет исследовательский комплекс с широким спектром рассчитываемой и выдаваемой потребителям баллистической информации.

Большинство методических разработок и программно-математическое обеспечение апробированы в ходе многолетних проектных работ ГП «КБ «Южное», их корректность и эффективность подтверждены сотнями пусков ракет-носителей и космических аппаратов.

Баллистико-навигационное обеспечение полетами КА

  1. Организация баллистико-навигационного обеспечения управления полетами космических аппаратов.
  2. Разработка методик решения задач по баллистико-навигационному обеспечению эксплуатации космических аппаратов.
  3. Создание программно-аппаратных комплексов баллистико-навигационного обеспечения для центров управления полетами космических аппаратов.
  4. Разработка и создание систем отображения предпусковых операций, баллистической и специальной информации полетов космических аппаратов.
  5. Выбор и обоснование мест размещения измерительных средств;
  6. Проведение расчетов в обеспечение баллистико-навигационного сопровождения полетов космических аппаратов:
  • определение орбит космических аппаратов на основе статистических методов обработки измерительной информации;
  • прогнозирование движения космического аппарата с учетом различных возмущающих факторов: нецентральности гравитационного поля Земли, атмосферы, геомагнитных возмущений, влияния Солнца, Луны и других планет;
  • оценка точности определения и прогнозирования параметров движения космических аппаратов;
  • расчеты специальной баллистической информации (зон радиовидимости, светотеневых условий полета, трассы и др.).

Организация баллистико-навигационного обеспечения управления полетами КА. Создание систем отображения предстартовых операций, запусков и полетов КА, в том числе в реальном режиме времени.

Определение зон падения РН и их фрагментов

Расчет размеров районов падения отделяемых частей первой ступени, второй ступени, створок головного обтекателя и других элементов ракет-носителей производится по программе с использованием метода статистического моделирования.

Программа определяет предельные размеры районов падения отделяемых частей для различных климатических зон с заданной вероятностью.

Предлагаемый метод позволяет обеспечить определение оптимальных размеров территорий, выделяемых для падения отделяемых частей. Результаты расчетов по предлагаемому методу подтверждены экспериментальными данными, полученными при многочисленных пусках ракет-носителей «Зенит», «Циклон», «Днепр».

Предоставление справочной информации о находящихся на околоземных орбитах КА

Предоставление данных о находящихся на околоземных орбитах космических аппаратах и других космических объектах:

  • характеристики орбит;
  • характеристики космических аппаратов;
  • данные о запуске;
  • прогноз времени существования и районов падения;
  • и др. информация.

Формирование данных базируется на использовании широкого круга источников информации, гарантируется высокая степень достоверной информации, оперативность предоставления данных.

Информации предоставляется в виде, определяемом заказчиком.

Данные о находящихся на околоземных орбитах космических аппаратах и других космических объектах выдаются в государственные структуры.

Проектирование схем выведения группы космических аппаратов

Применяется оригинальная методика, разработки ГП «КБ «Южное», выбора параметров схемы отделения нескольких космических аппаратов от одной РН.

Методика позволяет рассчитывать параметры схемы отделения (величины и направления скоростей отделения) при использовании минимального количества типов толкателей с обеспечением безударности всех элементов орбитальной группировки и равномерного их расхождения вдоль орбиты.

Проводится расчет оптимальных схем построения орбитальных систем при использовании РН как с разгонно-разводящей ступенью, так и без нее.

Расчет динамики 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 железнодорожного базирования;
  • 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.

Предлагаемые услуги использовались при подготовке и проведении всех пусков ракет-носителей по международным программам «Интеркосмос», «Морской старт» и «Днепр».

Расчет траекторий движения ракет-носителей, разгонных блоков и космических аппаратов

В комплект расчетов траекторий движения входит:

  • расчёт траекторий РН и спускаемых в атмосфере объектов;
  • выбор оптимальных траекторий движения на основе известных и проектируемых характеристик ракет-носителей и разгонных блоков;
  • разработка Полетных заданий РН и циклограмм формирования команд;
  • оценка энергетических характеристик РН;
  • прогнозирование эволюции параметров орбиты космических аппаратов и отделяющихся ступеней РН;
  • расчет коррекций параметров орбиты и схем маневрирования;
  • оценка априорной и апостериорной точности выведения;
  • оценка рисков опасного сближения РН с орбитальными космическими объектами при пуске.

Применяются современные методы оптимизации, точные математические модели движения и работы систем.