1. ВВЕДЕНИЕ 3
2. ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ 8
2.1 ОПИСАНИЕ ВЫБОРА КОНСТРУКЦИИ НАПОЛНИТЕЛЕЙ 13
2.2 АНАЛИЗ ТРЕБОВАНИЙ К СОСТАВУ НАПОЛНИТЕЛЯ ДЛЯ РД ТТУ 19
2.3 ВНУТРИБАЛЛИСТИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ 21
2.4 ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ТТУ 24
2.4.1 Обзор методой определения энергетических
характеристик РДТТ 25
2.4.2 Расчёт энергетических характеристик РДТТ ТТУ 33
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 36
ПРИЛОЖЕНИЕ 37
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 45
Мировой опыт применения космических твердотопливных двигателей показывает, что всё больше стран активно применяют твёрдотопливные ускорители для космических ракет-носителей (КРН) в состав которых входят крупногабаритные твердотопливные установки с массой топлива от 30 до 600 тонн, выполняющие функции стартовых ступеней, выводящих на орбиту космические спутниковые системы и пилотируемые корабли.
Создание твердотопливных ускорителей для космических ракет носителей является актуальной проблемой, решение которой позволит повысить тяговооруженность традиционных жидкостных носителей и их грузоподъемность с учетом растущих потребностей по выводу на орбиту больших масс полезной нагрузки. В отечественном ракетостроении имеется положительный опыт использования элементов данных комплексов в качестве космической ракеты-носителя для выведения на орбиту малогабаритных спутников различного назначения совместно с зарубежными партнерами (ракеты «Старт», «Старт-1»).
Основными преимуществами применения твёрдотопливных двигателей в КРН являются:
♦ высокая надёжность конструкции за счёт минимального количества систем;
♦ эксплуатационная безопасность;
♦ отсутствие предстартовой подготовки;
♦ возможность двойного использования;
♦ варьирование грузоподъёмностью ракет-носителей при
минимальной доработке;
♦ конкурентоспособная стоимость.
За рубежом создание новых PH реализуется за счёт модернизации твердотопливных ракетных блоков, являющихся базовым элементом практически всех зарубежных носителей (семейства PH Falcon, Atlas V, Delta IV, Ares-1, Ares-5, Vulcan (США), Ariane-V (Франция), H-Па, H-IIb, H-III (Япония), CZ-5 (КНР), GSLV (Индия).
В отечественных космических программах твердотопливные двигательные установки сверхтяжёлого класса в настоящее время не используются несмотря на то, что накопленный положительный опыт твёрдотопливной отрасли позволяет создавать узлы, не уступающие зарубежным аналогам. Сложившаяся кооперация предприятий оборонной отрасли во главе с РКК «Энергия» обладает большим научно-техническим потенциалом, а также необходимым конструкторским, технологическим и производственным опытом и имеет действующие сырьевые и экспериментальные базы для создания широкого спектра ракетных двигателей на твёрдом топливе.
Мировой опыт показывает, что ТТУ изготавливают преимущественно из моноблочных зарядов весом топлива до 75 тонн в корпусах из органопластика диаметром до 3,5 метров. Производство моноблочных зарядов массой свыше 100 тонн остаётся технически сложным проектом, поэтому повышение эффективности при изготовлении зарядов для ТТУ требует размещения базы вблизи космодрома, совместно с испытательной базой и по возможности со стартовым комплексом. Такое размещение позволяет устранить дополнительные нагрузки, связанные с транспортировкой крупногабаритных зарядов [1].
Уровень надёжности работы твёрдотопливной ракетной отрасли показывает высокий уровень безотказной работы двигательных установок на твёрдом топливе, где вероятность безотказной работы установок составляет на сегодняшний день 0,9999. Этот факт подтверждён большим количеством удачных пусков твёрдотопливных ракет, созданных за последние годы, отработавших в штатном режиме.
> Разработана принципиальная конструктивная схема наполнителя ТТУ на твёрдом топливе и показана возможность создания ускорителя для ракета-носителя сверхтяжёлого класса, состоящего из шести секций, работающих в едином корпусе.
> Достигнутые параметры разработанного ТТУ показали возможность обеспечения удельного импульса ДУ ТТУ и его баллистических и расходных характеристик.
> В ходе проведенных расчётов представлены основные технические характеристики ТТУ, а также показаны схемы сборки и технологии изготовления ТТУ, состав сборочного технологического оборудования и оснастки для сборки ТТУ и влияние его работы на окружающую среду.
> В последующей проработке конструкции зарядов необходимо провести работы по прочностной оценке работоспособности, тепловые расчёты воздействия продуктов сгорания на элементы ДУ и расчёты газодинамических процессов в многосвязных областях PH.
ПРИЛОЖЕНИЕ
