Состав комплекса "Воздушный старт"
Дипломная работа - Транспорт, логистика
Другие дипломы по предмету Транспорт, логистика
?ую кислородно-керосиновую двигательную установку (разгонный блок) для перевода космического аппарата с низкой экваториальной орбиты на ГСО (с помощью системы управления спутника). Без дополнительного разгонного блока, только за счет двух своих ступеней, ракета - носитель сможет доставлять на геопереходную орбиту космический аппарат массой до 0,7 т;
разгонный блок, работающий на химическом топливе, сможет доставлять на геопереходную орбиту спутники массой 1,3 т, а на геостационарную - до 0,70,85 т.
- Анализ схем запуска ракеты из самолета
.1 Эффективность
Старт ракеты-носителя осуществляется следующим образом.
Ракета-носитель установлена на направляющих (бугеля). Направляющие крепятся к опорной ферме. Ферма установлена на гидрокомпенсаторы. Гидрокомпенсаторы позволяют обеспечить опирание фермы в условиях деформации корпуса самолета при полетных нагрузках. Если ферму крепить непосредственно к корпусу самолета, при деформации корпуса в местах крепления к жесткой ферме возникнут значительные сосредоточенные силы, которые могут привести к его разрушению. Гидрокомппенсаторы представляют собой небольшие гидроцилиндры, имеющие хода несколько превосходящие расчетные деформации корпуса самолета. Гидрокомпенсаторы объединены в шесть групп (по числу степеней свободы). Камеры гидрокомпенсаторов каждой из групп соединены между собой трубками. При деформациях корпуса самолета жидкость будет перетекать из одних гидрокомпенсаторов в другие, в результате чего нагрузки в каждом из гидрокомпенсаторов одной группы будут отличаться незначительно. Катапульта при помощи траверсы толкает ракету - носитель по направляющим из самолета. Благодаря катапульте ракета-носитель набирает начальную скорость 17м/с, выводится из самолета, включается двигатель ракеты-носителя и выводится из самолета уже со скоростью близкой к необходимой для вывода на орбиту.
Схемы запуска отличаются друг от друга способом десантирования ракеты - носителя из самолета.
Существует три схемы старта РН с борта самолета - носителя. С учетом схемы, разрабатываемой в данном дипломе, их получается четыре:
- Старт с помощью вытягивающего парашюта;
- Минометная схема старта;
- Старт ракеты при помощи вытяжного ракетного двигателя;
- Катапультная схема старта.
Каждая из четырех схем обладает своими достоинствами и недостатками.
.2 Схема старта с помощью вытягивающего парашюта
В такой схеме запуска РН с самолета - носителя используется парашют, который раскрывается при его выбросе из самолета и вытягивает вслед за собой ракету. После того, как ракета покинула самолет, парашют отсоединяется, и начинают работать двигатели РН.
Для вытягивания РН Полет стартовой массой 100 т. из самолета необходим парашют с достаточно большой площадью поверхности купола. Примерную площадь парашюта можно посчитать по следующим формулам:
;
в формуле: сх - коэффициент аэродинамического сопротивления,
принимаем равным: сх = 1;
r - плотность воздуха на высоте запуска ракеты -
носителя;
V - скорость самолета АН-124-100-СН,
V =700км/ч = 194,4 м/с;
F - тяга парашюта, необходимая для вытягивания РН из
самолета.
Используя таблицы стандартной атмосферы (ГОСТ 4401 - 64), можно определить плотность воздуха на высоте 10 км ([2] стр. 608):
r = 0,27 кг/м3.
Тяга парашюта будет равна тяге ракетного двигателя, с помощью которого РН вытягивается из самолета. Тяга РД: Rт 584 000 кгм/с2;
Таким образом, площадь поверхности купола парашюта будет равна:
Такие значения достаточно велики, что может повлечь за собой трудности, связанные с открытием парашюта.
Основные недостатки:
- Купол парашюта имеет большой диаметр;
- Раскрытие парашюта такого диаметра является сложной задачей;
- Парашют может быть прожжен струями самолетных двигателей во время его выброса;
- Парашют займет много места в самолете, так как имеет большие размеры.
Главным достоинством схемы является простота конструкции элемента, вытягивающего ракету и отсутствие продольных нагрузок на самолет, кроме силы трения.
.3 Минометная схема старта
В этой схеме старта ракета находится на борту самолета - носителя в транспортно - пусковом контейнере (ТПК) и выбрасывается из контейнера пороховыми газами, которые генерирует пороховой аккумулятор давления. Основная задача ПАДа - обеспечить такую скорость ракеты на выходе из ТПК, при которой обеспечивается безударный выход ракеты из ТПК.
В данной схеме старта, несмотря на положительные стороны, есть несколько существенных недостатков:
- при старте ракеты из ТПК на конструкцию самолета передаются большие нагрузки динамические нагрузки не только в вертикальном, но и в продольном направлении, вследствие того, что контейнер жестко связан с самолетом - носителем;
- дополнительной сложностью при выходе ракеты из ТПК является то, что ракета удерживается в контейнере поясами крепления, и, как следствие, необходимо обеспечить безударный выход ракеты - носителя;
- во время старта ракеты пороховые газы, генерируемые пороховым аккумулятором давления, оказывают тепловое воздей