МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет
информационных технологий, механики и оптики»
Кафедра измерительных технологий и компьютерной томографии
ОСНОВЫ УСТРОЙСТВА РАКЕТНО-КОСМИЧЕСКИХ
КОМПЛЕКСОВ
РАЗДЕЛ 2.
ОСНОВЫ УСТРОЙСТВА РАКЕТ-НОСИТЕЛЕЙ, РАЗГОННЫХ БЛОКОВ И
КОСМИЧЕСКИХ АППАРАТОВ
ЛЕКЦИЯ №КОСМИЧЕСКИЕ АППАРАТЫ
Инновационная образовательная программа Военно-космической академии имени А.Ф.Можайского Учебные вопросы:4.1. Общие сведения о космических аппаратах. Тенденции изменения конструкции современных космических аппаратов.
4.2. Принципы построения конструктивно-компоновочных схем и устройство космических аппаратов.
4.3. Условия функционирования космических аппаратов.
Литература 1. Федоров А.В., Аникейчик Н.Д. Основы устройства ракетно-космических комплексов: Учебн. пособие. – СПб., 2012. – 243 с.
2. Теория и практика эксплуатации объектов космической инфраструктуры. Том 1. Объекты космической инфраструктуры:
монография. – С.-Пб.: БХВ-Петербург, 2006. – 400 с.
Инновационная образовательная программа Военно-космической академии имени А.Ф.Можайского 4.1. Общие сведения о космических аппаратах. Тенденции изменения конструкции современных космических аппаратов.
Космический аппарат (КА) - это техническое устройство, предназначенное для функционирования в космическом пространстве на заданной орбите.
Факторы влияющие на КА при земном существовании:
- высокая изменяемость нагружения при выведении на орбиту и спуске с нее, а в космическом пространстве совершенно особенное нагружение, - высокая разреженность среды (вакуум), - метеорные потоки, - тепловые потоки, которые на этапах выведения, спуска и орбитального полета сильно отличаются друг от друга, - невесомость, - космическое излучение.
Инновационная образовательная программа Военно-космической академии имени А.Ф.Можайского В 1959 году было принято решение о создании в СССР спутника-разведчика. Данный аппарат проектировался одновременно и для пилотируемых полтов в космос. В результате получился и космический корабль «Восток», на котором в космос стартовал первый в мире космонавт Юрий Гагарин, и фоторазведчик «Зенит»
Космический аппарат «Зенит»
Инновационная образовательная программа Военно-космической академии имени А.Ф.Можайского Общая длина КА на орбите составляет около 5 м, диаметр 2,5 м и общая масса от 4600 кг до 6300 кг. Возвращение на Землю отснятой пленки осуществлялось в спускаемом аппарате, который отделялся от КА после срабатывания тормозного ЖРД. Затем на высоте 7, километра вводилась в действие парашютная система. Отснятый материал доставлялся поисково-спасательными службами.
Спускаемый аппарат КА «Зенит»
Инновационная образовательная программа Военно-космической академии имени А.Ф.Можайского Дальнейшим развитием космических фоторазведчиков стали спутники на базе КА «Янтарь».
Космический аппарат «Янтарь»
Инновационная образовательная программа Военно-космической академии имени А.Ф.Можайского В настоящее время во всм мире и в России отмечается тенденция развития фотоэлектронных систем наблюдения, у которых вместо фотоплнки используется ПЗС-матрица.
Первый отечественный спутник оптико-электронной разведки «Терилен» был запущен в 1982 году. Его модификацию под названием «Неман» приняли в 1989 году.
КА оптико-электронной разведки «Неман»
Инновационная образовательная программа Военно-космической академии имени А.Ф.Можайского Отечественный экспериментальный оптико-электронный спутник «Ресурс-ДК», запущенный в 2006 году, используется по двойному Инновационная образовательная программа Военно-космической академии имени А.Ф.Можайского 4.2. Принципы построения конструктивно-компоновочных Конструктивно-компоновочная схема КА определяется, прежде всего, назначением и составом аппаратуры, выполняющей целевую Общими для любых КА стали следующие конструктивнокомпоновочные решения:
- членение КА на герметичные и негерметичные блоки (отсеки);
- крепление оборудования и аппаратуры на одной половине корпуса блока, - оснащение КА элементами, принимающими рабочее положение в космосе;
-использование оболочки КА в качестве радиационной защиты.
Самые простые конструктивно-компоновочные схемы имеют автоматические КА, не предназначенные для спуска на Землю.
Инновационная образовательная программа Военно-космической академии имени А.Ф.Можайского 1 – СА (командный модуль); 2 – приборно-агрегатный отсек (отсек оборудования);
Инновационная образовательная программа Военно-космической академии имени А.Ф.Можайского - спускаемый аппарат (СА), предназначенный для размещения экипажа при выведении КА на орбиту, при возвращении его на Землю, а также при выполнении некоторых операций в ходе орбитального полета; после отделения СА становится - орбитальный отсек, предназначенный для работы экипажа на орбите и установки необходимого для выполнения программ полета оборудования и систем, требующих доступа экипажа; это второй (после СА) обитаемый отсек КА, обеспечивающий увеличение жилого объема; его внешняя поверхность удобна для размещения наружных систем и механизмов, в том числе антенн и стыковочного агрегата;
- приборный отсек, предназначенный для установки систем и агрегатов, не требующих доступа экипажа; отсек герметичен и изолирован от обитаемых отсеков (спускаемого аппарата и орбитального отсека);
- агрегатный отсек (отсек оборудования), предназначенный для размещения основных агрегатов КА (двигательной установки, баллонов наддува, блоков системы электропитания, агрегатов терморегулирования — внутри отсека; блоков двигателей причаливания и ориентации, антенн и других элементов — снаружи - приборно-агрегатный отсек, если приборный и агрегатный отсеки соединены в - переходной отсек, предназначенный для перехода от ограниченного числа силовых точек крепления СА к сплошному фланцевому соединению;
- навесной отсек, вводимый в состав КА, если программой полета предусмотрен сброс части аппаратуры на промежуточном этапе полета;
- специализированные отсеки, предназначенные для выполнения определенных операций, например, капсулы для доставки материалов наблюдений Земли или зонды Инновационная образовательная программа Военно-космической академии имени А.Ф.Можайского В зависимости от аэродинамического качества СА применяются два способа спуска: баллистический и аэродинамический управляемый.
Аэродинамическое качество характеризуется коэффициентом Инновационная образовательная программа Военно-космической академии имени А.Ф.Можайского Инновационная образовательная программа Военно-космической академии имени А.Ф.Можайского Инновационная образовательная программа Военно-космической академии имени А.Ф.Можайского Инновационная образовательная программа Военно-космической академии имени А.Ф.Можайского Инновационная образовательная программа Военно-космической академии имени А.Ф.Можайского Инновационная образовательная программа Военно-космической академии имени А.Ф.Можайского Инновационная образовательная программа Военно-космической академии имени А.Ф.Можайского 4.3. Условия функционирования космических аппаратов невесомости и поэтому испытывает минимальные нагрузки. Это внутреннее давление в герметичных емкостях (корпус с атмосферой, баки с топливом, шар-баллоны с газом). Столь слабое нагружение КА на орбите позволяет делать конструкцию очень легкой, ажурной, без Инновационная образовательная программа Военно-космической академии имени А.Ф.Можайского существующее в космическом пространстве. Степень космического вакуума весьма высока по сравнению с достигнутым в лабораториях.
- испаряются материалы, вследствие чего применяют сухие смазки, пластмассы и некоторые металлы покрывают цинком и кадмием;
- возможна холодная сварка металлов, что требует применения в - повышается вероятность утечки газов и жидкостей из емкостей и арматуры, что требует обязательной проверки герметичности КА на - отсутствует противодействие среды (декомпрессия), что необходимо учитывать при создании исполнительных органов пневмо- и гидросистем;
- трудности в управлении движением, что заставляет использовать только газодинамические и инерционные средства стабилизации.
Инновационная образовательная программа Военно-космической академии имени А.Ф.Можайского увеличивают шероховатость, меняют оптические свойства, срывают Инновационная образовательная программа Военно-космической академии имени А.Ф.Можайского действуют никакие другие силы кроме сил гравитации (притяжение Земли или другой планеты). Это состояние свободного падения.
- плавание незакрепленных тел, что вызывает трудности при питании и отправлении естественных надобностей человеком, при работе с инструментом требуются особые приспособления и навыки, необходима - отсутствие конвективного теплообмена, что требует принудительного - отсутствие гидростатических сил, что заставляет принимать меры для прижатия жидкостей к расходным горловинам, для перемещения - физиологическое воздействие на человека, приводящее к ухудшению кровообращения, дистрофии мышц, изменению артериального давления и Инновационная образовательная программа Военно-космической академии имени А.Ф.Можайского радиационных поясах Земли и при вспышках солнечной активности) Тепловые условия работы КА определяются внешними тепловыми потоками, ориентацией КА, формой и расположением отсеков, влиянием внешних и внутренних элементов КА, внутренним аэродинамический тепловой поток:
- при запуске – 20 кВт/м2, Инновационная образовательная программа Военно-космической академии имени А.Ф.Можайского
«