Русский
На главную Написать письмо Контакты Карта сайта

Аннотации

№1 (8) январь–март 2015

Журнал "Космическая техника и технологии"
№2 (9), 2015

Содержание номера

СТРАТЕГИЯ И ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ
КОСМИЧЕСКОЙ ТЕХНИКИ И ТЕХНОЛОГИЙ

Ковтун В.С., Королёв Б.В., Синявский В.В., Смирнов И.В.
Космические системы связи разработки ракетно-космической корпорации «Энергия» имени С.П. Королёва

Систематизированы результаты создания и эксплуатации спутников связи первого поколения «Молния» и последнего поколения «Ямал», а также проектно-концептуальных исследований возможности создания глобальной системы связи. Спутник связи «Молния» в РКК «Энергия» сразу проектировали для штатной системы связи по территории Советского Союза. После первых четырех успешных пусков изготовление и эксплуатацию спутников передали в АО «Информационные спутниковые системы имени академика М.Ф. Решетнёва». Всего было 164 успешных пуска спутников серии «Молния». Описаны проводившиеся, в т.ч. на пилотируемых объектах, эксперименты по созданию новых высокоэффективных средств связи. Рассмотрена возможность создания глобальной системы связи на основе трех спутников массой 17...20 т на геостационарной орбите с лучшими эксплуатационными характеристиками относительно многоспутниковых систем. Спутник создается путем стыковки на геостационарной орбите космической платформы и двух модулей полезной нагрузки, причем эти модули могут заменяться в процессе эксплуатации. Платформа может быть создана на основе тонкопленочных солнечных батарей мощностью 60...80 кВт и на основе двухрежимной термоэмиссионно-термоэлектрической ядерно-энергетической установки мощностью 400 кВт в режиме электроракетной доставки и 160 кВт в режиме электропитания функциональной аппаратуры с ресурсом 15...20 лет. Приведены результаты создания и более чем 10-летней эксплуатации геостационарных спутников связи — сначала «Ямал-100», а затем «Ямал-200». Спутник создавался по новым для российской космической промышленности технологиям. Показана высокая эффективность созданных на основе отечественных технологий спутников связи. Доля «Ямал-100» в общем балансе функционирующих российских транспондеров составляла 10%, однако он обеспечивал 60% объема трансляции региональных и 50% трансляции центральных ТВ-программ и 25% пользовательского доступа в Интернет. Показано, что на базе созданной платформы «Ямал» открываются широкие возможности для создания автоматических космических аппаратов различного назначения.

Ключевые слова: спутник связи «Молния», спутник связи «Ямал», глобальная система космической связи, солнечные батареи, ядерно-энергетическая установка, электроракетная доставка, транспондер, методология управления системой связи.

 

Солнцев В.Л., Радугин И.С., Задеба В.А.
Основные требования к маршевым двигателям перспективных ракет-носителей сверхтяжелого класса с жидкостными ракетными двигателями

В статье представлены результаты проектных исследований, проведенных РКК «Энергия» по вопросу выбора маршевых двигателей для перспективной ракеты-носителя сверхтяжелого класса, предназначенной для осуществления пилотируемых полетов с космодрома «Восточный». В качестве основного критерия выбора маршевых двигателей принята концепция обеспечения требуемого уровня надежности ракеты сверхтяжелого класса, начиная с первого пуска, за счет применения двигателей, создаваемых на базе отработанных кислородно-керосиновых жидкостных ракетных двигателей многоразового применения — НК-170, и опережающего начала летных испытаний ракетных блоков первой ступени в составе ракеты среднего класса. Рассмотрена эффективность резервирования двигательных установок ракетных блоков с точки зрения надежности и безопасности эксплуатации ракеты-носителя в целом с учетом реальных характеристик средств аварийной защиты.

Ключевые слова: ракета-носитель сверхтяжелого класса, проектирование космического ракетного комплекса, космодром «Восточный».

 

БАЛЛИСТИКА, АЭРОДИНАМИКА, МЕХАНИКА ПОЛЕТА, ПРОЧНОСТЬ, ИССЛЕДОВАНИЕ КОСМОСА

Аксенов А.А., Дядькин А.А., Москалев И.В., Петров Н.К., Симакова Т.В.
Компьютерное моделирование течения и относительного движения возвращаемого аппарата и крышки люка парашютного контейнера в процессе их разделения на участке спуска

Рассмотрено совместное решение задачи определения аэродинамических характеристик и относительного движения возвращаемого аппарата и крышки люка парашютного контейнера при их разделении, выполненное инжиниринговой компанией «Тесис» и РКК «Энергия» с использованием компьютерного (математического) моделирования на базе программного комплекса FlowVision. Задача решалась применительно к возвращаемому аппарату перспективного транспортного корабля, разрабатываемому РКК «Энергия». Исследовано влияние на процесс разделения начальных значений кинематических параметров возвращаемого аппарата (скорость и высота полета, углы атаки и крена, угловые скорости), усилий толкателей крышки, фала вытяжного парашюта и других факторов. Выявлены критические значения параметров, при которых возможны соударения возвращаемого аппарата и крышки люка парашютного контейнера. Даны рекомендации по выбору оптимальных размеров и структуры расчетной сетки, а также шага интегрирования по времени для получения удовлетворительной сходимости при решении задач подобного рода. Для отдельных исследованных режимов представлены зависимости изменения по времени коэффициентов аэродинамических сил и моментов возвращаемого аппарата и крышки люка парашютного контейнера, изменения относительных координат центра масс крышки люка в процессе разделения и ее кинограммы движения, позволяющие проследить влияние на траекторию движения начальных значений варьируемых параметров. Установлено, что неустойчивость течения около возвращаемого аппарата, характерная для этих режимов обтекания (М?~0,6...0,8; a =10...30°), и возникающая при этом асимметрия течения, а также начальная угловая скорость вращения аппарата вокруг продольной оси обусловливают появление поперечной силы, моментов крена и рыскания и, как следствие, пространственное движение крышки люка парашютного контейнера с выходом траектории ее движения из плоскости угла атаки возвращаемого аппарата.

Ключевые слова: разделение, возвращаемый аппарат, аэродинамические характеристики, динамика движения, траектории.

 

СОЗДАНИЕ, ЦЕЛЕВОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ И ЭКСПЛУАТАЦИЯ ПИЛОТИРУЕМЫХ АППАРАТОВ И КОМПЛЕКСОВ

Хулапко С.В., Лягушин В.И., Архангельский В.В., Шуршаков В.А., Николаев И.В., Смит М., Машрафи Р.
Определение дозы и энергетического спектра нейтронов внутри и снаружи тканеэквивалентного шарового фантома с использованием пузырьковых детекторов в эксперименте "Матрешка-Р" на Российском сегменте МКС

Представлены результаты измерения эквивалентной дозы и энергетического спектра нейтронов в экваториальных каналах тканеэквивалентного шарового фантома, расположенного в модуле «Рассвет» (МИМ1) Российского сегмента Международной космической станции (РС МКС). Измерения проводились в период с мая по август 2013 г. (экспедиции МКС-35/36) с помощью специально разработанной для космического эксперимента «Матрешка-Р» научной аппаратуры «Баббл-дозиметр». Проведено сравнение полученных результатов с измерениями мощности эквивалентной дозы в шаровом фантоме в период МКС-13, МКС-15. Энергетический спектр нейтронного излучения в модуле «Рассвет» обнаруживает особенности, характерные для вторичного нейтронного излучения в космическом пространстве («испарительный» и «каскадный» пики в районе энергии 0,6...2,0 МэВ и 15...50 МэВ соответственно), аналогичные полученным ранее данным измерений в других модулях МКС и на станции «Мир». Установлено, что среднесуточная мощность эквивалентной дозы нейтронного излучения составляет на поверхности шарового фантома 154±13 мкЗв/сут, а внутри шарового фантома — 98±13 мкЗв/сут, при этом вклад в дозу внутри фантома от нейтронов с энергией выше 15 МэВ существенно возрастает.

Ключевые слова: баббл-дозиметр, «Матрешка-Р», нейтронное излучение, эквивалентная доза, шаровой фантом, радиационная безопасность.

 

Бидеев А.Г., Семин А.Ю., Кузнецов А.В., Ахмедов М.Р.
Проектирование системы энергоснабжения научно-энергетического модуля для Российского сегмента Международной космической станции

На примере проектирования научно-энергетического модуля Российского сегмента Международной космической станции приведены методика и формулы расчета систем электроснабжения орбитальных космических аппаратов. Изложено обоснование состава систем электроснабжения этого модуля, описан анализ вариантов на производительность, реализуемость и технико-экономическую эффективность. Принципиальной особенностью методики является совместный учет периодического затенения солнечных батарей конструктивными элементами станции, КПД аккумуляторных батарей и аппаратуры регулирования и контроля, а также требований обеспечения теплового режима. На основании расчета принято решение о выборе типа аккумуляторных батарей, обеспечивающего наименьшие суммарные затраты. Методика применима при проектировании орбитальных космических аппаратов с системой электроснабжения на основе солнечных батарей и представляет сведения, полезные при определении состава и технических параметров этой системы.

Ключевые слова: система электроснабжения, солнечные батареи, аккумуляторные батареи, фотоэлектрические преобразователи.

 

СОЗДАНИЕ И ЭКСПЛУАТАЦИЯ КОСМИЧЕСКИХ АВТОМАТИЧЕСКИХ АППАРАТОВ, КОМПЛЕКСОВ И СИСТЕМ

Межин В.С., Притыковский Б.П., Авершьева А.В.
Оценка влияния воздушной среды на резонансные частоты и коэффициенты демпфирования солнечных батарей космических аппаратов, регистрируемые при наземных модальных испытаниях

Достоверность нагрузок, действующих на элементы конструкции солнечных батарей космических аппаратов в процессе эксплуатации на орбите, зависит от точности определения их динамических характеристик. Определяемые расчетным путем по разработанным конечно-элементным моделям динамические характеристики солнечных батарей (в силу неточного знания некоторых жесткостных параметров их конструкции) требуют экспериментального подтверждения, которое осуществляется путем проведения наземных модальных испытаний. Поскольку солнечные батареи при их большой площади поверхности являются конструкциями малой массы, на значения их резонансных частот и коэффициентов демпфирования оказывает влияние окружающая воздушная среда. В статье приводится методика расчета и делается количественная оценка влияния воздушной среды на резонансные частоты и коэффициенты демпфирования, определенные в процессе проведения наземных модальных испытаний одной из солнечных батарей, разработанной в РКК «Энергия».

Ключевые слова: динамические характеристики, конечно-элементная модель, модальные испытания, резонансная частота, коэффициент демпфирования, воздушная среда.

 

СРЕДСТВА ВЫВЕДЕНИЯ, КОСМИЧЕСКИЕ ТРАНСПОРТНЫЕ СИСТЕМЫ, ДВИГАТЕЛЬ, ДВИГАТЕЛЬНЫЕ И ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ УСТАНОВКИ

Вачнадзе В.Д., Овечко-Филиппов Э.В., Смоленцев А.А., Соколов Б.А.
Разработка, этапы модернизации и итоги пятидесятилетней эксплуатации первого отечественного жидкостного ракетного двигателя замкнутой схемы

Приведены результаты выполненных в ОКБ–1 (РКК «Энергия») работ по созданию первого отечественного жидкостного ракетного двигателя (ЖРД) замкнутой схемы (с дожиганием генераторного газа) для разгонного блока Л ракетного комплекса «Молния». Его разработка определила переход в ракетной технике на ЖРД замкнутой схемы, что позволило практически полностью использовать энергетические возможности разных типов ракетного топлива, повысить давление в камерах сгорания и значительно улучшить характеристики ЖРД. В двигателях открытой схемы сделать это было невозможно из-за роста потерь на привод турбонасосных агрегатов. Опыт, полученный при создании этого двигателя, дал возможность разработать в РКК «Энергия» маршево-рулевые двигатели для разгонных блоков типа Д, ДМ и орбитального корабля «Буран» с высокими энергетическими характеристиками и надежностью. Результаты этих работ используются РКК «Энергия» и в настоящее время при разработке перспективного многофункционального ЖРД, камера которого охлаждается криогенным кислородом.

Ключевые слова: маршево-рулевой двигатель, замкнутая схема, дожигание генераторного газа, разгонный блок, криогенный кислород.

 

СКАЧАТЬ НОМЕР
№ 2 (9) апрель — июнь 2015