Расчет проектных параметров аэрокосмической системы с воздушным стартом с учетом интенсивного вихреобразования
Диссертация
В настоящее время создана единственная АКСВС с РН космического назначения, спроектированная и эксплуатируемая компанией Orbital Sciences Corporation (США). Первые успешные полеты АКСВС были выполнены в 1989 г. На настоящий момент, крайним КА, запущенным с помощью РН Pegasus 19 октября 2008 г. является аппарат IBEX (США) — научно-исследовательский КА, используемый для изучения межзвездного… Читать ещё >
Содержание
- ГЛАВА 1. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ПРОЦЕССА ДЕСАНТИРОВАНИЯ РН ИЗ СН
- 1. 1. Основные допущения
- 1. 2. Принятые системы координат и кинематические соотношения
- 1. 3. Математическая модель
- 1. 4. Упруго-массовая модель ракеты-носителя
- 1. 5. Динамика движения У ММ под действием внешних силовых факторов
- 1. 6. Колебания незакрепленной УММ в ПСК
- 1. 7. Определение собственных форм и частот свободной УММ
- 1. 8. Тестирование уравнений незакрепленной УММ
- 1. 9. Итоговая система дифференциальных уравнений движения незакрепленной упруго-массовой модели
- 1. 10. Тестирование уравнений динамики упругого тела
- 1.
- Выводы по главе
- ГЛАВА 2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ НЕСТАЦИОНАРНЫХ СИЛОВЫХ ФАКТОРОВ ОТ ВИХРЕВОГО СЛЕДА
- 2. 1. Вычисление аэродинамических нагрузок на УММ
- 2. 2. Вихревой метод расчета движения несжимаемой среды
- 2. 3. Метод вихревых элементов
- 2. 4. Расчетная схема метода вихревых элементов в случае плоскопараллельного течения
- 2. 5. Решение тестовых задач аэроупругости в случае плоскопараллельного течения
- 2. 5. 1. Моделирование движения упругого профиля в плоскопараллельном потоке среды
- 3. Стр
- 2. 5. 2. Моделирование процесса освобождения упругого профиля, от упругих связей с учетом воздействия плоскопараллельного потока среды
- 2. 6. Расчетная схема метода вихревых элементов в случае пространственного течения
- 2. 7. Решение тестовых задач аэроупругости в случае пространственного течения
- 2. 7. 1. Расчет стационарных аэродинамических коэффициентов
- 2. 7. 2. Выбор параметров расчетной схемы 72 2.7.3 Моделирование движения незакрепленного упругого профиля в трехмерном потоке среды
- 2. 8. Выводы по главе
- 3. 1. Выбор прототипа АКСГО
- 3. 2. Исследование влияния проектных параметров ПУ на динамику десантирования РН из СН
- 3. 3. Исследование влияния нормальной перегрузки на процесс десантирования РН при использовании схемы «ПАД»
- 3. 4. Исследование влияния нормальной перегрузки на процесс десантирования РН при использовании схемы «Парашют»
- 3. 5. Сравнение значений проектных параметров с учетом и без учета НАФ в развивающемся вихревом следе за СН
- 3. 6. Сравнение значений проектных параметров с учетом и без учета НАФ в развитом вихревом следе за СН
- 3. 7. Выводы по главе 3 112 ОБЩИЕ
Список литературы
- Абакумов B.C., Ломакин В. В., Люкевич Н. В. Взаимодействие ракеты и контейнера при старте в условиях сильных поперечных воздействий. //Прикладные проблемы механики ракетно-космических систем. — М.: МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2009. — С. 89.
- Авиационно космические системы: Сборник статей / Под ред. Г. Е. Лозино-Лозинского и А. Г. Братухина. — М.: МАИ, 1997. — 413 с.
- Агапов В. Первый космический пуск с подводной лодки //Новости космонавтики. —1998. — № 15/16. —С. 15−17.
- АКК «Воздушный старт» Состав комплекса // Оффициальный сайт аэрокосмической корпорации «Воздушный старт». 2004. URL: http://www.airlaunch.ru/Russian/HTML O/Air L SysComp/air lsyscomp. htm (дата обращения: 23.06.2010)
- Алексеев С.А. Динамика свободных систем материальных точек с упругими безынерционными связями при медленном вращении. — М.: МВТУ, 1984.—45 с.
- Андронов П.Р., Гувернюк C.B., Дынникова Г. Я. Вихревые методы расчета нестационарных гидродинамических нагрузок. — М.: Изд-во Моск. ун-та, 2006. — 184 с.
- Афанасьев И.Б. Hotol английский. Три потерянных ключа // Новости космонавтики. — 2008. — № 9. — С. 49−53.
- Афанасьев И.Б. Saenger немецкий. Три потерянных ключа //Новости космонавтики. — 2008. — № 6. — С. 50−57.
- Афанасьев И.Б. «Воздушный старт». по-американски //Новости космонавтики. — 2006. — № 1. — С. 49−54.
- Афанасьев И.Б., Лавренов А. Н. Большой космический клуб. — М.: РТСофт, 2006. —256 с.
- Белоцерковский С.М., Табачников В. Г. Экспериментальное исследование стационарных и нестационарных характеристик конусов // Труды ЦАГИ, 1962.—Вып. 854. —С. 170−184.
- Бакунин Д. В. Борзых С.В., Щиблев Ю. Н. Моделирование процесса десантирования ракеты космического назначения из самолета-носителя // Математичекое моделирование. — 2006. — № 10 — С. 71−78.
- Борисов A.B. Анализ возмущений на участке вертикального маневра («Горка») самолета-носителя в целях десантирования ракеты-носителя и оценка точности маневра. — М., 2005. — 32 с. (Препринт Ин-та прикладной математики им. М. В. Келдыша РАН № 42)
- Борисов A.B. Построение модели возмущений и анализ точности вертикального маневра самолета-носителя при десантировании ракеты-носителя: Дис. канд. техн. наук. —М., 2006. 128 с.
- Вайникко Г. М., Лифанов И. К., Полтавский Л. Н. Численные методы в гиперсингулярных интегральных уравнениях и их приложения. — М.: Янус-К, 2001. —507 с.
- Волков Д.А. Антонов Ан-124 Руслан //Уголок неба. Авиационная энциклопедия. 2004. URL: http://www.airwar.ru/enc/craft/anl24.html (дата обращения: 23.06.2010)
- Волков Д.А. Туполев Ту-160 //Уголок неба. Авиационная энциклопедия. 2004. URL: http ://www. airwar.ru/ enc/bomber/tu 16 0 .html (дата обращения: 05.01.2010)
- Гордон Е. Ту-160. — М.: Полигон-пресс, 2003. — 184 с.
- Горшков А.Г. Аэрогидроупругость конструкций. — М.: Физматлит, 2000. — 591 с.
- ГОСТ 4401–81. Атмосфера стандартная. Параметры. —М., 2004. — 180 с.
- ГОСТ 20 058–80. Динамика летательных аппаратов в атмосфере. Термины, определения и обозначения. ¦— М., 1990. — 54 с.
- Губанов Б.И. Триумф и трагедия «Энергии»: размышления главного конструктора: «Энергия» «Буран». — Нижний Новгород: НИЭР, 1998. — Т.З. —432 с.
- Дынникова Г. Я. Аналог интеграла Коши-Лагранжа для нестационарного вихревого течения идеальной несжимаемой жидкости. М., 1998. 20 с. (Препринт Центр, аэрогидродинам. ин-т им. Н. Е. Жуковского N 117)
- Желанников А.И., Гиневский A.C. Вихревые следы самолетов. — М.: Физматлит, 2008. — 172 с.
- Заярин В.М., Совенко А. Ю., Краснощекое А. Н. Ты, как из сказки, богатырь. // Авиация и время. — 2000. — № 1. — С. 4−23.
- Зуенко Ю.А., Коростелев С. А. Боевые самолеты России. — М.: Элакос, 1994. —192 с.
- Ильин В.Е. Стратегические бомбардировщики и ракетоносцы России. — М: ACT, 2002. —224 с.
- Ильин В.Е., Левин М. А. Современная авиация. Бомбардировщики. — М.: ACT, 2001. — Т. 2. — 448 с.
- Кобелев В.Н., Милованов А. Г., Волхонский А. Е. Введение в аэрокосмическую технику. —М.: МГАТУ, 1996. —267 с.
- Колюбакин B.C. Воздушный старт // Теле-Спутник. — 2001. — № 12(74). — С. 38−41.
- Корнев Н.В. Метод вихревых частиц и его приложение к задачам гидроаэродинамики корабля: Дис.. докт. техн. наук. — СПб., 1998. — 184 с.
- Короткий С. А. Численное моделирование динамики профиля в плоскопараллельном потоке // Всероссийская конференция молодых ученых и специалистов: Сборник трудов. — М., 2008. — С. 226−227
- Короткий С.А., Щеглов Г. А. Прямое численное моделирование процесса разделения профилей в плоскопараллельном потоке //Вестник МГТУ им. Н. Э. Баумана. Машиностроение. — 2008. — Спец. выпуск. — С. 41−50
- Короткий С.А., Щеглов Г. А. Численное моделирование аэроупругой динамики воздушного старта с учетом интенсивного вихреобразования //Вестник МГТУ им. Н. Э. Баумана. Машиностроение. — 2010. — Спец. выпуск. —С. 67−73.
- Короткий С. А., Щеглов Г. А. Численное моделирование процесса освобождения балки от упругих связей в плоскопараллельном потоке среды // Проблемы машиностроения и надежности машин. — 2009. — № 4. — С. 28−34.
- Костромин С.Ф., Шатров Я. Т. О проблеме сокращения районов падения по трассам пусков ракет-носителей // Космос и Экология. — 1991. — № 7. — С. 31−42.
- Кочин Н.Е., Кибель И. А., Розе Н. В. Теоретическая гидромеханика. — М.: Физматгиз, 1963. — Ч. 2. — 728 с.
- Кузякин Ю.П. Воздушный старт ракет-носителей из грузового отсека фюзеляжа транспортного самолета // Адаптивш Системи Автоматичного Управлшня (Киев). — 2009. — № 14(34). — С. 50−60.
- Кузякин Ю.П. Воздушный старт ракет-носителей с верхней части фюзеляжа самолета // Адаптивш Системи Автоматичного Управлшня (Киев). — 2008. — № 13(33). — С. 46−54.
- Седов Л.И. Механика сплошной среды. — М.: Наука, 1970 —Т. 2. — 568 с.
- Лойцянский Л.Г. Механика жидкости и газа. — М.: Дрофа, 2003. — 840 с.
- Лукашевич В.П. Воздушно-космический самолет «Спираль» //Космический корабль «Буран». 2009. URL: http://www.buran.ru/htm/ spiral. htm (дата обращения: 10.01.2010)
- Лукашевич В .П., Афанасьев И. Б. Космические крылья. — М.: Лента Странствий, 2009. — 495 с.
- Маринин И., Лисов И. Свободный новый космодром России. Ракета-носитель «Старт-1.2» // Новости космонавтики. — 1997. — № 13. — С. 3−15.
- Марчевский И.К. Математическое моделирование обтекания профиля и исследование его устойчивости в потоке по Ляпунову: Дис.. канд. ф-м. наук. — М., 2008. — 119 с.
- Морозов В.И., Пономарев А. Т., Рысев О. В. Математическое моделирование сложных аэроупругих систем. — М.: Физматлит 1995. — 736 с.
- ОАО «ГРЦ имени ак. В.П. Макеева» Ракетно-космические разработки. РН «Штиль» // Официальный сайт ОАО «Государственный ракетный центр имени академика В.П. Макеева». 2009. URL: http://makeyev.ru/rocspace/rkkshtil/ (дата обращения: 05.01.2010)
- Оружие и технологии России / Под ред. С. Б. Иванова — М.: Оружие и технологии, 2004. — 703 с.
- Пахомов Б.И. C/C++ и Borland С++ Builder для начинающих. — М.: BHV, 2007. —640 с.
- Ракета-носитель, сбрасываемая с самолета-носителя, и способ ее запуска в воздухе и управление полетом. Патент РФ № 2 026 798 / Элиас А. Л., заявл. 11.03.1989- опубл. 20.01.1995
- Светлицкий В.А. Механика стержней (Динамика). — М.: Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 1995. — 66 с.
- Светлицкий В.А. Механика стержней (Статика). — М.: Изд-во МГТУ, 1993. —68 с.
- Сихарулидзе Ю.Г., Жуков Б. И. Динамические нагрузки на самолет-носитель при реализации воздушного старта ракеты-носителя (двухопорная схема). М. — 2008. ¦—- 24 с. (Препринт Ин-та прикладной математики им. М. В. Келдыша РАН № 9)
- Сихарулидзе Ю.Г., Жуков Б. И. Динамические нагрузки на самолет-носитель при реализации воздушного старта ракеты-носителя (четырехопорная схема). — М., 2008. — 34 с (Препринт Ин-та прикладной математики им. М. В. Келдыша РАН № 64)
- Сихарулидзе Ю.Г., Иванов Р. К., Борисов A.B. Анализ порывов ветра на участке вертикального маневра («Горка») самолета-носителя с целью десантирования ракеты-носителя. — М., 2005. — 40 с. (Препринт Ин-та прикладной математики им. М. В. Келдыша РАН № 38)
- Способ запуска ракеты-носителя на траекторию выведения полезной нагрузки в космос. Патент РФ № 2 181 684 / В. И. Близнюк и др. заявл. 15.12.1999- опубл. 27.04.2002
- Сэффмен Дж. Динамика вихрей. —М.: Научный мир, 2000. — 375 с.
- Уилкинсон Дж.Х. Алгебраическая проблема собственных значений — М.: Наука, 1970. —564 с.
- Трехмерное отрывное обтекание тел произвольной формы / С. М. Белоцерковский и др. — М.: ЦАГИ, 2000. — 265 с.
- Черный Г. Г. Газовая динамика. — М.: Наука, 1988. — 424 с.
- Черный И. Воздушный старт 2009 // Новости космонавтики. — 2009. — № 5. —С. 15.
- Шеховцов A.B. Метод расчета нестационарного поля давлений в смешанной потенциально-вихревой области, прилегающей к вращающемуся крылу // Прикладная гидромеханика. — 2000. — Т.2 (74), № 1. — С. 79−87.
- Щеглов Г. А. Алгоритм расчета гидроупругой динамики процесса выдвижения тела в пространственный поток // Оборонная техника. — 2009.1. — С.3−10.
- Щеглов Г. А. Расчет нестационарной аэроупругой динамики элемента конструкции аэрокосмической системы методом дискретных вихрей // Образование через науку. Сб. докл. Международ. Симпозиума — М., 2006.1. С. 141−148.
- Щеглова М.Г., Огнев В. И. Результаты экспериментального иследования по формированию силы, действующей на цилиндр при импульсивном и ускоренном движении // Труды ЦАГИ. — 1971. — Вып. 1379. — 32 с.
- AirLaunch LLC Airlaunchllc Home Page //2008. URL: http://www.airlaunchllc.com/ (дата обращения: 05.01.2010)
- Chorin A.J. Numerical study of slightly viscous flow //Journal of Fluid Mechanics. 1973. —Vol. 4, no. 57. —P. 785−796.
- Cottet G.H., Koumoutsakos P.D. Vortex methods: theory and practice. — Cambridge: CUP, 2000. — 326 p.
- Dornheim MA. New path to space? // Aviation week and space technology 2005.—№ 10. —P. 40.
- Hampsten K.R., Walker J.M. BladeRunner Aerospace Vehicle // Space Station Service Vehicles Conf AIAA Intl. — Orlando: AIAA, 1999. — P. 56.
- Inc Kelly Space & Technology Reusable Launch Vehicle Technology // KST’s Rocket Testing and Jet Engine Testing. 2008. URL: http://www.kellyspace.com/index.php?main=business&sub=rlvt (дата обращения: 05.01.2010)
- Lewis R.I. Vortex Element Methods for Fluid Dynamics Analysis of Engineering Systems —Cambridge: CUP, 2005. — 588 p.
- Lighthill M.J. Introduction. Boundary Layer Theory. // Laminar Boundary Layers — Oxford: Oxford Univercity Press, 1963. — P. 54−61.
- Linehan D. SpaceShipOne: An Illustrated History. — Colorado: Zenith Press, 2008. — 160 p.
- Oosterom A., Strackee J. The Solid Angle of a Plane Triangle //IEEE transactions on biomedical engineering. — 1983. — Vol. BME-30, No. 2. — P. 125−126.
- Sarigul-Klijn M., Sarigul-Klijn N. A Study of Air Launch Methods for RLVs. — Orlando. — 2001. — 16 p. (AIAA Paper 2001−4619)
- Sarigul-Klijn M., Sarigul-Klijn N., Hudson G. Flight Testing of a Gravity Air Launch Method to Enable Responsive Space Access., 2007. 20 p. (AIAA paper 2007−6146)
- Sea Launch. User Guide / R. Peckham, et all. — Long Beach (CA): Sea Launch Company LLC, 1996. — 257 p.
- Uhlman J.S. An Integral Equation Formulation of the Equation of Motion of an Incompressible Fluid. — Newport, 1992. — 38 p. (Naval Undersea Warfare Center. Technical rept № 10)
- Pneumatic airborne ejection system for aerospace vehicles. United States Patent № 6 260 802 / D. Hampsten, R. Kenneth заявл. 25/04/2000- опубл. 17/07/2001
- Wade M. Air-Launched //Encyclopedia Astronautica. 2009. URL: http://www.astronautix.com/lvfam/airnched.htm (дата обращения:05.01.10)
- Walker J. Falcon Technology Demonstration Program HTV-3X Blackswift Test Bed 2008. 4 p. (DARPA Fact Sheet № 12)
- Walker S., Sherk J., Erbland P. Falcon //DARPA | Home. 12.2009 URL: http://www.darpa.mil/tto/programs/falcon/index.html (дата обращения: 05.01.10)