ПРОЕКТНЫЕ МОДЕЛИ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕХНИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ЛУННОЙ РАКЕТНОЙ ТРАНСПОРТНОЙ СИСТЕМЫ

© И.В.Вагнер, М.Н.Охочинский
© Государственный музей истории космонавтики им. К.Э. Циолковского, г. Калуга
Секция "Проблемы ракетной и космической техники"
2008 г.

Лунная ракетная транспортная система (ЛРТС) — космический транспортный комплекс, предназначенный для доставки грузов из одной точки лунной поверхности в другую с помощью баллистических управляемых перелетов. Структурно ЛРТС включает в свой состав полезную нагрузку, монтажную платформу, взлетно-посадочную двигательную установку (ВПДУ), систему мягкой посадки, систему управления движением, элементы общей сборки и бортовую кабельную сеть. Двигательная установка ЛРТС компонуется по модульной схеме, ее структура формируется из однотипных модульных ракетных двигателей (МРД). Поэтому ВПДУ в зависимости от массы полезной нагрузки, потребной дальности полета и условий обеспечения мягкой посадки будет состоять из различного числа МРД, а это обеспечит для любой постановки транспортной задачи параметры системы, близкие к оптимальным.

Для оценки технических характеристик ЛРТС были разработаны следующие модели:

– модель горения твердотопливных зарядов различной конструкции;

– габаритно-массовая модель МРД (с учетом размещенного в корпусе двигателя твердотопливного заряда);

– габаритно-массовая модель ВПДУ (с учетом силовых и монтажных элементов);

– габаритно-массовая модель элементов системы мягкой посадки (с учетом прочностных свойств посадочных опор и амортизаторов);

– габаритно-массовая модель ЛРТС в целом;

– модель совместного функционирования всех элементов ЛРТС в процессе полета;

– модель расчета параметров движения ЛРТС (с учетом активного, пассивного и тормозного участков траектории).

Для данных моделей были разработаны и отлажены программные модули, позволяющие компоновать программы для решения проектных задач в различной постановке. В частности, созданный программный комплекс позволяет решать следующие задачи моделирования ЛРТС:

– определение дальности полета и габаритно-массовых характеристик аппарата при заданных массе груза, числе двигателей и тяге одного МРД;

– определение числа МРД и габаритно-массовых характеристик при заданных массе полезного груза, дальности полета, тяге одного МРД и минимальной стартовой массе аппарата;

– определение тяги МРД при заданных дальности полета, массе полезного груза, числе МРД и минимальной стартовой массе аппарата;

– определение максимальной массы полезного груза при заданных дальности полета, тяге одного МРД и числе МРД;

– определение наилучшей тяги МРД и его и габаритно-массовых характеристик по критерию постоянства тяги;

– определение такого управления на активном участке, при котором дальность полета будет максимальна при заданных массе полезного груза, тяге одного МРД и числе МРД;

– определение программы управления на участке торможения, отвечающей условию снижения ЛРТС на заданную высоту за заданное время, при близкой к нулю посадочной скорости.