ИСПОЛЬЗОВАНИЕ СИСТЕМ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ ДЛЯ КОМПОНОВКИ БЛОКА НАУЧНОЙ АППАРАТУРЫ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОЙ РАКЕТЫ

© .И.Абдурагимов, А.А.Позин, С.Ю.Хомяков
© Государственный музей истории космонавтики им. К.Э. Циолковского, г. Калуга
Секция "К.Э. Циолковский и научное прогнозирование"
2011 г.

Исследовательская ракета (ИР) представляет собой неуправляемую твердотопливную баллистическую ракету, предназначенную для доставки в верхние слои атмосферы или околоземное космическое пространство (ОКП) блока научной аппаратуры (БНА) с целью проведения научных исследований.

БНА ИР состоит из негерметичного сбрасываемого головного обтекателя, выполненного из двух створок, скрепленных между собой коническим носком, где в подстворочном пространстве на верхней плате размещаются датчики БНА и научная аппаратура герметичного корпуса для размещения другого типа научной аппаратуры. За полувековой период исследований на высотах более 100 км было создано более 60 различных БНА, которые имели достаточно широкий уровень величины плотности компоновки приборами головных частей ИР. По сути дела шла глубокая модификация головных частей (ГЧ) с БНА различных типов, предназначенных для широкого круга исследований, таких как по физике атмосферы, ионосферы, в том числе и активными методами. Сложность исследований модификаций ГЧ с различными типами БНА обусловлена наличием динамики внешних и внутренних связей при замене подсистем БНА в одном типе оболочки ГЧ, что вызывает необходимость комплекса исследований, как ГЧ с функционированием БНА, так и ИР в целом. Это требует анализа большого количества вариантов компоновок, чтобы обеспечить ИР требуемые центровочные и массово-инерционные характеристики.

На сегодняшний день развитие компьютерных технологий и систем дает возможность осуществлять этот процесс. Создатели современной ракетной техники все чаще используют компьютерные технологии. Несмотря на то, что компьютерное моделирование используется около 60 лет, до сегодняшнего времени оно занимало более скромное место, чем, например, натурные испытания изделий ракетно-космической техники.

Внедрение современных мощных автоматизированных систем дает возможность сократить трудоемкость проектирования, сократить себестоимость работ, повысить качество, сократить затраты на натурное моделирование и испытания.

Представлен анализ различных систем автоматизированного проектирования Solidworks и Компас 3D и их возможности для компоновки БНА. Выбрана система Solidworks, которая дает возможность не только создавать модель БНА, но и проводить инженерный анализ (прочность, устойчивость, теплопередача, частотный анализ) изделия. Поскольку БНА комплектуются не только приборами для научных экспериментов, но и механизмами и системами разделения и фиксирующими элементами, которые на определенном этапе полета ИР отделяют полезную нагрузку, то среда Solidworks позволяет смоделировать и проанализировать процесс отделения.

Процесс работы в среде Solidworks представлен на примере компоновки БНА, который показал целесообразность и перспективность использования данных систем.