МЕТОДИКА ОПТИМИЗАЦИИ ПАРАМЕТРОВ МОДИФИКАЦИЙ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ С РЕАКТИВНЫМ ДВИГАТЕЛЕМ НА ТВЕРДОМ ТОПЛИВЕ

© О.В.Ковалевская
© Государственный музей истории космонавтики им. К.Э. Циолковского, г. Калуга
Секция "К.Э. Циолковский и научное прогнозирование"
2013 г.

При реализации проекта создания новых эффективных летательных аппаратов (ЛА) с ракетным двигателем твердого топлива (РДТТ) проводится комплексный анализ проектных и конструкторско-технологических решений (КТР) с целью выбора рациональных параметров создаваемой техники. Создание соответствующих методов и моделей для проведения таких исследований представляет важную научную и практическую задачу.

В докладе приводится постановка задачи комплексного анализа параметров ЛА. Рассматриваются особенности алгоритма двухуровневой согласованной оптимизации параметров ЛА и заменяемых подсистем, проводится согласованная оптимизация параметров объекта (ЛА) в целом и подсистем ЛА (разгонных блоков). Анализ показывает, что в таком случае может быть реализован эффективный алгоритм поиска рациональных параметров модификаций ЛА с учетом особенностей проектно-конструкторских решений для заменяемых подсистем.

Представлены модели для исследования перспективных ЛА и их модификаций, оснащенных РДТТ. Приводятся модели для оценки массовых, геометрических характеристик, модели для проектно-баллистического расчета траекторий перспективных ЛА с РДТТ, а также модели для оценки стоимости разработки и производства ЛА. Использование таких моделей позволяет определить рациональные характеристики модификаций ЛА при наличии ограничений.

Даны результаты исследования характеристик перспективных модификаций ракеты-носителя (РН) с РДТТ, приводятся результаты сравнительного анализа характеристик модификаций РН, которые создаются на основе базового объекта (базового ЛА) при изменении нагрузки на систему. Определены достижимые тактико-технические характеристики РН, созданной на основе базового ЛА (как модификация ЛА) в случае, когда используется дополнительный разгонный блок IV ступени (РБ 4) с РДТТ.

На модельном примере рассмотрены вопросы согласования проектных решений при реализации двухуровневой согласованной оптимизации параметров ЛА и заменяемых подсистем (РБ 3). За счет направленной адаптации проектной модели верхнего уровня (модели оценки массы) обеспечивается согласование проектных решений модификации РБ ( -й уровень управления разработкой) и заменяемой подсистемы (РБ3).

При двухуровневой согласованной оптимизации параметров объекта в целом (модификации ЛА) и заменяемой подсистемы (РБ) возможно оценить влияние особенностей КТР подсистем на характеристики ЛА без расширения проектной модели верхнего уровня, найти рациональные характеристики подсистем ЛА при динамике изменений внешних связей.