Классификация изделий РКТ

Государственное бюджетное образовательное  учреждение высшего профессионального  образования
	Московской области ФИНАНСОВО – ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ  АКАДЕМИЯ

 

Кафедра информационных технологий

 

и управляющих  систем

 

Доклад на тему:

Классификация изделий РКТ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выполнил: Скоморохов Олег Владимирович

Группа: УИ-04

 

 

 

 

г. Королёв          2012 г.

Ракетно-Космическая техника (далее РКТ) включает в себя такие виды изделий, как:

• Ракеты
• Спутники
• Головные части
• Спускаемые аппараты

 

1. Ракеты

Раке́та — летательный аппарат, двигающийся в пространстве за счёт действия реактивной тяги, возникающей при отбросе ракетой части собственной массы (рабочего тела). Полёт ракеты не требует обязательного наличия окружающей воздушной или газовой среды и возможен не только в атмосфере, но и в вакууме. Словом ракета обозначают широкий спектр летающих устройств от праздничной петарды до космической ракеты-носителя.

В военной терминологии слово ракета обозначает класс, как правило, беспилотных летательных аппаратов, применяемых для поражения удалённых целей и использующих для полёта принцип реактивного движения. В связи с разнообразным применением ракет в вооружённых силах, различными родами войск, образовался широкий класс различных типов ракетного оружия. 
По топливу ракеты делятся на:

- Твердотопливные ( Ракета морского базирования "Булава" )

- Жидкостные (УР-100Н УТТХ и Р-36М(М2))

Так же различают Гражданские и Военные Ракеты.

По Габаритам различают:

• Легкие (до 50 тонн)
• Средние (от 200 тонн)
• Тяжелые (более 500 тонн)
• Сверхтяжелые (от 1000 тонн)

Применение Ракет:

Военное дело

Ракеты используются как  способ доставки средств поражения к цели. Небольшие размеры и высокая скорость перемещения ракет обеспечивает им малую уязвимость. Так как для управления боевой ракетой не нужен пилот, она может нести заряды большой разрушительной силы, в том числе ядерные. Современные системы самонаведения и навигации дают ракетам большую точность и манёвренность.

Существует множество  видов боевых ракет отличающихся дальностью полёта, а также местом старта и местом поражения цели («земля» — «воздух»). Для борьбы с боевыми ракетами используются системы противоракетной обороны.

Существуют также сигнальные и осветительные ракеты.

Научные исследования

Самолёты и воздушные шары, запускаемые для изучения атмосферы Земли имеют высотный потолок 30-40 километров. Ракеты такого потолка не имеют и используются для зондирования верхних слоёв атмосферы, главным образом мезосферы и ионосферы.

Существует деление ракет  на лёгкие метеорологические, способные  поднять один комплекс приборов на высоту около 100 километров и тяжёлые  геофизические, которые могут нести несколько комплексов приборов и чья высота полёта практически не ограничена.

Обычно научные ракеты оснащают приборами для измерения атмосферного давления, магнитного поля, космического излучения и состава воздуха, а также оборудованием для передачи результатов измерения по радио на землю. Существуют модели ракет, где приборы с полученными в ходе подъёма данными опускаются на землю с помощью парашютов.

Космонавтика

Высокая скорость истечения  продуктов сгорания топлива (часто  большая, чем М10), позволяет использовать ракеты в областях, где требуются сверхбольшие скорости движения, например, для вывода космических аппаратов на орбиту Земли (см. Первая космическая скорость). Максимальная скорость, которая может быть достигнута при помощи ракеты, рассчитывается по |формуле Циолковского, описывающей приращение скорости, как произведение скорости истечения на натуральный логарифм отношения начальной и конечной массы аппарата.

Ракета пока является единственным транспортным средством, способным  вывести космический аппарат в космос. Альтернативные способы поднимать космические аппараты на орбиту, такие как «космический лифт», электромагнитные и обычные пушки, пока что находятся на стадии проектирования.

В космосе наиболее ярко проявляется основная особенность  ракеты — отсутствие потребности  в окружающей среде или внешних  силах для своего перемещения. Эта  особенность, однако, требует того, чтобы все компоненты, необходимые  для создания реактивной силы, находились на борту самой ракеты. Так для  ракет, использующих в качестве топлива  такие плотные компоненты, как  жидкий кислород и керосин, отношение веса топлива к весу конструкции достигает 20/1. Для ракет, работающих на кислороде и водороде, это соотношение меньше — около 10/1. Массовые характеристики ракеты очень сильно зависят от типа используемого ракетного двигателя и закладываемых пределов надёжности конструкции.

Скорость, требуемая для  выведения на орбиту космических  аппаратов, часто недостижима даже при помощи ракеты. Паразитный вес  топлива, конструкции, двигателей и  системы управления настолько велик, что не даёт разогнать ракету до нужной скорости за приемлемое время. Задача решается за счёт использования  составных многоступенчатых ракет, позволяющих отбросить излишний вес в процессе полёта.

За счёт уменьшения общего веса конструкции и выгорания  топлива ускорение составной  ракеты с течением времени увеличивается. Оно может немного снижаться  лишь в момент сбрасывания отработавших ступеней и начала работы двигателей следующей ступени. Подобные многоступенчатые ракеты, предназначенные для запуска  космических аппаратов, называют ракеты-носители^[7].

Используемые для нужд космонавтики ракеты называются ракетами-носителями, так как они несут на себе полезную нагрузку. Чаще всего в качестве ракет-носителей используются многоступенчатые баллистические ракеты. Старт ракеты-носителя происходит с Земли, или, в случае долгого полёта, с орбиты искусственного спутника Земли.

В настоящее время космическими агентствами разных стран используются ракеты-носители Атлас V, Ариан 5, Протон, Дельта-4, Союз-2 и многие другие.

 

 

2. Спутники

Спутник — небесное тело, обращающееся по определённой траектории (орбите) вокруг другого объекта (например планеты) в космическом пространстве, под действием гравитации. Различают искусственные и естественные спутники.

Для движения по орбите вокруг Земли аппарат должен иметь начальную  скорость, равную или немного большую первой космической скорости. Полёты ИСЗ выполняются на высотах до нескольких сотен тысяч километров. Нижнюю границу высоты полёта ИСЗ обуславливает необходимость избегания процесса быстрого торможения в атмосфере. Период обращения спутника по орбите в зависимости от средней высоты полёта может составлять от полутора часов до нескольких лет. Особое значение имеют спутники на геостационарной орбите, период обращения которых строго равен суткам и поэтому для наземного наблюдателя они неподвижно «висят» на небосклоне, что позволяет избавиться от поворотных устройств в антеннах.

Искусственные спутники Земли  широко используются для научных  исследований и прикладных задач (военные спутники, исследовательские спутники, метеорологические спутники, навигационные спутники, спутники связи), а также в образовании (в России запущен ИСЗ, созданный преподавателями, аспирантами и студентами МГУ, планируется запуск спутника МГТУ им. Баумана) и хобби —радиолюбительские спутники.

ИСЗ запускаются более  чем 40 различными странами (а также  отдельными компаниями) с помощью  как собственных ракет-носителей (РН), так и предоставляемых в качестве пусковых услуг другими странами и межгосударственными и частными организациями.

Первый в мире ИСЗ запущен  в СССР 4 октября 1957 года (Спутник-1). Второй страной, запустившей ИСЗ, стали США 1 февраля 1958 года (Эксплорер-1). Следующие страны — Великобритания, Канада, Италия — запустили свои первые ИСЗ в 1962, 1962, 1964 гг. соответственно на американских РН. Третьей страной, выведшей первый ИСЗ на своей РН, стала Франция 26 ноября 1965 года (Астерикс). Австралия и ФРГ обзавелись первыми ИСЗ в 1967 и 1969 гг. соответственно также с помощью РН США. На своих РН запустили свои первые ИСЗ Япония, Китай, Израиль в 1970, 1970, 1988 гг. Ряд стран — Великобритания, Индия, Иран, а также Европа (межгосударственная организация ESRO, ныне ESA) — запустили свои первые ИСЗ на иностранных носителях, прежде чем создали свои РН. Первые ИСЗ многих стран были разработаны и закуплены в других странах (США, СССР, Китае и др.).

 

 

 

По массе делятся на:

• Наноспутники ( 1 кг )
• Микроспутники
• Легкие спутники
• Средние спутники
• Тяжелые спутники

Орбитально подразделяются:

• Низкие (300-400 км)
• Высокие (1000+ км)

По типу:

Различают следующие типы спутников:

• Астрономические спутники — это спутники, предназначенные для исследования планет, галактик и других космических объектов.
• Биоспутники — это спутники, предназначенные для проведения научных экспериментов над живыми организмами в условиях космоса.
• Дистанционного зондирования Земли
• Космические корабли — пилотируемые космические аппараты
• Космические станции — долговременные космические корабли
• Метеорологические спутники — это спутники, предназначенные для передачи данных в целях предсказания погоды, а также для наблюдения климата Земли
• Малые спутники — спутники малого веса (менее 1 или 0.5 тонн) и размера^[5][6]. Включают в себя миниспутники (более 100 кг), микроспутники (более 10 кг) и наноспутники (легче 10 кг)
• Разведывательные спутники
• Навигационные спутники
• Спутники связи
• Экспериментальные спутники

 

Изготовление РКТ

РКТ создаются в институтах ИКБ, изготавливаются на заводах и далее испытываются на полигонах, после чего эксплуатируются в космосе.

 

3. Состав ракет и спутников

Рассматривая  в целом, ракеты и спутники состоят  из корпуса ( чаще всего металлического ), двигателя ( или нескольких двигателей ) , системы управления, телеметрической аппаратуры и полезных нагрузок ( спутники, к примеру, могут являться полезными нагрузками на ракетах).

4. Этапы создания РКТ

Создания РКТ начинается с разработки Технического Задания (ТЗ)

Техническое задание — исходный документ на проектирование РКТ. ТЗ устанавливает основное назначение РКТ, ее технические характеристики, показатели качества и технико-экономические требования, предписание по выполнению необходимых стадий создания документации (конструкторской, технологической, программной и т. д.) и её состав, а также специальные требования.

Техническое задание (также — техзадание, ТЗ) — технический документ (спецификация), оговаривающий набор требований к системе и утверждённый как заказчиком/пользователем, так и исполнителем/производителем системы. Такая спецификация может содержать также системные требования и требования к тестированию.

Техническое задание позволяет:

• исполнителю — понять суть задачи, показать заказчику «технический облик» будущего изделия, программного изделия или автоматизированной системы;
• заказчику — осознать, что именно ему нужно;
• обеим сторонам — представить готовый продукт;
• исполнителю — спланировать выполнение проекта и работать по намеченному плану;
• заказчику — требовать от исполнителя соответствия продукта всем условиям, оговорённым в ТЗ;
• исполнителю — отказаться от выполнения работ, не указанных в ТЗ;
• заказчику и исполнителю — выполнить попунктную проверку готового продукта (приёмочное тестирование — проведение испытаний);
• избежать ошибок, связанных с изменением требований (на всех стадиях и этапах создания, за исключением испытаний).

В зависимости  от ожиданий заказчика существует три  альтернативы для выбора шаблона  Технического задания. Если заказчик требует  оформления документации в соответствии с государственным стандартом, выбор  делается в сторону стандарта  ГОСТ 34.602-89. Подготовка Технического задания  по ГОСТ 34.602-89 требует значительных временных затрат.

Если поставлены сжатые сроки подготовки ТЗ и заказчик не требует оформления документации в соответствии с государственным  стандартом, то можно использовать шаблон технического задания по стандарту IEEE Std 830. Стандарт IEEE Std 830 предполагает, что детальные требования могут быть обширными и не существует оптимальной структуры для всех систем. По этой причине, стандартом рекомендуется обеспечивать такое структурирование детальных требований, которое делает их оптимальными для понимания. Стандартом рекомендуются различные способы структурирования детальных требований для различных классов систем.

Существует и  третья альтернатива для выбора шаблона  Технического задания, когда заказчик предлагает использовать принятый в  компании Корпоративный шаблон для  описания требований к информационным системам.

 

Вторым этапом идет проектирование изделия  и разработки конструкторской документации.