Raketų ir kosmoso kompleksai. Raketų ir kosminių paleidimo sistemų kūrimas Buitinių raketų ir kosminių kompleksų technologinė įranga

, valdikliai, balistinių raketų projektavimas, viršutinės pakopos, raketų ir kosmoso paleidimo sistemos, nešančiosios raketos, purkštukų blokai, skrydžio trajektorijos, transporto erdvės sistemos

Remiantis dideliu kiekiu faktinės medžiagos, detaliai atsekami pagrindiniai kosminių raketų paleidimo sistemų kūrimo etapai ir pateikiamos jų tobulinimo kryptys. Detalus lyginamoji analizė vidaus ir užsienio tolimojo nuotolio balistinių raketų ir raketų, įskaitant daugkartinio naudojimo kosminio transporto sistemas, charakteristikos. Pateikiami raketų ir kosminių raketų konstrukcijos pagrindai ir konstrukcijos ypatumai.

Technikos universitetų studentams, studijuojantiems raketų ir kosmoso specialybes bei sritis, taip pat visiems, besidomintiems raketų ir kosmoso technologijų raidos istorija bei jos tobulėjimo perspektyvomis.

TURINYS
1 dalis. Raketų ir kosminių paleidimo sistemų pagrindai
1 skyrius. Balistinės raketos kaip nešančiųjų raketų kūrimo pagrindas
1.1. Pirmojo MRBM kūrimo priešistorė ir pradiniai etapai
1.2. Pagrindinės sąvokos ir terminai
1.3. Vienpakopių raketų struktūrinės ir išdėstymo schemos tobulinimas, siekiant padidinti nuotolią ir pereiti prie daugiapakopių MRBM
2 skyrius. Tolimojo nuotolio balistinių raketų konstrukcijos ypatumai
2.1. Vienpakopės raketos
2.2. Daugiapakopės raketos
2.3. Kovinių raketų ypatybės
3 skyrius. Trajektorijos ypatybių įtaka raketų skrydžio valdymui
3.1. Valdymo sistemos funkcijos
3.2. Valdymo organai
3.3. Kietojo kuro raketos antgalio bloko konstrukcijos kūrimas
3.4. Ištraukiamo antgalio naudojimas raketų variklyje
4 skyrius. Bendroji skrydžio valdymo užduotis
4.1. Pagrindiniai kontrolės metodai
4.2. Valdymo metodas „standžia“ trajektorija
4.3. Akivaizdi greičio kontrolės sistema
4.4. Sinchroninė bako ištuštinimo sistema
4.5. Lankstus trajektorijos valdymo metodas
4.6. Valdymo metodas su korekcija pasyviojoje trajektorijos dalyje
5 skyrius. Tarpžemyninių balistinių raketų ir nešančiųjų raketų konstrukcijų kūrimas
5.1. Pagrindinės plėtros kryptys
5.2. Nešančiųjų raketų ir kovinių balistinių raketų bazė
5.3. Kovos galvutės atskyrimo ir pakopų atskyrimo ypatybės raketose su kietuoju raketiniu kuru
5.4. paleidimo transporto priemonė "Proton"
5.5. Kriogeninių raketų naudojimas paleidimo raketose
5.6. paleidimo mašina "Saturn-V"
5.7. Paleidimo transporto priemonė N-1
5.8. Kietojo raketinio kuro naudojimas kaip „nulinė“ (pastiprinimo) stadija nešančiosiose raketose
5.9. Hibridinių variklių naudojimas raketų blokuose
5.10. Viršutinės pakopos arba tarporbitinės transporto priemonės
5.11. Daugkartinio naudojimo kosminio transporto sistemos
5.12. Povandeninės balistinės raketos
6 skyrius. moderniausias ir nešančiųjų raketų plėtros tendencijas
6.1. „Sojuz“ šeimos raketų nešėjų (R-7) dizaino kūrimas
6.2. Paleisti Rus-M šeimos transporto priemones ir perspektyvų naujos kartos pilotuojamą erdvėlaivį
6.3. Angara raketų šeima
6.4. Nešančiųjų raketų pertvarkymas
6.5. Bendrosios paleidimo sistemų kūrimo tendencijos

2 dalis. Tolimojo nuotolio balistinių raketų ir nešančiųjų raketų projektavimo pagrindai
7 skyrius. Bendroji projektavimo problema
7.1. Projektavimo etapai
7.2. Pagrindiniai taktiniai ir techniniai reikalavimai
7.3. Optimizavimo kriterijai ir bendra projektavimo problema
8 skyrius. Balistinė ir masės analizė
8.1. Jėgų, veikiančių raketą skrendant aktyvioje trajektorijos atkarpoje, analizė
8.2. Raketos judėjimo aktyviojoje trajektorijos dalyje lygtys
8.3. Raketos judėjimo poliarinėje koordinačių sistemoje lygtys
8.4. Raketos skrydžio charakteristikų pokyčiai skrydžio metu
8.5. Apytikslis skrydžio nuotolio nustatymas. Pasyviosios trajektorijos atkarpos užduotys
8.6. Raketos judėjimo lygtys aktyvioje trajektorijos atkarpoje kaip pagrindinių projektinių parametrų funkcija
8.7. Apytikslis raketos greičio nustatymas
8.8. Pagrindinių projektavimo parametrų įtaka raketos skrydžio greičiui
8.9. Pagrindinių projektavimo parametrų įtaka raketos skrydžio nuotoliui
8.10. Vienpakopės skystojo kuro raketos masės analizė
9 skyrius. Daugiapakopės raketos pagrindinių projektinių parametrų pasirinkimo ypatumai
9.1. Pagrindinė terminija
9.2. Daugiapakopės raketos greičio nustatymas
9.3. Daugiapakopės raketos pagrindinių projektinių parametrų nustatymas
Taikymas. Balistinio dizaino parametrų parinkimo programos

Pradžia Enciklopedijos žodynai Skaityti daugiau

Raketų ir kosmoso kompleksas (RSC)

Raketų arba kosminių raketų (ILV) rinkinys su funkciškai sujungtomis techninėmis priemonėmis ir konstrukcijomis, skirtas užtikrinti transportavimą, saugojimą, dislokavimą ir techninę priežiūrą pagal nustatytą parengtį, Priežiūra, ILV skrydžio paruošimas, paleidimas ir valdymas paleidimo vietoje. Apima ILV, techninio komplekso (TC), paleidimo komplekso (SC) įrenginius, kosmodromo matavimo komplekso (IKK) įrenginius.

Kosminė raketa, nešančiosios raketos su kosmine kovine galvute (SCV) mazgas, kurį sudaro erdvėlaivis (SC) kartu su agregato-apsaugine ir viršutine pakopa. Kosminė kovinė galvutė, erdvėlaivių rinkinys su surenkamomis apsauginėmis ir viršutinėmis pakopomis. Viršutinė stadija atskirų atvejų gali nebūti.

Paleidimo kompleksas – technologiškai ir funkciškai sujungtų mobilių ir stacionarių techninių priemonių ir konstrukcijų rinkinys, užtikrinantis visų rūšių darbų su ILV ir (ar) juo atlikimą. sudedamosios dalys nuo to momento, kai ILV atvyksta iš techninės padėties iki būtinų operacijų prieš paleidimą su ILV elementais atlikimo ir ILV bandymų bei nesėkmingo ILV paleidimo metu iki ILV grąžinimo į techninę. padėtis. Įsikūręs pradinėje padėtyje. Teikia: ILV pristatymą iš techninio komplekso į paleidimo įrenginį (PU), jo montavimą ant paleidimo įrenginio, nukreipimą, kuro papildymą raketinio kuro komponentais ir suslėgtomis dujomis, testavimą, visų operacijų atlikimą, kad būtų galima paruošti ILV paleidimui ir paleidimui. SC sudaro: vienas ar keli paleidimo įrenginiai, konstrukcijos su techninėmis sistemomis, užtikrinančiomis ILV paruošimą ir paleidimą, paleidimo komandų postas.

PU gali būti įgyvendintas šiomis versijomis: stacionarus įžeminimas; stacionarus požeminis (kasyklos); mobilioji žemė (žemė ir bėgiai); mobilus požeminis (tranšėja); mobilus jūrų laivynas (įjungtas jūrinės platformos, antvandeniniai laivai ir povandeniniai laivai); mobilus oras (oro paleidimas).

Techninis kompleksas, nešančiosios raketos techninių kompleksų rinkinys, erdvėlaivis, viršutinė pakopa, kosminė kovinė galvutė, kosminė raketa ir kitos kosminėms raketoms būdingos techninės priemonės. Priklausomai nuo RKK TC paskirties, vieno iš techninių kompleksų tipų gali nebūti.

Techninė padėtis, teritorija su privažiavimais, inžinerinėmis komunikacijomis, pastatais ir statiniais.

Raketų ir kosmoso kompleksas „Sojuz“

Sojuz raketų ir kosmoso kompleksas yra seniausias Baikonūro kosmodrome. Ryškiausi įvykiai pasaulio kosmonautikos istorijoje yra susiję su šio komplekso veikimu. Tarp jų reikšmingiausi yra pirmojo pasaulyje dirbtinio Žemės palydovo paleidimas 1957 m. spalio 4 d. ir pirmojo planetos kosmonauto Jurijaus Aleksejevičiaus Gagarino skrydis 1961 m. balandžio 12 d.

Kompleksas buvo sukurtas tarpžemyninės balistinės raketos R-7, garsiosios karališkosios „septynetės“ ​​pagrindu. Jo modifikacijos plačiai žinomos visame pasaulyje Sputnik, Vostok, Voskhod, Molniya ir Sojuz pavadinimais.

Erdvėlaivių, vykdomų naudojant raketą ir kosminį kompleksą „Sojuz“, skaičius jau artėja prie tūkstančio. Nesėkmingi buvo tik 27. Didelis komplekso patikimumas leidžia jį plačiai naudoti įgyvendinant Rusijos federalinę kosmoso programą ir tarptautinio bendradarbiavimo programose.

Nešėjų raketų Sojuz paleidimui kosmodrome buvo pastatytos dvi paleidimo aikštelės, viena iš jų sukurta 1957 m., kita - 1961 m. Paleidimo aikštelės užima didžiulę teritoriją (daugiau nei 100 hektarų) ir turi po vieną paleidimo įrenginį. jis gali atlikti iki 24 nešėjų raketų paleidimų per metus.

Nešėjų raketų ir erdvėlaivių paruošimas paleidimui vykdomas penkiuose surinkimo ir bandymų pastatuose. Speciali aparatūra ir įranga užtikrina reikiamas temperatūros, drėgmės ir apdailos sąlygas, pilną technologinių operacijų sąrašą nešančiųjų raketų, stiprintuvų blokų ir erdvėlaivių paruošimui paleidimui.

Nešančiajai raketai „Sojuz“ naudojamas aplinkai nekenksmingas raketinis kuras; žibalas ir skystas deguonis. Paleidimo metu raketa sveria apie 310 tonų, o jos varikliai išvysto bendrą iki 400 tonų trauką žemės paviršiuje. Techniniai raketos parametrai leidžia į etaloninę orbitą paleisti iki 7 tonų sveriantį naudingąjį krovinį.

Raketų ir kosmoso kompleksas „Proton“

„Proton“ raketų ir kosmoso kompleksas yra vienas pagrindinių Baikonūro kosmodrome. Dėl pažangių mokslinių ir techninių sprendimų, šis kompleksas savo patikimumu ir daugeliu kitų rodiklių yra geriausias pasaulyje tarp panašios klasės paleidimo sistemų. Automatinių tarpplanetinių stočių skrydžiai su transporto priemonių nusileidimu Mėnulyje, Veneroje ir Marse, taip pat ilgalaikių orbitinių stočių Salyut ir Mir, ryšių ir televizijos transliavimo palydovų paleidimai į geostacionarią orbitą vykdomi naudojant Protonų kompleksą.

Komplekso pagrindas – trijų pakopų nešėja „Proton“, kurios ilgis – 44,3 metro, o maksimalus skerspjūvis – 7,4 metro. Žemės paviršiuje jo varikliai išvysto 900 tonų trauką. Raketa į etaloninę orbitą gali įleisti iki 20 tonų sveriantį naudingąjį krovinį, o naudojant viršutinę pakopą – iki 3,5 tonos sveriantį palydovą į geostacionarią orbitą. Pirmasis „Proton“ paleidimas įvyko 1965 m. liepos 16 d. Dabar paleidimų skaičius viršija 250, iš kurių tik 11 nepavyko.

Nešančiųjų raketų, stiprintuvų blokų ir erdvėlaivių paruošimas paleidimui vykdomas techninėse pozicijose, kurios yra keturiuose surinkimo ir bandymų pastatuose. Techninėse pozicijose įrengta speciali technologinė ir bendroji techninė įranga, privažiuojamieji keliai ir inžinerinės komunikacijos. Jie skirti nešančioms raketoms ir kroviniams priimti iš gamyklų, juos saugoti, surinkti ir išbandyti. Čia erdvėlaiviai yra maitinami raketiniais degalais ir suslėgtomis dujomis, o naudingieji kroviniai pritvirtinami prie paleidimo raketų.

Nešančiosios raketos „Proton“ surinkimo ir bandymų pastatas yra unikali konstrukcija, kurią sudaro surinkimo ir bandymų salė, kurios plotas yra didesnis nei 1500 kvadratinių metrų ir daug darbo erdvė su valdymo kambariais, valdymo kambariais, laboratorijomis ir kitomis paslaugomis.

Nešančiosios raketos „Proton“ paleidžiamos iš dviejų paleidimo aikštelių, kurių kiekvienoje yra dvi paleidimo aikštelės, komandų postas, kuro ir oksidatorių saugyklos, šaldymo centrai, aukštos įtampos pastotės ir kiti infrastruktūros objektai.

1996 m. „Proton“ buvo pirmoji Rusijos raketa, įžengusi į pasaulinę komercinių erdvėlaivių paleidimo paslaugų rinką, o „International Launch Services“ ja prekiauja.

Eksploatacijos metu raketa ne kartą buvo tobulinama. Dabar baigiasi kitas jos modernizavimo etapas. Naujasis Proton-M turės patobulintą valdymo sistemą. Sumažės aplinkos tarša kuro likučiais panaudotų etapų kritimo vietose.

Raketų ir kosmoso kompleksas „Zenitas“

Naujausias tarp Baikonūro kosmodromo raketų ir kosmoso kompleksų yra „Zenit“. Jo kūrimas prasidėjo 1976 m. ir buvo vykdomas lygiagrečiai su daugkartinio naudojimo erdvės sistemos „Energija-Buran“ kūrimu. Modifikuotos pirmosios nešančiosios raketos „Zenit“ pakopos buvo naudojamos kaip šoniniai nešančiosios raketos „Energia“ blokai.

„Zenit“ paleidimo raketa sukurta pagal dviejų pakopų schemą ir gali įpurkšti iki 13,7 tonos sveriančią naudingąją apkrovą į etaloninę orbitą, kurios aukštis yra 200 km, o pokrypis 51 °. Abiejuose etapuose naudojami aplinkai nekenksmingi kuro komponentai – skystas deguonis ir žibalas.

Paleidimo aikštelėje, kurios plotas siekia 113 hektarų, yra du paleidimo įrenginiai, kriogeninis centras ir daugiau nei 50 technologinių sistemų. Visos transportavimo, raketos montavimo ant paleidimo įrenginio, degalų papildymo ir kitų ryšių operacijos atliekamos automatiškai. Raketą galima paleisti per pusantros valandos po jos įdiegimo į paleidimo įrenginį. Net jei paleidimas atšaukiamas, darbas, skirtas raketai atstatyti į pradinę būseną, atliekamas tada, kai nuotolinio valdymo pultas iš vadavietės.

„Zenit“ raketų ir kosmoso komplekso techninė padėtis apima surinkimo ir bandymų pastatą, nešančiųjų raketų ir erdvėlaivių saugyklas, techninius pastatus ir kitus statinius.

Devintojo dešimtmečio pabaigoje šalies kosmoso programos buvo rimtai apribotos. Daugelis naujų palydovų, nukreiptų į Zenit, niekada nebuvo sukurti. Todėl raketų ir kosmoso komplekso apkrova buvo nedidelė – iš viso buvo atlikti 32 paleidimai. Kartu gimė ir komplekso kūrėjai nauja idėja atlikti nešančiosios raketos paleidimus iš plūduriuojančios platformos. Taigi, jo galimybės gerokai išplečiamos, pradinį tašką perkėlus į pusiaują. Projektas buvo pavadintas „Sea Launch“. Jame dalyvauja įmonės iš Ukrainos. Rusija, JAV ir Norvegija. Pirmasis sėkmingas Zenit-31 paleidimas iš platformos Odyssey įvyko 1999 m. kovo 28 d.

Raketų ir kosmoso kompleksas „Ciklonas“

Bendra darbo kryptis kuriant raketų ir kosmoso kompleksą „Cyclone“ buvo gerinti aptarnaujančio personalo saugą rengiant nešančiąją raketą paleidimo aikštelėje. „Cyclone“ kūrėjams pavyko visiškai įgyvendinti „apleistos pradžios“ koncepciją. Rengiant paleidimo raketą ir erdvėlaivį prieš paleidimą visa komplekso įranga valdoma nuotoliniu būdu iš komandų posto.

„Cyclone“ paleidimo raketa sukurta remiantis tarpžemynine balistine raketa R-36, kurią sukūrė „Yuzhnoye“ projektavimo biuras, vadovaujamas vyriausiojo dizainerio M.K. Jangelas.

1967 metais paleista nešėja Cyclone. Šios dviejų pakopų raketos paleidimo masė (neįskaitant erdvėlaivio masės) yra 178,6 tonos. Raketa „Cyclone“ suteikia erdvėlaivius, kurių masė yra atitinkamai 3,2 ir 2,7 tonos, į apskritas orbitas, kurių aukštis yra 200 km, o pokrypis 65 ° ir 90 °. Šiuo metu ši raketa naudojama tik „Cosmos“ serijos erdvėlaiviams paleisti.

Kairiajame kosmodromo flange kompaktiškai išsidėstę „Cyclone“ raketos ir kosminio komplekso antžeminės infrastruktūros elementai. Paleidimo aikštelėje yra įrengti du paleidimo įrenginiai, iš kurių vienas dabar yra apšaudytas. Nešančiosios raketos ir naudingųjų krovinių paruošimas vykdomas viename surinkimo ir bandymų pastate.

Raketos ir kosmoso komplekso „Cyclone“ trūkumas yra didelis raketinio kuro komponentų toksiškumas, dėl kurio avarijos atveju kyla aplinkos taršos pavojus. Tačiau šį trūkumą daugiausia kompensuoja didelis komplekso patikimumas. Iki šiol buvo atlikta daugiau nei šimtas nešiklio „Cyclone“ paleidimų, tarp kurių nėra nė vieno avarinio.

Raketų ir kosmoso kompleksas „Energia-Buran“

„Energia-Buran“ raketų ir kosmoso kompleksą sudaro „Energija“ universali itin sunkioji raketa, orbitinis erdvėlaivis „Buran“, taip pat nešančiosios raketos ir orbitinės raketos antžeminės erdvės infrastruktūros įrenginiai.

„Energia“ paleidimo raketa yra dviejų pakopų raketa, pagaminta pagal „paketo“ schemą su išimto naudingojo krovinio išdėstymu į šoną. Jo pirmoji pakopa susideda iš keturių 40 m aukščio ir 4 m skersmens šoninių blokų.Šoniniai blokai išdėstyti aplink centrinį bloką, jo aukštis 60 m, skersmuo 8 m. Pirmosios pakopos varikliai dirba deguonies-žibalo kuru , antrasis etapas - ant deguonies-vandenilio kuro. Nešančiosios raketos svoris yra 2400 tonų. „Energija“ gali paleisti į artimą žemės erdvę daugiau nei 100 tonų sveriantį naudingąjį krovinį. Daugelis šalies įmonių, kurioms vadovauja raketų ir kosmoso korporacija „Energija“, pavadinta V.I. S.P. Karalienė. Raketų ir kosmoso komplekso sukūrimas tapo išskirtiniu vietinių raketų ir kosmoso technologijų dizainerių laimėjimu.

Orbitinis erdvėlaivis „Buran“ – tai daugkartinio naudojimo erdvėlaivis, galintis atlikti ilgalaikius skrydžius, manevruoti orbitoje, kontroliuojamą nusileidimą ir lėktuvų nutūpimą specialiai įrengtame aerodrome.

„Buran“ pagalba galima į kosmosą nugabenti ir į Žemę sugrįžti kosmonautus ir krovinius, sveriančius iki 30 tonų, taip pat atlikti erdvėlaivių remontą ir priežiūrą tiesiai orbitoje. Orbitinio laivo ilgis – 36,4 m, aukštis – 16,45 m, didžiausias paleidimo svoris – 105 tonos.

5 km nuo paleidimo aikštelės yra daugkartinio naudojimo kosminės sistemos (TKS) „Energia-Buran“ techninis kompleksas, apimantis išties grandiozinių matmenų statinius. Tai apima nešančiosios raketos „Energia“ surinkimą ir bandymų pastatą, kur surenkama raketa ir atlieka visą bandymų ciklą. Tai didžiausias kosmodromo pastatas, penkių tarpatramių, ilgis – 240 m, plotis – 190 m, aukštis – 47 m. Intensyviausiomis dienomis čia vienu metu dirbdavo iki 2000 žmonių. Orbitinio erdvėlaivio „Buran“ surinkimo ir bandymų korpusas yra kiek mažesnis, jo ilgis – 224 m, plotis – 122 m, aukštis – 34 m. Jo patalpose vienu metu galima ruošti tris orbitinius laivus. .

ISS Energia-Buran Launch Complex yra didžiulis antžeminis kompleksas, apimantis daugiau nei 1000 hektarų plotą. Jį sudaro kelios dešimtys konstrukcijų, kuriose yra daugiau nei 50 technologinių ir 200 techninių sistemų.

ISS Energia-Buran paleidimo įrenginys yra gelžbetoninė konstrukcija, palaidota penkiuose aukštuose su valdymo ir bandymo įranga bei kita įranga. Iš surinkimo ir degalų papildymo pastato į paleidimo įrenginį veda du geležinkelio bėgiai, išdėstyti 18 m atstumu. Keturi dyzeliniai lokomotyvai šiais bėgiais iškelia transporto surinkimo bloką su nešėjančia raketa „Energija“ ir prie jo pritvirtintu orbitiniu erdvėlaiviu „Buran“.

Paleidimo komplekse yra universalus „stand-start“ kompleksas, kuris ne tik užtikrina nešančiosios raketos paruošimą ir paleidimą, bet ir jo pagalba bus atliekami dinaminiai ir šaudymo testai, taip pat naudojama nešančiosios raketos „Energia“ degalų papildymo technologija. kuriama.

Visos paleidimo sistemos yra valdomos šiuolaikinėmis įtartinomis technologijomis iš komandų posto. Aukštas valdymo procesų automatizavimo laipsnis suteikia galimybę aptikti ir pašalinti daugiau nei 500 programoje numatytų avarinių situacijų.

Unikali struktūra yra orbitinio erdvėlaivio „Buran“ nusileidimo kompleksas, kuriame anksčiau buvo pagrindinis Yubileiny (Baikonur) aerodromas ir du atsarginiai (Simferopolis ir Khorol). Jis skirtas pristatyti laivą iš gamyklos, užtikrinti jo nusileidimą grįžtant į Žemę, taip pat aptarnavimą po skrydžio. Be pagrindinės paskirties, nusileidimo kompleksas gali būti naudojamas kaip aerodromas ir priimti bet kokios klasės orlaivius. Nusileidimo komplekso kilimo ir tūpimo takas yra 4,5 km ilgio ir 84 m pločio.

1987 m. gegužės 15 d. su erdvėlaivio „Polyus“ maketu ir 1988 m. lapkričio 15 d. su nepilotuojamu orbitiniu orbitiniu „Buran“ paleidimai yra didžiulis žingsnis Rusijos mokslo ir technologijų srityje. kuriant naujas plėtros ir kosmoso tyrinėjimo priemones.

ISS Energia-Buran sukūrimas gali tapti nauju spartaus Rusijos raketų ir kosmoso technologijų vystymosi etapu. Tačiau dėl ekonominių problemų tolesni raketos ir kosminio komplekso „Energija-Buran“ darbai buvo sustabdyti.

Mokslinis ir techninis pagrindas, sukauptas kuriant raketų ir kosmoso kompleksą Energia-Buran, yra vertingas nacionalinis lobis ir šiuo metu plačiai naudojamas daugelyje sričių. žmogaus veikla.
Nuotraukos iš RSC Energia-Buran

Šis straipsnis skirtas modelio, užtikrinančio raketų ir kosminių kompleksų technologinės įrangos parengtį tiksliniam naudojimui, aprašymui, atsižvelgiant į pasirinktos atsarginių dalių papildymo strategijos kainą. Pagrindžiama kiekvienos nomenklatūros atsarginių dalių ir priedų elementų papildymo pagal kriterijų „parengimas – kaina“ optimalių strategijų rinkinio nustatymo problema, atsižvelgiant į patikimumo, techninės priežiūros ir išsaugojimo parametrus. Siekiant išspręsti optimizavimo problemą, analizuojami gerai žinomi atsargų tiekimo sistemoms keliamų reikalavimų pagrindimo modeliai, pagrįsti optimalios jų struktūros, nomenklatūros ir atsarginių dalių skaičiaus bei konkrečios papildymo dažnumo apskaičiavimo metodais. atsarginių dalių asortimentas. Siūlomas modelis leidžia nustatyti vienos serijos atsarginių dalių ir priedų elementų papildymo strategijos įgyvendinimo kaštų dydį per numatytą įrangos eksploatavimo laiką, remiantis kriterijumi „parengimas – kaina“ ir atsižvelgiama į šios įrangos patikimumo, techninės priežiūros ir išsaugojimo parametrus. Straipsnyje pateikiamas modelių panaudojimo pavyzdys pasirenkant optimalias pildymo bloko atsarginių dalių komplekto papildymo strategijas.

parengties modelis

veiklos procesų resursų intensyvumas

tiekimo sistemos

prieinamumo faktorius

1. Bojaršinovas S.N., Djakovas A.N., Rešetnikovas D.V. Sudėtingų techninių sistemų veikimo būklės palaikymo sistemos modeliavimas // Vooruzhenie i ekonomika. - M .: Regioninis visuomeninė organizacija"Karinės ekonomikos ir finansų problemų akademija", 2016. - Nr. 3 (36). - S. 35–43.

2. Volkovas L.I. Orlaivių kompleksų eksploatavimo valdymas: vadovėlis. vadovas technikos kolegijoms. - 2-asis leidimas, kun. ir pridėkite. - M .: Aukštesnis. shk., 1987 .-- 400 p.

3. Djakovas A.N. Technologinės įrangos parengties palaikymo po gedimo proceso modelis. A.F. Mozhaiskis. Sutrikimas 651. Pagal iš viso. red. Yu.V. Kulešova. - SPb .: VKA, pavadinta A.F. Mozhaisky, 2016 .-- 272 p.

4. Kokarevas A.S., Marčenko M.A., Pachinas A.V. Išsamios sudėtingų techninių kompleksų priežiūros gerinimo programos kūrimas // Pagrindinis tyrimas... - 2016. - Nr.4–3. - S. 501-505.

5. Shura-Bura A.E., Topolsky M.V. Sudėtingų techninių sistemų atsarginių elementų rinkinių organizavimo, skaičiavimo ir optimizavimo metodai. - M .: Žinios, 1981 .-- 540 p.

Per Pastaraisiais metais moksliniuose tyrimuose, skirtuose sudėtingų techninių sistemų (STS) kūrimui ir veikimui, labai išplėtotas požiūris į jų veikimo efektyvumo didinimą mažinant sąnaudas. gyvenimo ciklas(gyvenimo ciklas). CTC gyvavimo ciklo kaštų valdymas leidžia įgyti pranašumą prieš konkurentus optimizuojant produktų pirkimo ir įsigijimo išlaidas.

Ši koncepcija aktuali ir raketų bei kosmoso technologijoms. Taigi Rusijos Federacijos federalinėje kosmoso programoje 2016–2025 m. esamų ir būsimų nešančiųjų raketų konkurencingumo didinimo uždavinys postuluojamas kaip vienas iš prioritetinių uždavinių.

Reikšmingą indėlį į naudingųjų krovinių paleidimo į orbitą paslaugų sąnaudas daro raketų ir kosminių kompleksų (RSC) technologinės įrangos (TOb) parengties tiksliniam naudojimui užtikrinimo išlaidos. Šios išlaidos apima atsarginių dalių komplektų (atsarginių dalių, įrankių ir priedų) įsigijimo, jų pristatymo, sandėliavimo ir priežiūros išlaidas.

Tiekimo sistemoms (POP) keliamų reikalavimų pagrindimo klausimas yra daugelio tokių autorių kaip A.E. darbų tema. Shura-Bura, V.P. Grabovetskis, G.N. Čerkesovas, kuriame siūlomi optimalios POP struktūros, nomenklatūros ir atsarginių dalių skaičiaus apskaičiavimo metodai. Tuo pačiu metu konkretaus atsarginių dalių asortimento papildymo dažnumas (strategija), kuris daro didelę įtaką atsarginių dalių pristatymo, sandėliavimo ir priežiūros išlaidoms, laikomas nurodytu arba lieka už tyrimo ribų.

S1 - veikianti TlOb būsena;

S2 - gedimo būklė, gedimo priežasties nustatymas;

S3 - remontas, atsarginių dalių elemento keitimas;

S4 - laukiama atsarginių dalių prekės pristatymo, jei jos nėra operacijos vietoje;

S5 - techninės būklės kontrolė po remonto.

Ryžiai. 1. Pasirengimo modelio grafikas

1 lentelė

Perėjimų iš i-osios į j-ąją grafiko būsenos dėsniai

Tyrimo tikslas

Šiuo atžvilgiu ypač aktuali užduotis yra sukurti modelį, užtikrinantį RSC TOT pasirengimą tiksliniam naudojimui, atsižvelgiant į pasirinktos atsarginių dalių papildymo strategijos kainą.

Medžiagos ir tyrimo metodai

Norėdami nustatyti TlOb RKK parengties koeficientą, naudosime šią išraišką:

čia K Гh – h-ojo elemento prieinamumo koeficientas, priklausantis nuo patikimumo, techninės priežiūros ir išsaugojimo rodiklių;

H yra elementų skaičius.

Įrangos prieinamumo koeficiento priklausomybę nuo h-osios įrangos vieneto patikimumo, techninės priežiūros ir išsaugojimo rodiklių apibūdinkime šioje įrangoje įdiegtų eksploatacinių procesų grafiniu modeliu.

Darykime prielaidą, kad įranga vienu metu gali būti tik vienoje būsenoje i = 1, 2,…, n iš galimų E aibės. Būsenos kitimo eiga yra pati paprasčiausia. Pradiniu laiko momentu t = 0 įranga yra darbinėje būsenoje S1. Po atsitiktinio laiko τ1 įranga akimirksniu persijungia į naują būseną j∈E su tikimybe p ij ≥ 0 ir bet kuriam i∈E. Prieš pereinant į kitą būseną, įranga atsitiktinai būna j būsenoje. Šiuo atveju perėjimų iš i-osios į j-ąją grafiko būsenos dėsnius galima pateikti tokia forma (1 lentelė).

Analitiniam ryšiui sukurti naudojami šie konkretūs techninės priežiūros ir remonto (MRO) sistemos rodikliai:

ω1 – elemento gedimo greitis;

ω3 - gedimų atkūrimo srauto parametras (Erlang parametras);

ω5 – techninės būklės techninės būklės kontrolės metu nustatytų gedimų srauto po atsarginių dalių ir priedų montavimo parametras (dėl matematinio atsarginių dalių galiojimo laiko lūkesčio);

TPost - atsarginių dalių prekės, kurios nėra eksploatavimo įstaigoje, pristatymo laikas;

T d – diagnostikos, gedimo priežasties nustatymo, sugedusio elemento paieškos trukmė;

Т Ктс - techninės būklės stebėjimo trukmė pakeitus atsarginių dalių elementą;

n – vienos nomenklatūros atsarginių dalių ir priedų skaičius Tlob;

m - vienos prekės vienetų skaičius atsarginių dalių sąraše.

2 lentelė

Priklausomybės, apibūdinančios grafiko modelio savybes

Norint gauti modeliui būdingas analitines priklausomybes, buvo naudojamas gerai žinomas metodas, pateiktas. Siekdami išvengti žinomų nuostatų pasikartojimo, praleidžiame išvedimą ir pateikiame galutines išraiškas, apibūdinančias grafo modelio būsenas (2 lentelė).

Tada tiriamo pusiau Markovo proceso būsenų tikimybės:

, (2)

, (3)

, (4)

, (5)

. (6)

Gautos priklausomybės lemia tikimybes rasti TlOb elementą tiriamo veiklos proceso būsenose. Taigi, pavyzdžiui, rodiklis P1 yra kompleksinis patikimumo rodiklis – prieinamumo koeficientas, o išraiška (2) modeliuoja ryšį tarp patikimumo, priežiūros, išsaugojimo parametrų ir integralaus rodiklio, kuris naudojamas kaip KГh.

Į reiškinį (2) pakeičiant įrangos eksploatacinių ir techninių charakteristikų išraiškas iš lentelės. 2, gauname išraišką, leidžiančią įvertinti vienos nomenklatūros elementų įtaką įrangos prieinamumo koeficientui:

(7)

čia λ h – h-ojo elemento gedimo koeficientas;

t2h - matematinis techninės būklės kontrolės trukmės lūkestis;

t3h – matematinis atsigavimo laiko lūkestis;

t4h – matematinis laukimo laikas, kai bus pristatyta h-oji atsarginių dalių, kurių nėra eksploatavimo įstaigoje, pristatymo laikas;

t5h - matematinis atsarginių dalių ir priedų h-ojo elemento galiojimo laikas;

Т7h - techninės būklės stebėjimo trukmės matematinė prognozė;

Т10h - h-osios atsarginių dalių prekės papildymo laikotarpis.

Siūlomas modelis skiriasi nuo žinomų tuo, kad leidžia apskaičiuoti KG TlOb RCC vertę priklausomai nuo jo patikimumo, priežiūros ir išsaugojimo parametrų.

Norėdami nustatyti vienos prekės atsarginių dalių papildymo strategijos įgyvendinimo išlaidas per nustatytą įrangos eksploatavimo laiką, galite naudoti šią išraišką:

kur yra vienos prekės atsarginių dalių saugojimo kaina per paskirtą Tlob tarnavimo laiką;

Tos pačios prekės atsarginių dalių ir priedų tiekimo išlaidos, o ne sunaudotos per nustatytą Tlob eksploatavimo laiką;

Vienos prekės atsarginių dalių ir priedų išlaikymo išlaidos.

Vienos prekės atsarginių dalių ir priedų skaičius, reikalingas užtikrinti reikiamą TOT parengties lygį papildymo laikotarpiu.

Tyrimo rezultatai ir jų aptarimas

Panagrinėkime modelių panaudojimą renkantis optimalias pildymo agregato atsarginių dalių komplekto papildymo strategijas, užtikrinant, kad agregato prieinamumo koeficientas būtų ne mažesnis kaip 0,99 per 10 eksploatavimo metų.

Tegul gedimo srautas yra paprasčiausias, gedimo srauto parametras bus lygus gedimo greičiui. Panašiai imame srauto parametrus ω3 ir ω5 kaip dydžius, atvirkščiai proporcingus matematiniai lūkesčiai atitinkamų procesų trukmės.

Norėdami atlikti skaičiavimus, apsvarstysime tris atsarginių dalių komplekto papildymo strategijų variantus, kurie yra riboti:

Visą gyvenimą trunkanti žymė;

Periodinis papildymas (1 metų laikotarpiu);

Nuolatinis papildymas.

Lentelė 3 rodomi 11G101 bloko atsarginių dalių rinkinio skaičiavimų rezultatai, gauti naudojant aukščiau aprašytus modelius.

3 lentelė

Skaičiavimo rezultatai

Iš lentelės analizės. 3 iš to seka, kad 1 ir 4 punktuose optimali strategija yra periodinis atsarginių dalių papildymas, o 2, 3 ir 5 - nuolatinis papildymas.

Siūloma naujas modelis užtikrinant RSC TDS parengtį, kuri gali būti taikoma sprendžiant optimalių atsarginių dalių elementų papildymo kiekvienai nomenklatūrai strategijų rinkinio nustatymo problemą pagal kriterijų „parengimas – kaina“, atsižvelgiant į parametrus. patikimumo, priežiūros ir išsaugojimo.

Bibliografinė nuoroda

Valstybės politikos raketų ir kosmoso sektoriuje tikslas numato ekonomiškai stabilios, konkurencingos, diversifikuotos raketų ir kosmoso pramonės formavimą, užtikrinant garantuotą prieigą ir būtiną Rusijos buvimą kosminėje erdvėje.

Kapitalinės investicijos į rekonstrukciją ir techninę pertvarkymą apima:

tikslinė investicinė parama specialios technologinės įrangos, užtikrinančios FKPR-2015 ir federalinės tikslinės programos „OPK-2015 plėtra“ numatytų pagrindinių raketų ir kosminių transporto priemonių gamybos technologijų diegimą, diegimui;

kosminių raketų gamybos įmonių bendro techninio lygio kėlimas, automatizuojant technologinius procesus, mažinančius darbo intensyvumą, gerinančius raketų-kosminių transporto priemonių kokybę ir patikimumą;

technologinių sąlygų plačiam informacinių technologinių procesų (IPI-technologijų) diegimui sukūrimas.

Pagrindinė šių investicijų dalis sudaroma pagal FKPR-2015 ir federalinę tikslinę programą „Gynybos-pramoninio komplekso plėtra-2015“.

Prioritetinės valstybės politikos kryptys šioje srityje yra šios.

Pirmasis yra naujos kartos kosminių kompleksų ir sistemų sukūrimas techninės charakteristikos užtikrinti aukštą jų konkurencingumą pasaulinėje rinkoje:

plėtra šiuolaikinėmis priemonėmis paleidimas (esamų nešančiųjų raketų modernizavimas ir naujų nešančiųjų raketų bei aukštesnių pakopų kūrimas, vidutinės klasės nešančiosios raketos, skirtos naujos kartos pilotuojamų erdvėlaivių paleidimui, sukūrimas), kosminiai palydovai su ilgesniu aktyviu tarnavimo laiku;

pasirengimas įgyvendinti proveržio projektus kosmoso technologijų ir kosmoso tyrimų srityje.

Antrasis yra GLONASS sistemos kūrimo ir plėtros užbaigimas:

palydovinės sistemos, pagrįstos naujos kartos transporto priemonėmis, turinčiomis ilgą aktyvų eksploatavimo laiką (mažiausiai 12 metų) ir patobulintomis techninėmis charakteristikomis, diegimas;

antžeminio valdymo komplekso sukūrimas ir įrangos galutiniams vartotojams sukūrimas, skatinimas į pasaulinę rinką, GLONASS ir GPS įrangos konjugacijos užtikrinimas.

Trečia, palydovinio žvaigždyno sukūrimas, įskaitant ryšio palydovų žvaigždyno sukūrimą, užtikrinantis visų rūšių ryšio – fiksuoto, mobiliojo, asmeninio (visoje) naudojimo augimą. Rusijos Federacija); meteorologinių palydovų, galinčių perduoti informaciją realiu laiku, žvaigždyno sukūrimas.

Ilgalaikėje perspektyvoje norint išlaikyti aukštą konkurencingumą informacijos perdavimo rinkoje, reikės kokybinio šuolio didinant ryšio palydovų „konkurencinio egzistavimo“ intervalą. Tai galima pasiekti tik sukūrus „daugkartinio naudojimo“ ryšio palydovų gamybos technologiją, t. tie, kurie iš pradžių bus suprojektuoti ir sukurti su galimybe juos prižiūrėti, papildyti degalais, taisyti ir modernizuoti tiesiai orbitoje. Tokios technologinės plėtros rezultatas gali būti masyvių orbitinių platformų atsiradimas iki 2025 m., kuriose bus įrengta įvairi tikslinė įranga ir kita įranga, įskaitant. energijos, leidžiančios aptarnauti arba pakeisti. Tokiu atveju palydovų gamybos rinka patirs didelių struktūrinių ir kiekybinių pokyčių.

Tuo pačiu, nepaisant to, kad šiuo metu Rusijos produkcija palydovai praktiškai nėra atstovaujami nei gatavų gaminių, nei atskirų komponentų rinkoje, Rusija turi toliau stengtis patekti į šį rinkos segmentą. Be to, šių pastangų tikslas gali būti ne tik kai kurių užkariavimas rinkos dalis bet ir technologijų plėtros bei nacionalinio saugumo interesus.

Šiuo požiūriu įdomiausias yra tarptautinis projektas Blinis – technologijų perdavimo programa, skirta naudingojo krovinio moduliui integruoti tarp Thales Alenia Space (Prancūzija) ir V.I. vardu pavadintos FSUE NPO Applied Mechanics. M.F. Reshetneva.

Ketvirta, išplėsti Rusijos buvimą pasaulinėje kosmoso rinkoje:

lyderio pozicijų išlaikymas tradicinėse kosmoso paslaugų rinkose (komerciniai paleidimai - iki 30%);

plečiant savo buvimą komercinių erdvėlaivių gamybos rinkoje, plečiant atskirų raketų ir kosmoso technologijų komponentų bei susijusių technologijų reklamą užsienio rinkoms;

patekti į pasaulinės rinkos aukštųjų technologijų sektorius (palydovinio ryšio ir navigacijos antžeminės įrangos gamyba, nuotolinis žemės stebėjimas);

tarptautinės kosminės stoties (TKS) Rusijos segmento sistemos sukūrimas ir modernizavimas.

Visiems nešiklio gamybos rinkos segmentams šiuo metu būdingas pasiūlos perteklius, palyginti su paklausa, ir, atitinkamai, aukštas vidaus konkurencijos lygis – 2000-ųjų pradžioje palydovų gamybos rinkoje vyravo sąstingis. tai jau lėmė didelį kainų kritimą paleidimo rinkoje.

Vidutinės trukmės laikotarpiu, šiek tiek padidėjus gaminamų palydovų skaičiui, rinkos konkurencijos lygis visuose segmentuose dar labiau padidės, kai į rinką pateks „sunkieji“ ir „lengvieji“ vežėjai iš tokių šalių kaip Japonija, Kinija ir Indija. .

Ilgainiui vežėjų rinkos apimtis ir struktūra tiesiogiai priklausys nuo padėties „pirmaujančiose“ rinkose, susijusiose su ja: informacijos ir palydovų gamybos, visų pirma:

„sunkiųjų“ ir „vidutinių“ nešėjų rinkoje nuo perėjimo prie „daugkartinio naudojimo“ ryšio palydovų, kosmoso gamybos ir kosminio turizmo rinkų plėtra;

„lengvųjų“ vežėjų rinkoje iš galimybės perkelti ERS informaciją į „tinklo prekių“ kategoriją.

Penkta, organizaciniai pokyčiai raketų ir kosmoso pramonėje.

Iki 2015 metų bus suformuotos trys ar keturios didelės Rusijos raketų ir kosmoso korporacijos, kurios iki 2020 m. savarankiškas vystymasis ir visiškai pateiks raketų ir kosmoso technologijų išleidimą ekonominius iššūkius, krašto gynybos ir saugumo uždaviniai, efektyvi Rusijos veikla tarptautinėse rinkose.

Šešta – antžeminės erdvės infrastruktūros modernizavimas ir raketų bei kosmoso pramonės technologinis lygis:

pramonės įmonių techninis ir technologinis pertvarkymas, naujų technologijų diegimas, optimizavimas technologinė struktūra industrija;

kosmodromo sistemos plėtra, antžeminio valdymo įrenginių, ryšių sistemų, raketų ir kosmoso pramonės eksperimentinės ir gamybos bazės aprūpinimas nauja įranga.

Su inercine kūrimo, produktų gamybos versija raketa ir kosmosas pramonė iki 2020 metų – 55-60% iki 2007 metų lygio.

• 1. Pramonės dalinis techninis ir technologinis pertvarkymas;
• 2. Įgyvendinimas tarpžinybinis ir žinybinis tikslinės programos;

valstybės poreikiai kosmoso turtu ir paslaugomis gynybos, socialinei-ekonominei ir mokslo sferoms, federalinės tikslinės programos „GLONASS“ įgyvendinimui ir konkurencingos erdvės kūrimui. transporto sistema su padidintos keliamosios galios vidutinės klasės nešančia raketa.

Naudojant naujovišką plėtros versiją, raketų ir kosmoso pramonės produktų gamyba iki 2020 m. išaugs – 2,6 karto, palyginti su 2007 m.

Gamybos augimą pagal šią galimybę užtikrins:

• 1. Intensyvus techninis ir technologinis pertvarkymas nuo 2008 m.;
• 2. Viso sąrašo federalinių ir departamentų tikslinių programų, užtikrinančių raketų ir kosmoso pramonės plėtrą bei naujos kartos raketų ir kosmoso technologijų kūrimo galimybę, įgyvendinimas nuo 2012 m.
• 3. Besąlygiško pasitenkinimo teikimas

valstybės poreikius erdvėlaivių ir paslaugų gynybai, socialinei-ekonominei ir mokslo sferoms, be inercinio scenarijaus, įgyvendinant perspektyvios pilotuojamos transporto sistemos projektą;

4. Organizacinių ir struktūrinių darbų užbaigimas

pramonės įmonių pertvarkos ir stuburinių integruotų struktūrų, susietų viena veiklos kryptimi ir turtiniais santykiais, kūrimas;

• 5. Gamybos pajėgumų išnaudojimo lygio užtikrinimas iki 2020 m., 75 proc.;
• 6. Pilnas ilgalaikės mokslinių ir taikomųjų tyrimų bei eksperimentų įvairiose mokslo srityse programos įgyvendinimas, sukuriant pažangų aparatūros rezervą raketų ir kosmoso pramonei;
• 7. Vostočnyj kosmodromo statyba, siekiant suteikti Rusijos Federacijai nepriklausomą prieigą prie kosmoso atliekant visą sprendžiamų užduočių spektrą;
• 8. Sprendžiant pramonės personalo problemas.

Papildomas raketų ir kosmoso pramonės produktų gamybos padidėjimas pagal naujovišką versiją, palyginti su inerciniu, 2020 m. sieks 115–117 milijardų rublių.