2.3.7. Аккумуляторы
2.3.7.1. Аккумуляторы давления .
Разрабатываются на основ пневмосистем с шаробаллонами высокого давления.
2.3.7.2. Аккумуляторы электроэнергии.
Выбираются из существующих.
2.3.7.3. Бортовой источник мощности.
Разрабатывается для гидро-пневмоманипуляторов блока полезной нагрузки (вывод спутника на орбиты и его съема орбиты).
2.3.8. Привод раскладки корпуса ОС
Разрабатывается на основе конструкции привода газогидравлического, разработанного ГКБ «Южное» для выдвижения соплового насадка твердотопливного двигателя 15Д339.
2.3.9. Отсек полезной нагрузки
Разрабатывается для вывода на орбиту типового спутника и его доставки на Землю.
2.4. Модульная схема компоновки изделий ВКС.
Укрупненная технологическая схема сборки
Модульная конструкция ВСК позволяет в корпус ОС (и СУБ ОС) устанавливать отдельные готовые узлы: ЖРД, система управления, парашютные системы, кассеты с СПВРД и пр. (рис 3, 4). Это позволяет каждый ВКС и входящие в него изделия с минимальной затратой времени готовить к повторному использованию: корпус проходит регламентные работы по восстановлению теплозащитных покрытий, остальные узлы еще до возврата ВКС на поверхность Земли уже могут быть заменены взаимозаменяемыми узлами из комплекта многоразового использования.
Особенностью двухступенчатой конструкции ВКС является полная взаимозаменяемость ступеней, что исключает необходимость их стыковки в условиях производства: для завода изготовителя обе ступени являются отдельными изделиями.
Технология сборки ВКС в головном сборочном цехе завода дифференцирована для двух изделий: суборбитального самолета – СУБ ОС (первая ступень ВКС) и орбитального самолета – ОС (вторая ступень ВКС). Оба самолета в обычной терминологии производства определяются как «изделия».
Применительно к каждой ступени ВКС входящие в них конструктивные модули в технологическом процессе определены как узлы. В каждом изделии ВКС можно определить количество узлов (сборочных групп):
- СУБ ОС 10 групп;
- ОС 3 группы.
Количество узлов, входящих непосредственно в группы (подгруппа первого порядка):
- СУБ ОС 34 подгруппы первого порядка;
- ОС 23 подгруппы первого порядка.
На настоящем этапе может быть определено и количество подгрупп второго порядка, входящих в подгруппы первого порядка:
- СБ ОС 0 подгрупп второго порядка,
- ОС 29 подгрупп второго порядка.
Подгруппы третьего порядка на данном этапе не определялись.
При монтаже в процессе головной сборки изделий ВКС не производятся механические операции, подгонка – все входящие группы полностью взаимозаменяемы. Схема сборочных элементов изделия для СУБ ОС и ОС приведены на рис 11 и 12 - индексация элементов изделия с статье проводится не по номерам, присвоенным им в конструкторской документации, а по пунктам в перечне элементов.
Базовыми группами изделий ВКС являются их корпуса в сборе
2.5. Корпус планера изделий ВКС. Теплозащита и термостатирование.
Для обеспечения работоспособности ВКС корпус изделия не связан непосредственно с внутренними элементами и узлами. Это позволяет избежать непосредственной теплопередачи от корпуса при его нагревании от внешнего воздействия к внутренним узлам.
Принципы проектирования и конструирования ОС и СУБ ОС одинаковы.
Фрагмент поперечного сечения конструкция многослойного корпуса планера представлен на рис. 13. Наружная поверхность ОС наиболее теплонагружена в ВКС, по опыту летных испытаний аппаратов «БОР» в СССР ее поверхность может прогреваться до 1650оС. При этом не исключается кратковременный нагрев наружной поверхности до 3000-6000оС.
Продольные каналы внутри конструкции располагаются от носового кока к торцу. От кока в эти каналы подается вода, по мере ее нагрева при охлаждении конструкции корпуса жидкость переходит в газообразное состояние (пар) под давлением. Принудительное охлаждение корпуса планера осуществляется при необходимости и достижении заданной предельной температуры, регулируется подачей воды под давлением полученного пара. Схема парогазовой системы представлена на рис. 8.
Термостатирование внутренних модулей проводится по схеме кондиционирования.
2.6. Управление полетом путем изменения направления вектора тяги рулевых ЖРД. Требования к системе управления
Применяется рулевой ЖРД РД-855.
Для ракет класса «Циклон» отработана система управления для ЖРД РД-855. Следует учесть, что система управления разработана и для воздушного старта легких ракет.
Требуется модернизация существующей системы управления.
2.7. Оценка быстродействия беспилотного варианта.
ВКС – аппарат, способный выходить на околоземную орбиту за время нескольких минут. Его возврат на поверхность Земли может осуществляться маневрированием с быстроизменяющимися параметрами полета. Присутствие человека на борту ВКС не имеет никакого смысла для выполнения поставленных задач, в современных условиях автоматика вполне заменяет человека. При этом снижается масса аппарата и имеется возможность дальнейших модернизаций по снижению габаритов и массы. Отсутствие пилота позволяет повысить перегрузки до уровня, допустимого для приборов и механизмов. Такой уровень установлен на цифре 50 g.
Это означает, что при превышении тяги двигателя второй ступени по отношению к массе на начальном участке автономного полета 3,64 (на конечном участке полета второй ступени это соотношение достигнет величины 14) будет обеспечен полет с быстродействием, значительно превышающем быстродействие любых пилотируемые аппараты.
2.8. Вид старта ВКС.
Страт ВКС вертикальный с использованием пусковой установки.
Следует учитывать, что габариты ВКС в плане меньше, чем у одномоторного самолета АН-3Т (рис. 16).
Допускается возможность старта ВКС с любой площадки.
На этапе проектирования рассматривается вариант транспортирования не заправленного топливом ВКС в зону старта на одном из транспортных самолетов типа АН.
Рассматривается вариант старта со сбрасыванием ВКС с транспортного самолета типа Локхид-1011, а также возможность старта ВКС с включением двигателей с верхней части фюзеляжа транспортного самолета носителя типа АН.
При проектировании рассматриваются варианты автономного использования СУБ ОС (самостоятельный старт) и ОС (с запуском ракетой носителем).
2.9. Вид ВКК: основной и альтернативный типовой
ВКК основного вариант: пуск со стартовой установки на одном из артиллерийских полигонов Украины; управление с автономного ЦУП и НЦУИКС; приземление сбрасываемых кассет СПВРД, СУБ ОС и ОС на полигоне пуска с помощью аэроупругих управляемых систем.
Альтернативный типовой вариант: старт с самолета носителя типа АН из выбранного квадрата; управление с автономного ЦУП и НЦУИКС; приземление сбрасываемых кассет СПВРД, СУБ ОС и ОС с помощью аэроупругих управляемых систем в зонах отчуждения. Этот вариант может быть применен для любого вида носителя с воздушным стартом.
2.10. Схема полета ВКС
Поле старта ВКС и его ступени осуществляют полет на активном участке со скоростями более М=2.
Проектные величины скоростей полета приведены в табл. 7.
График полета ВКС на рис. 14. График полета СУБ ОС на рис. 15.
Приземление СУБ ОС и ОС происходит однотипно.
После входа в плотные слои атмосферы происходит аэродинамическая самоориентация спускаемого аппарата при скоростном напоре от 10 до 100 кгс/м2 в продольном канале.
На высоте около 30 км из кормовой части аппарата выпускается тормозной парашют для снижения скорости приземления до 600 м/сек (от 3000 м/сек)
На высоте 6-7 км выпускается основной парашют для снижения скорости приземления порядка 7 м/сек.
На высоте не менее 1 м срабатывает тормозной РДТТ и скорость падения аппарата на поверхность снижается до 1 м/сек.
2.11. Требования к ПГ ВКС.
Эксплуатация ВКС диктует необходимость унифицировать КА – спутники массами 1-50 кг, в габаритах отсека ПГ ОС (с учетом возможностей автоматизированного вывода спутника на орбиту и его съема с орбиты для возвращения на Землю).
2.12. Сравнительные габариты ВКС «Сура».
На рис. 16. представлены сравнительные габариты ВКС «Сура» с самым большим и самым маленьким транспортными самолетами АНТК им. О. К. Антонова. ВКС «Сура» по габаритам в плане меньше самолета АН-3Т.
Главный конструктор проекта А. С. Левенко
