Универсальный спускаемый аппарат класса «несущий корпус»

Язык труда и переводы:
УДК:
629.787
Дата публикации:
24 января 2022, 22:47
Категория:
Секция 02. Летательные аппараты. Проектирование и конструкция
Авторы
Столярова Нина Анатольевна
МГТУ им. Н.Э.Баумана
Миненко Виктор Елисеевич
МГТУ им. Н.Э. Баумана
Аннотация:
Рассмотрен новый тип аппаратов класса «несущий корпус», которые могут использоваться на всех траекториях входа в атмосферу, как для обслуживания орбитальных станций (со скоростью 7,8 км/с), так и на лунных траекториях (11 км/с). Представлен спускаемый аппарат, способный сесть в любую точку европейской части России (расчет произведен с приведением его к определенной зоне посадки) и осуществить мягкую посадку на турбореактивных двигателях в автоматическом и ручном режимах управления.
Ключевые слова:
спускаемый аппарат, несущий корпус, пилотируемая космонавтика, скорость входа в атмосферу Земли
Основной текст труда

В настоящее время активно развивается пилотируемая космонавтика. Международная космическая станция (МКС) эксплуатируется с конца 1988 года, обитаема с 02 ноября 2000 года по настоящее время. На МКС обычно живут до 7 членов экипажа. К МКС ежемесячно осуществляют рейсы по доставке грузов или для смены экипажа. До недавнего времени это могли делать только на спускаемом аппарате «Союз». С 30 мая 2020 года к МКС стал курсировать еще и спускаемый аппарат Crew Dragon. Россия также создает новый спускаемый аппарат «Орел» — многоразовый космический транспорт пилотируемого класса, который в будущем должен заменить серию «Союз». Но он предназначен для транспортировки грузов, людей и полетов только на околоземную орбиту. А интерес человечества также направлен и на освоение Луны и Марса.

Таким образом, возникает закономерный вопрос: создавать отдельный спускаемый аппарат под каждую программу или же создать универсальное средство, применимое ко всем трем направлениям? Второй вариант, очевидно, превосходит первый по экономическим соображениям, а также надежность аппарата повышается при производстве, сосредоточенном в одном месте для конкретной модификации спускаемого аппарата.

В настоящее время рассматриваются пилотируемые спускаемые аппараты следующего поколения с улучшенными характеристиками в области аэродинамики, баллистики и маневренности по сравнению с аппаратами «Аполлон», «Союз» и «Шэньчжоу». В настоящей работе предлагается перейти к использованию нового типа аппаратов, а именно к аппаратам класса «несущий корпус», которые могут использоваться на всех траекториях входа в атмосферу как для обслуживания орбитальных станций (со скоростью 7,8 км/с), так и на лунных траекториях (11 км/с) [1–4]. Естественно, такие аппараты могут найти применение и в марсианской экспедиции (15 км/с). Также они хорошо вписываются в традиционную проектно-компоновочную схему космического аппарата. Такие аппараты имеют аэродинамическое качество больше 1 и обещают приемлемые массовые характеристики, тепловые режимы и перегрузки при входе в атмосферу земли с гиперболическими скоростями. Можно рассматривать эти аппараты индивидуального изготовления для каждой конкретной экспедиции, но представляется очень интересным разработать универсальный аппарат, рассчитанный на использовании в составе Марсианского экспедиционного комплекса, с дальнейшим простейшим переоборудованием его в части теплозащитного покрытия и системы управления для лунных экспедиций и для спуска с орбиты искусственного спутника Земли.

В данной работе предлагается такой спускаемый аппарат, который способен сесть в любую точку европейской части России (расчет произведен с приведением его к определенной зоне посадки) и осуществить мягкую посадку на турбореактивных двигателях в автоматическом и ручном режимах управления.

Литература
  1. Глушко В.П. Космонавтика: Энциклопедия. М.: Советская Энциклопедия, 1985. С. 396–370.
  2. Миненко В.Е., Агафонов Д.Н., Якушев А.Г., Елисеев А.Н. Проектный, аэродинамический и термобаллистический анализ спускаемого аппарата класса «несущий корпус» // Наука и образование: научное издание МГТУ им. Н.Э. Баумана. 2015. № 10. С. 88–125. DOI: 10.7463/1015.0815132
  3. Краснов Н.Ф., Захарченко В.Ф., Кошевой В.Н. Основы аэродинамического расчета. М.: Высшая школа, 1984. 391 с.
  4. Миненко В.Е., Столярова Н.А., Быковский С.Б., Якушев А.Г. Перспективные использования турбореактивных двигателей для посадки космического аппарата класса «несущий корпус» // XLI Академические чтения по космонавтике (Королёвские чтения – 2017): сб. тез. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2017. С. 27–28.
Ваш браузер устарел и не обеспечивает полноценную и безопасную работу с сайтом.
Установите актуальную версию вашего браузера или одну из современных альтернатив.