Метод обоснования технических характеристик многомодульных лунных реактивных пенетраторов

• Автор: Заговорчев, Владимир Александрович
• Шифр специальности: 05.07.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 144 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение
1. Метод выбора проектных параметров многомодульного лунного реактивного пенетратора
1.1. Особенности выбора проектных параметров многомодульного лунного реактивного пенетратора
1.2. Выбор системы основных проектных параметров и постановка задачи оптимизации многомодульного пенетратора
1.3. Модель расчета газодинамических параметров і-го модуля лунного реактивного пенетратора
1.4. Соотношения между параметрами пенетратора, условиями его запуска и характеристиками грунта
2. Исследование процесса пространственного движения многомодульного реактивного пенетратора в грунте
2.1. Общая характеристика лунного грунта и система уравнений пространственного движения лунного реактивного пенетратора в грунте
2.2. Силы и моменты, действующие на реактивный пенетратор при движении в лунном грунте
2.3. Проникание лунного реактивного пенетратора в грунт под некоторым углом .
2.4. Обеспечение устойчивости движения лунного реактивного пенетратора в грунте
3. Формирование совокупности основных технических характеристик проектируемого многомодульного лунного реактивного пенетратора
3.1. Оценка эффективности применения многомодульного реактивного пенетратора для решения задач по исследованию подповерхностных слоев Луны
3.2. Влияние особенностей функционирования двигателя в грунте на процесс проникания многомодульного лунного реактивного пенетратора
3.3. Расчетная модель для оценки прочности конструкции многомодульного лунного реактивного пенетратора
3.4. Ударные перегрузки, действующие на топливный заряд и полезную нагрузку

4. Экспериментальные исследования по созданию многомодульного лунного реактивного пенетратора
4.1. Моделирование движения многомодульного лунного реактивного пенетратора с помощью динамически подобных моделей
4.2. Моделирование лунного грунта в экспериментальных исследованиях реактивных пенетраторов
4.3. Моделирование параметров и характеристик двигательных установок многомодульных лунных реактивных пенетраторов
4.4. Основные этапы отработки и планирование испытаний грунтовых реактивных пенетраторов
4.5. Перенос экспериментальных данных на натурные многомодульные лунные реактивные пенетраторы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Введение
В «Основах государственной политики Российской Федерации в области космической деятельности» на период до 2030 года и дальнейшую перспективу государственными интересами Российской Федерации в частности являются получение научных данных о космосе, небесных телах для развития фундаментальной науки, достижения и поддержания лидирующих позиций на наиболее значимых ее направлениях, в том числе в исследовании Луны, с возможностью использования её ресурсов. Одной из задач государственной политики в области космической деятельности в интересах фундаментальных космических исследований является проведение углубленных исследований Луны с окололунной орбиты и на ее поверхности автоматическими космическими пенетраторами, в том числе с использованием луноходов и средств доставки образцов лунного грунта на Землю, выбор районов размещения автоматических лунных баз. [60]
Важными достоинствами реактивных пенетраторов являются также их способность двигаться в реголите под любым углом к горизонту, простота конструкции и эксплуатации. Эти достоинства позволяют реактивным пенетраторам выполнять также работы, которые другими пенетраторами для движения в лунном грунте производить затруднительно.
Указанные выше области применения и достоинства реактивных пенетраторов показывают их перспективность и целесообразность внедрения в практическую космонавтику. Однако существенным препятствием на пути к этому является отсутствие каких-либо рекомендаций и методик проектирования пенетраторов подобного типа. Поэтому задача разработки новых методов выбора проектных параметров лунных реактивных пенетраторов является актуальной.
Рассматриваемая в настоящей диссертационной работе научная задача посвящена исследованию вопросов, связанных с обоснованием необходимости совершенствования технических характеристик лунных реактивных пенетраторов.

Я - Як + Яд + яс.
(1.24)
1.4. Соотношения меяеду параметрами пенетратора, условиями его запуска
Для успешного проектирования многомодульных лунных реактивных пенетраторов для движения в грунте необходимо иметь зависимость глубины проникания, скорости и ускорения движения от параметров МЛРП, условий его запуска и физико-механических характеристик среды. Все эти величины были определены в предыдущих разделах.
С целью выявления порядка расчета оптимальных параметров проникающего пенетратора, а также условий его запуска, выпишем рабочие зависимости для случая запуска МЛРП с неподвижной пусковой установки, расположенной на некотором удалении от поверхности грунта. В этом случае траектория движения пенетратора разбивается на три участка: участок движения в прилунном пространстве, движение в грунте с включенным двигателем и участок движения МЛРП в грунте по инерции.
1. Уравнение движения МЛРП в прилунном пространстве приближенно можно записать в виде
где в - угол между продольной осью пенетратора и горизонтальной плоскостью.
2. Полное время работы двигателя складывается из времени работы ДУ в прилунном пространстве и в реголите
где 1К1, (К1 - времена работы РДТТ в прилунном пространстве и в реголите, соответственно.
3. Движение МЛРП на активном участке траектории в лунном грунте может быть описано системой уравнений (2.2-2.3), которая для плоской задачи преобразуется в уравнение вида:
и характеристиками грунта
М — — - RJгMgsmвe,
(1.25)
(1.26)