Представлен обзор теоретических, численных и экспериментальных исследований, выполненных в Институте технической механики НАН Украины и НКА Украины при разработке и эксплуатации изделий ракетно-космической техники.

Рассмотрены актуальные проблемы надежности изделий ракетно-космической техники и их составных частей. Приведен анализ состояния оценки количественных показателей надежности при сложных условиях работоспособности, когда используются многомерные функции распределения и векторные случайные процессы. Проанализированы соотношения для обоснования числа и длительности контрольных испытаний на надежность, включая ускоренные испытания. Рассмотрены вопросы использования физических представлений о механизмах накопления повреждений при обосновании зависимостей для оценки долговечности элементов ракетных конструкций. Намечены пути повышения ресурсных показателей за счет использования синергетических эффектов в конструкционных материалах. Рассмотрены вопросы рационального технического обслуживания и функционирования диагностических систем.

Получено уравнение динамики двухфазной парожидкостной среды в полости термодинамического демпфера продольных колебаний жидкостных ракет, учитывающее установку в паровую полость демпфера тонких металлических пластин и различные времена релаксации жидкости, пара и элементов конструкции демпфера. Уравнение позволяет расчетным путем определять основные динамические характеристики термодинамического демпфера.

Проведен анализ, обобщение проблем и задач, типов взаимодействия космических аппаратов (КА) и их систем с околообъектовой средой. Приведены решения основных научно-технических задач, результаты исследований по направлению - плазмоэлектродинамика КА, выполненных в Институте технической механики НАН и НКА Украины.

Індекс рубрикатора НБУВ: О633.1-016.6

Шифр НБУВ: Ж16745 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Выполнен теоретический прогноз динамических нагрузок (продольных виброускорений) на космические аппараты во время старта и полета ракеты-носителя "Днепр" в случае установки на ней пневматической системы виброзащиты космических аппаратов, предложенной ИТМ НАНУ и НКАУ. Показано, что использование пневматической системы виброзащиты на ракете-носителе "Днепр" обеспечивает существенное (в 4 - 5 раз и более) снижение уровня продольных виброускорений космических аппаратов различных масс на активном участке траектории полета ракеты во время работы жидкостной ракетной двигательной установки первой ступени.

Приведен краткий обзор основных результатов исследований прочности, устойчивости и несущей способности конструкций ракетно-космической техники, полученных в Институте технической механики НАН Украины и НКА Украины.

Приведен обзор выполненных в ИТМ НАН и НКА Украины работ, связанных с проблемами транспортировки изделий ракетно-космической техники по железным дорогам.

Проведено расчетное исследование устойчивости частичного кавитационного обтекания решетки пластин потоком идеальной жидкости. Частотные характеристики решетки определены на основе линеаризации системы уравнений в частных производных, описывающей нестационарное кавитационное обтекание решетки пластин. Для анализа устойчивости кавитационного течения применен импедансный метод. Результаты расчетов границы области устойчивости в плоскости "коэффициент режима - число кавитации" согласуются с данными, полученными в процессе численного моделирования нестационарного кавитационного течения вязкой жидкости в решетке.

Освещены вопросы, связанные с созданием научно методического обеспечения исследования газодинамических процессов, сопровождающих функционирование различных объектов ракетно-космической техники. Приведен обзор созданных в ИТМ НАНУ и НКАУ методов и средств теоретического и экспериментального определения аэрогазодинамических параметров полных компоновок ракет-носителей, возвращаемых летательных аппаратов; исследования газодинамики минометного старта и термостатирования отсеков ракет-носителей на стартовых позициях и активном участке траектории; а также отдельных вопросов, связанных с гидрогазодинамикой систем двигателей малой тяги при их работе в импульсных режимах.

Представлена методика описания эмпирическими формулами теплофизических свойств вскипевшего охладителя. Приведены некоторые результаты для случая водяного пара в диапазоне температур и давления от линии насыщения до закритических значений. Отличительной чертой методики является возможность идентификации зависимости свойства от давления на линии насыщения как элемента общей аппроксимирующей зависимости. Отмечено, что точность эмпирических формул есть того же порядка, что и точность исходных табличных данных.

Приведен обзор основных результатов теоретических и экспериментальных исследований в области динамики жидкостных ракетных двигательных установок и продольной устойчивости жидкостных ракет-носителей, полученных в Институте технической механики НАНУ и НКАУ.

Представлены методические подходы к построению математических моделей сложных механических систем. Описаны модели и результаты исследования на их базе свободного и управляемого движения типовых объектов изучаемого класса.

Приведены основные результаты исследований по оптимальному проектированию ракетно-космических систем на этапе формирования облика с использованием методов системного анализа и информационных технологий.

Приведены результаты исследований установочных и текущих импульсных характеристик регулируемых узлом вдува системы управления вектором тяги ракетных двигателей твёрдого топлива. Отмечены особенности течения в регулируемых соплах вдува, взаимодействия в сопле двигателя двух нерадиальных скрещивающихся струй, формирования управляющих вектором тяги усилий при вдуве газа через сопла с "нулевыми" зазорами в регуляторах расхода вдуваемого газа, которые должны учитываться при проектировании и отработке системы вдува.

Предложен подход к обоснованию облика, проектных параметров и технических характеристик ракет-носителей по критерию чистого дисконтированного дохода. Получена зависимость для прогнозирования стоимости пуска.

Приведены результаты исследований возмущений давления, эпюры сил и координат точки приложения интегральных боковых сил в сопле ракетного двигателя при вдуве двух нерадиальных скрещивающихся струй, обеспечивающих создание управляющих усилий по всем трем каналам управления ориентацией ракеты - "тангаж", "рыскание" и "крен".

Предложен подход к повышению эффективности систем пожарной безопасности стартовых комплексов ракет-носителей, основанный на использовании потоков диспергированной пожаротушащей жидкости. Рассмотрены особенности ее взаимодействия с зоной горения и элементами конструкции, подвергающимися воздействию тепловых потоков от пламени.

Математический аппарат кватернионных матриц применяется к выводу зависимости компонент вектора угловой скорости в подвижной и неподвижной системах координат от параметров Родрига-Гамильтона, системы углов, определяющих вращение, и их производных по времени. Автоматизм вычислений основан на использовании таблиц умножения базисных матриц, что определяет эффективность метода. Простота расчетных формул позволяет оперативно устанавливать зависимость компонент вектора угловой скорости в подвижной и неподвижной системах осей при использовании любой заданной совокупности независимых поворотов.

Рассмотрены особенности проектирования космического аппарата с электрореактивным двигателем и проанализирована область целесообразного сочетания проектных параметров космического аппарата.