Читать онлайн «Основы устройства космических аппаратов: Учебник для вузов»

ДЛЯ ВУЗОВ В. Н. Гущин основы УСТРОЙСТВА КОСМИЧЕСКИХ АППАРАТОВ Допущено Министерством образования Рос- Российской Федерации в качестве учебника для студентов высших учебных заведений, обучаю- обучающихся по специальности "Космические лета- летательные аппараты и разгонные блоки"направ- блоки"направления подготовки дипломированных специа- специалистов "Ракетостроение и космонавтика" МОСКВА «МАШИНОСТРОЕНИЕ» 2003 Введение Создание космических аппаратов (КА) представляет собой одно из сложнейших дел, которые когда-либо предпринимались человеком, что связано с множеством самых разнообразных и нередко трудно формали- формализуемых факторов, вовлекаемых в процесс разработки. Особенно сложным является начальный этап проектирования, когда кроме общего представления о назначении и функционировании аппарата ничего не известно. Первым шагом в проектировании КА является решение вопроса о конструктивно-компоновочной схеме и распределении масс между целевой нагрузкой и служебными системами, основными из которых являются: система энергопитания (СЭП), система ориентации и стабилизации (СОС) и система терморегулирования (СТР), а также конструкция как отдельная система. К настоящему времени разработано великое множество конструкций перечисленных систем, что существенно затрудняет процедуру статисти- статистической обработки предшествующих результатов проектирования служебных систем и проектный анализ. Кроме того, проектировщик находится в рамках финансовых и массовых ограничений. Ограничения по массе связаны с возможностями современных ракет-носителей. В настоящее время появляются дополнительные условия при проектировании искусственных спутников Земли (ИСЗ): проектирование ИСЗ с учетом унификации составных систем и проектирование многоцелевых ИСЗ. Космическая техника, аккумулируя достижения научно-технического прогресса, является в то же время его движущей силой. Когда мы говорим о космонавтике, то следует иметь в виду, что это организационно оформленное и сложившееся направление деятельности государства. Сейчас уже становится очевидным, что для решения основных задач в космическом пространстве необходимо иметь: - средства доставки на орбиту ИСЗ космических объектов и возвращения их на Землю (космический челнок); -долговременную орбитальную станцию на орбите ИСЗ (космичес- (космическую лабораторию); - транспортное средство для сообщения КА дополнительной скорости (для перехода между орбитами ИСЗ) вплоть до второй космической (космический буксир). Рассмотрим, как эти проблемы создания технических средств решались ведущими космическими державами - СССР и США. Что имелось для решения этих задач в обеих странах? Начиная с 1961 г. , после полета Ю. А. Гагарина, в нашей стране уделялось серьезное внимание пилотируемым полетам, и основным в развитии пилотируемых полетов было наращивание времени пребывания человека в космическом пространстве, этот вопрос был принципиальным. Надо было не просто провести длительный период в невесомости, важно было сохранить работоспособность на орбите и вернуться здоровым на Землю, реадаптироваться к земным условиям.