Исследование динамики ракеты при ее выходе из пусковой шахты при работающем двигателе (стр. 1 из 12)

С развитием ракетной техники в мире наиболее остро встает вопрос о повышении её эффективности, надежности, снижении затрат на стадии разработки и производства. Однако изменение хотябы одного из этих параметров должно быть оправдано получением оптимальных характеристик всей системы. На стадии проектирования повышение этих параметров достигается внедрением в процесс разработки вычислительной техники и систем автоматизированного проектирования.

Среди всего разнообразия проектных изысканий и расчетов, необходимых для создания ракет актуальна тема определения параметров старта. Совокупность технических решений, существующих в настоящее время, позволяет осуществлять безударный выход ракеты из шахты в соответствии с запланированными режимами, но попытки расширить использование ракетного оружия при критических условиях окружающей среды, повысить динамику выхода, повысить безопасность выхода – остаются.

Перед исполнителем поставлена задача создания схемы расчета динамики выхода ракеты из шахты и определения действующих на нее нагрузок. Решение поставленной задачи ведется на примере ракеты 3М-14.

В найденных литературных источниках тема исследования динамики выхода ракеты из ШПУ недостаточно освещена, ввиду специфичности тематики.

На основе вышеизложенного материала и по мере выполнения задания, в работе сформулированы следующие задачи:

1) Решение задачи динамики выхода ракеты из пусковой установки (газодинамическая задача);

2) Определение А.Д.Х. при поперечном обтекании корпуса ракеты под действием ветровой нагрузки.

1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О РАКЕТЕ 3М-14

Ракета 3М-14 входит в состав системы «Клаб». «Клаб» (Club) – ракетная система с крылатыми ракетами надводного, подводного, наземного и авиационного базирования.

· История создания

Ракетная система «Клаб» (Club) разработана и производится (основные элементы) ОКБ «Новатор» (г. Екатеринбург). Первый испытательный пуск противокорабельной ракеты (ПКР) системы, по данным СМИ, состоялся с атомной подводной лодки (АПЛ) на Северном флоте в марте 2000 г., второй - в июне того же года с дизельной подводной лодки (ДПЛ) проекта 877 Балтийского флота. Оба пуска были признаны успешными.

Первым основным элементом системы является универсальная ракета «Альфа», которая была продемонстрирована в 1993 г. (через 10 лет после начала ее разработки) на выставке вооружений в Абу-Даби и на международном авиакосмическом салоне МАКС-93 в г. Жуковский. В том же году она была принята на вооружение. [1]

По западной классификации ракета получила обозначение SS-N-27 Sizzler (от «sizzle» - шипящий звук, издаваемый кипящим на сковороде маслом). В России и за рубежом (по данным различных СМИ, справочников серии Jane's и пр.) она обозначалась как Klub, «Бирюза» (Biryuza) и «Альфа» (Alpha или Alfa).

· Назначение

Ракетная система «Клаб» предназначена для поражения надводных кораблей и подводных лодок противника всех типов при ведении боевых действий в условиях сильного радиоэлектронного и огневого противодействия.

· Состав

В состав ракетной системы «Клаб» (Club) входят ракетные (ударные ракетные) комплексы (РК) «Клаб-Н» (Club-N) и «Клаб-С» (Club-S), которые устанавливаются на надводных кораблях и подводных лодках соответственно в качестве ударного ракетного оружия.

Ракетные комплексы, в свою очередь, включают боевые средства (ракеты различного назначения, универсальная система управления - СУ, пусковые установки), а также универсальный комплекс наземного оборудования, решающий задачи технического обеспечения.

Ракеты системы во многом унифицированы между собой, но, в зависимости от предназначения и базирования, имеют различные наименования и некоторые отличия. [1]

· Ракета 3М-14

Двухступенчатая крылатая ракета для поражения наземных (береговых) целей подводного (ЗМ-14Э) и надводного (3М-14ТЭ) базирования по внешнему виду, аэродинамической схеме, габаритным характеристикам и двигательной установке аналогична ПКР ЗМ-54Э1 и имеет сходство со стратегической КР ракетного комплекса РК-55 «Гранат» (дальность стрельбы до 3000 км). Отличается фугасной (вместо проникающей) БЧ, подрыв которой осуществляется в воздухе для нанесения максимального ущерба объекту и активной радиолокационной головкой самонаведения АРГС-14Э (ОАО «Радар ММС», г. Санкт-Петербург) с высокоэффективной системой наведения ракеты на цель на конечном участке траектории полета. По этим показателям она превосходит зарубежные аналоги, в т.ч. и американскую Tomahawk, которой может быть поставлена помеха в системе спутниковой навигации GPS. При стартовой массе 2000 кг (БЧ 450 кг) и скорости полета до 240 м/с способна поражать цели на дальности до 300 км. Впервые была показана в февраля 2004 г. на 3 Международной выставке сухопутных и военно-морских вооружений «Defexpo India» (г. Дели). При ее разработке в качестве прототипа была использована стратегическая крылатая ракета "Гранат" (код НАТО SS-N-21 Sampson), предназначенной для вооружения атомных подводных лодок проекта 971, 945, 671РТМ, 667АТ и др. [1]

Таблица 1.1. Основные характеристики 3М54Э1/ТЭ1

Характеристика	Показатель
Длина, м	6,200/8,916
Диаметр, м	0, 533/0, 645
Дальность стрельбы максимальная, км	300/275
Высота полета, мна маршевом участкена конечном участке	10-20менее 10
Максимальная скорость, Мна маршевом участкена конечном участке	0,6-0,80,6-0,8
Масса, кг:стартовая БЧ	1780/1505400
Система управления и наведения	инерциальная+активная СН

· Пусковые установки

Пусковыми установками для пуска всех ракет комплекса «Клаб-С» (Club-S), независимо от их назначения, являются штатные 533-мм торпедные аппараты, а ракет комплекса «Клаб-Н» (Club-N) – подпалубные унифицированные ВПУ (типа ЗС-14Э, «КБСМ», г. Санкт Петербург) модульной конструкции с индивидуальными бронированными крышками (для строящихся) или наклонные ПУ (для модернизируемых) кораблей.

· Модификации

«Клаб-М» (Club-M) наземного базирования разработан для поражения наземных и надводных целей ракетами 3М-14КЭ и 3М-54КЭ соответственно. Дальность обнаружения целей: в пассивном (активном) режиме достигает 450 (250) км, дальность стрельбы по надводным (наземным) целям - до 220 (275) км.