Определение технического уровня развития баллистических ракет морского базирования для дальнейшего использования на начальных этапах проектирования Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

3. Система компьютерного моделирования сложных структур проводников и диэлектриков TALGAT / Т. Р. Газизов, А. О. Мелкозеров, Т. Т. Га-зизов и др. Св-во об отраслевой регистрации разработки № 8376 от 24.05.2007. Зарег. в Отраслевом фонде алгоритмов и программ Госкоорцентра Минобрнауки РФ. № 50200701103.

E. S. Dolganov, A. I. Gornostaev JSC «Academician M. F. Reshetnev «Information Satellite Systems», Russia, Zheleznogorsk

SIMULATION OF SHIELDED FLEXIBLE PRINTED CABLE IN TALGAT SYSTEM

Simulation of shielded flexible printed cable in TALGAT system of computer simulation of electromagnetic compatibility has been implemented. Possibility of decreasing conductor's interference during signals passing in the cable is shown.

© Долганов Е. С., Горностаев А. И., 2009

4. Система компьютерного моделирования сложных структур проводников и диэлектриков ТАЪвАТ / Т. Р. Газизов, А. О. Мелкозеров, Т. Т. Газизов и др. // Компьютерные учебные программы и инновации / Госкоорцентр, МФЮА, РУИ. М., 2007. № 10. С. 89-90.

УДК 629.78

М. Д. Евтифьев

Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Россия, Красноярск

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕХНИЧЕСКОГО УРОВНЯ РАЗВИТИЯ БАЛЛИСТИЧЕСКИХ РАКЕТ МОРСКОГО БАЗИРОВАНИЯ ДЛЯ НАЧАЛЬНЫХ ЭТАПОВ ПРОЕКТИРОВАНИЯ

На основе анализа тенденций развития баллистических ракет морского базирования даются предложения по облику будущих ракет.

На этапах предэскизного проектирования любого сложного технического изделия, каковым является баллистическая ракета морского базирования (БРМБ), проектант должен уже определиться с основными тактико-техническими характеристиками своего будущего изделия на основе исследования тенденций развития подобных изделий.

Рассматривать развитие БРМБ надо с середины 1950-х гг., когда в СССР (России) и США, опираясь на достижения в смежных с ракетостроением отраслях промышленности, началось их проектирование. В конце 1950-х гг. в США предпочтение получили разработки твердотопливных БРМБ, а в СССР (России) пошли по пути создания жидкостных БРМБ, что было связано с успешными работами в соответствующих направлениях этих стран.

В развитии БРМБ можно выделить три поколения. В первое поколение входят ракеты СССР Р-13 и Р-21; США - «Поларис А-1» и «Поларис

А-2». Ко второму поколению относятся БРМБ СССР РСМ-25 и РСМ-40; США - «Поларис А-3» и «Посейдон С-3». К третьему поколению принадлежат БРМБ СССР и России РСМ-50, РСМ-52, РСМ-54 и находящаяся в процессе испытаний «Булава» (РСМ-56 не дает существенного прогресса по сравнению с существующими ракетами России и США); США - «Трайдент-1» С-4 и «Трайдент-2» Б5 [1].

Для первого поколения БРМБ характерно то, что по дальности стрельбы ракеты США опережали БРМБ СССР; кроме этого, количество развернутых на подводных лодках (ПЛ) ракет у США было больше, чем у СССР, примерно в 4 раза.

Во втором поколении ракет уже был использован опыт эксплуатации БРМБ первого поколения, причем советские конструкторы учли также американский опыт. Здесь стало ясно, каким путем будет идти дальнейшее развитие БРМБ: это многократное увеличение боекомплекта ракет на ПЛ,

Решетневские чтения

создание малогабаритных ракет, пусковых установок, ракетных шахт ПЛ, автоматизация процессов обслуживания ракет при их хранении, предстартовой подготовке и залповой стрельбе, повышение тактико-технических характеристик и эксплуатационных качеств ракет и т. п. В этом поколении был ликвидирован общий разрыв в выходных характеристиках БРМБ СССР и США, сложившийся в первом поколении. Ракеты СССР опередили БРМБ США по дальности стрельбы (БРМБ РСМ-40 - межконтинентальной дальности, а американские ракеты - средней дальности). Однако у американцев были разделяющиеся боевые блоки, а у СССР - только моноблочная боевая часть.

Третье поколение БРМБ в СССР, а впоследствии и в России было связано с внедрением твердого топлива и с созданием разделяющихся головных частей. США ставили задачи, ориентированные на создание межконтинентальной БРМБ и улучшение точности попадания в цель. В СССР была создана самая лучшая в мире по энергомассовым характеристикам ракета РСМ-54 с разделяющимися частями и БРМБ РСМ-52 с ракетным двигателем твердого топлива (РДТТ), а также ведутся работы по улучшенной БРМБ «Булава» с РДТТ. В США была создана ракета с межконтинентальной дальностью стрельбы «Трайдент-2» Б5, которая к настоящему времени имеет самую лучшую точность в мире для БРМБ.

Отметим, что в настоящее время заметен прогресс в создании БРМБ во Франции и Китае: хотя и медленно, но эти страны выходят на уровень развития БРМБ России и США.

Французы приступили к разработкам БРМБ в 1963 г. В 1976 г. они приняли на вооружение ракету М-20, в 1985 г. - М-4, в 1987 г. - М-4С, в 1996 г. - М-45 (с дальностью стрельбы 6 000 км), все это время шли работы по улучшению тактико-технических характеристик ракет, и в частности увеличению дальности [2]. В настоящее время Франция проводит завершающие летные испытания ракеты М-51.1 с дальностью стрельбы 9 000 км и готовится принять ее на вооружение в 2010 г. Также французы ведут работы по созданию БРМБ М-51.2 с дальностью стрельбы 10 000 км и улучшенной точностью попадания в цель, которую предполагают принять на вооружение в 2015 г. Китай начал свои работы над БРМБ в конце 1970-х гг. Первая китайская БРМБ 1Ь-1 поступила на вооружение в 1988 г. В 1998-1999 гг. эта ракета была модернизирована в 1Ь-1А. В 2010 г. Китай готовится принять на вооружение новую БРМБ !Ь-2, которая имеет межконтинентальную дальность стрельбы (около 8 000 км).

По результатам расчетов были построены графики, показывающие тенденции развития БРМБ всех стран, которые занимаются таким видом оружия, по следующим параметрам: М0 - стартовая масса ракеты, т; Мпг - забрасываемая масса (полезный груз), т; N = / М0 - тяговооружен-ность; Е - точность попадания (круговое вероятное отклонение), км; Б - дальность стрельбы, км; I / ё - относительное удлинение (отношение длины ракеты (м) к диаметру ракеты (м)); у = М0 / ¥0 -плотность компоновки, т / м3; д - наибольшая мощность ядерного боевого заряда, Мт; п - число боевых блоков в ракете; Мпг / М0 - массовое совершенство; М0/Б - массовый потенциал, кг / км; У0 /Б - объемный потенциал, м3 / км; МпгБ / М0 -энергомассовое совершенство, т • км / т; Q - техническая надежность БРМБ.

В результате анализа этих графиков получается, что все указанные страны стремятся к достижению межконтинентальной дальности минимум 8 000 км и больше, к снижению стартовой массы и увеличению массы полезного груза. Кроме этого относительное удлинение стремится к уменьшению и т. д.

Для определения технического уровня развития БРМБ используется так называемый комплексный показатель Кк, который можно определить по формуле

к = м пг • б • м • д

к м0 • Е '

где Мпг - масса полезного груза, т; Б - дальность полета, км; М - скорость ракеты, выраженная числом Маха (значение скорости для всех ракет мы приняли равным 10); М0 - стартовая масса ракеты, т; Е - круговое вероятное отклонение, км.

Из расчетов по предложенной формуле можно сделать вывод, что современному уровню технического развития отвечают следующие БРМБ: РСМ-54РМУ-2 «Синева-2» (Россия), «Трайдент-2» Б5А (США), Трайдент-2» Б5 (Великобритания), М-51.2 (Франция) и 1Ь-2 (Китай). Российская тв ердотопливная ракета РСМ-56 «Булава» находится на уровне БРМБ «Трайдент-1» С-4, т. е. рак еты прошедшего времени.

Библиографический список

1. Канин, Р. Н. СКБ-385, КБ машиностроения, ГРЦ «КБ им. академика В. П. Макеева» / Р. Н. Канин, Н. Н. Тихонов ; под общ. ред. В. Г. Дегтяря. М. : Военный Парад, 2007.

2. Евтифьев, М. Д. Баллистические ракеты подводных лодок : учеб. пособие / М. Д. Евтифь-ев ; Сиб. гос. аэрокосмич. ун-т. Красноярск, 2007.

M. D. Evtifiev

Siberian State Aerospace University named after academician M. F. Reshetnev, Russia, Krasnoyarsk

DEFINITION OF THE TECHNOLOGICAL DEVELOPMENT LEVEL OF SEA LAUNCHED BALLISTIC MISSILES FOR FURTHER USE AT THE DESIGNING INITIAL STAGES

The new shape of ballistic missiles is given taking into consideration the analysis of new tendencies in sea launched ballistic missile development.

© Евтифьев М. Д., 2009

УДК 539

З. А. Казанцев, А. В. Лопатин, В. А. Нестеров

Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Россия, Красноярск

КОЛЕБАНИЯ ТРЕХСЛОЙНОЙ ПЛАСТИНЫ СО СВОБОДНЫМИ КРАЯМИ

Решена задача нахождения основной (первой) частоты колебания трехслойной пластины. Показан основной подход к решению подобных задач и возможность получения результатов для пластин с другим количеством слоев.

Трехслойные пластины нашли широкое применение в конструкциях современных космических аппаратов негерметичного исполнения. Важной частью расчета этих конструкций является динамический анализ. Особое место в этом анализе занимает задача определения первой (основной) частоты колебаний: дело в том, что первая частота колебаний является удобной оценкой массовой эффективности трехслойной пластины. Эта величина позволяет установить связь между изгибной жесткостью пластины и ее инерциаль-ными параметрами.

В работе решена задача определения первой частоты колебаний трехслойной пластины с двумя вариантами закрепления краев. В первом варианте три края закреплены, а один свободен; во втором варианте два смежных края закреплены, остальные свободны (см. рисунок). Для динамического анализа была использована так называемая сдвиговая модель. В этой модели кинематическими переменными являются прогиб пластины и два угла поворота нормали. Разрешающие

уравнения движения получены с использованием принципа Гамильтона. В качестве функций, аппроксимирующих прогиб и углы поворота, были использованы решения задач о прогибе балки с закрепленными краями и консольно закрепленной балке.

Варианты закрепления краев пластины

Получены выражения, определяющие частоту колебаний. Выполнен анализ влияний жесткост-ных и геометрических параметров на частоты колебаний. Даны рекомендации по проектированию трехслойных пластин при рассматриваемых граничных условиях, при наличии ограничений, накладываемых на основную частоту колебаний.

Z. A. Kazancev, А. V. Lopatin, V. A. Nesterov Siberian State Aerospace University named after academician M. F. Reshetnev, Russia, Krasnoyarsk

VIBRATION OF SANDWICH THREE-LAYERS PLATES WITH FREE EDGES

The problem of finding the main (first) frequency oscillation of the sandwich plate is done. The basic approach to solving such problems and the possibility of obtaining the results for the plates with different number of layers are shown.

© Казанцев З. А., Лопатин А. В., Нестеров В. А., 2009