Введение в ракетно-космическую технику. В 2 томах Том 1

Аверьянов А. П., Азаренко Л. Г., Вокин Г. Г., Кащеев Н. А., 
Мачнева Л. А., Чаплинский В. С. 

ВВЕДЕНИЕ В  РАКЕТНО-КОСМИЧЕСКУЮ  

ТЕХНИКУ 


ТОМ 1  

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ. КОСМОДРОМЫ. 
НАЗЕМНЫЕ СРЕДСТВА КОНТРОЛЯ 
И УПРАВЛЕНИЯ РАКЕТАМИ 
И КОСМИЧЕСКИМИ АППАРАТАМИ. 
РАКЕТЫ 

, , 
Г.Г. Инфра-Инженерия 
Москва-Вологда 
2018 

УДК 629.7.01 
ББК 39.6 
      А 19 

: 

доктор технических наук (ВА РВСН имени Петра Великого),  
профессор . .; 
кандидат технических наук (РГУТиС), доцент . .  

© Коллектив авторов, 2018 
© Издательство «Инфра-Инженерия», 2018 

ISBN 978-5-9729-0195-1 

ФЗ 
№436-ФЗ 
Издание не подлежит маркировке  
в соответствии с п. 1 ч. 4 ст. 11 

           Аверьянов А. П., Азаренко Л. Г., Вокин Г. Г., Кащеев Н. А.,  
              Мачнева Л. А., Чаплинский В. С. 
А 19    Введение в ракетно-космическую технику. Учебное пособие. Том 1. / 
              А. П. Аверьянов, Л. Г. Азаренко, Г. Г. Вокин, Н. А. Кащеев,  
              Л. А. Мачнева, В. С. Чаплинский. – М.: Инфра-Инженерия,  2018. –  
              380с. 
ISBN 978-5-9729-0195-1 

Подготовлено с целью углубленного и расширенного ознакомления студентов и аспирантов смежных специальностей  с прикладными и основополагающими сведениями по существу из всех основных разделов ракетнокосмической науки и техники, знание которых крайне необходимо и важно для 
лиц, готовящихся стать хорошо осведомленными специалистами в области разработок и использования космических систем различного назначения, в том 
числе систем связи, навигации, телевидения и систем мониторинга, создание 
которых основано во многом на знании предметных областей информатики, 
радиотехники, электроники и автоматики. 
Для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлению 
подготовки бакалавров и магистров на факультетах "Авиа- и ракетостроение", 
"Аэрокосмический", "Информационные и управляющие системы", "Мехатроника 
и управление". Книга может быть полезной широкому кругу читателей, интересующихся ракетной техникой и космонавтикой. 

3ПРЕДИСЛОВИЕ 

Ракетно-космическая наука и техника по своему содержанию являются, как известно, научно-техническими областями знаний синтетического характера. Их предметные области, связанные, в первую очередь, с осуществлением полетов в околоземном космическом  пространстве и к небесным телам Солнечной системы, опираются на результаты и достижения целого ряда 
фундаментальных и прикладных наук. К этим наукам, в первую очередь, 
надо отнести механику, физику, радиоэлектронику, электротехнику, автоматику, астрономию, химию, теплотехнику, физику твердого тела, сопротивление материалов и т.д. 
Для студентов, готовящихся стать специалистами в области создания 
космических систем научного, оборонного или социально-экономического 
назначения, в основе которых лежит широкое использование упомянутых 
выше областей науки и техники, а также смежных с ними научнотехнических дисциплин, необходимо иметь четкие представления как  
об условиях работы космических средств целевого назначения, так и о требованиях к их характеристикам со стороны объектов-носителей этих средств – 
ракет и космических аппаратов – по самым разным аспектам. Эти сведения 
студенты получают, как правило, при чтении курсов вводного характера, содержание которых носит, как правило, усеченный характер и их до сих пор 
нельзя считать устоявшимся. На практике же при выполнении конкретных 
разработок студенты, аспиранты или молодые специалисты сталкиваются с 
очень широком кругом смежных вопросов, соприкасающихся с предметной 
областью ракетно-космической техники, которые при чтении учебных курсов 
по специальности не рассматриваются. Опыт чтения учебных курсов и подготовки специалистов в области космических систем различного назначения 
привел к выводу о целесообразности подготовки специального учебносправочного пособия, в котором бы в краткой и доступной форме излагались 
ключевые сведения, прежде всего, прикладного характера из всех основных и 
смежных разделов ракетно-космической науки и техники, в чем, как правило, 
нуждаются будущие специалисты космического профиля как в учебной, 
так в практической работе. В связи с этим возникла настоятельная необходимость в подготовке соответствующего учебного пособия.  
Данное учебное пособие подготовлено силами сотрудников базовой 
кафедры «Управление и информационные технологии в космических системах» МГОТУ, функционирующей при НИИ космических систем. При подготовке издания учтен опыт чтения вводных и специальных курсов для студентов и аспирантов, а также опыт руководства дипломным проектированием  и 
практическими занятиями. При отборе тематических материалов для данно-го 
пособия широко использовались хорошо апробированные и отработанные 
информационные источники отечественных и зарубежных научно-технических изданий и периодической печати.  

СПИСОК ПРИНЯТЫХ СОКРАЩЕНИЙ 

АА                - абонентская аппаратура 
ААР              - абонентская аппаратура ретрансляции 
АМ               - амплитудная модуляция 
АМС            - автоматическая межпланетная станция 
АС                - антенная система 
АСУ             - автоматизированная система управления 
АТ                - азотный тетраксид 
АФУ             - антенно-фидерное устройство 
БА                - бортовая аппаратура 
ББ                 - боевой блок 
БКУ              - бортовой комплекс управления 
БЦ                - баллистический центр 
БЦВМ          - бортовая цифровая вычислительная машина 
БШВ             - бортовая шкала времени 
ВВХ              - вероятностно-временные характеристики 
ВК                 - вычислительный комплекс 
ВОГ              - волоконно-оптический гироскоп 
ВТО              - высокоточное оружие 
ВЧ                 - высокочастотный 
ВЭО              - высокоэллиптическая орбита 
ГДЛ              - газодинамическая лаборатория 
ГИ                 - гироинтегратор 
ГИРД            - группа изучения реактивного движения 
ГЛОНАСС   - глобальная навигационная спутниковая система 
ГОСТ            - государственный стандарт 
ГПО              - герметичный приборный отсек 
ГСО               - геостационарная орбита 
ГСП              - гиростабилизированная платформа 
ГТИ              - генератор тактовых импульсов 
ГЦ                 - главный центр 
ГЦИУ           - Главный  центр испытаний и управления 
ГЧ                 - генератор частоты 
ДЗЗ               - дистанционное зондирование Земли 
ДМ               - дециметровый 
ДН                - двойное назначение 
ДНГ              - динамически настраиваемый гироскоп 
ДУ                - двигательная установка 
ДУ РБ          - двигательная установка разгонного блока 
ЕКА             - Европейское космическое агентство 
ЕЦП             - единый цифровой поток 
ЖРД             - жидкостной ракетный двигатель 
ЗИП              - запасные инструменты и приборы 
ЗС                 - земная станция 

ЗУ
- запоминающее устройство
ИБД               - информация банков данных
ИВК               - информационно-вычислительный комплекс
ИИ
- ионизирующее излучение
ИКК               - измерительный комплекс космодрома
ИОК               - информация обобщенного контроля
ИСЗ
- искусственный спутник Земли
ИТНП             - измерение текущих навигационных параметров
ИТО               - информационно-телеметрическое обеспечение
ИТП               - информационно-телеметрические параметры
ИЦН               - информация целевого назначения
КА
- космический аппарат
КАЦ               - координационно-аналитический центр
КБ
- конструкторское бюро
КБТМ             - конструкторское бюро транспортного машиностроения
КВ
- короткие волны
КВБ
- кислородно-водородный блок
КВЦ
- коордиционно-вычислительный центр
КВЧ
- крайне высокие частоты
КГЧ
- космическая головная часть
КИ
- космическая информация
КИК
- командно-измерительный комплекс
КИМ               - кодово-импульсная модуляция
КИП
- командно-измерительный пункт
КИС
- командно-измерительная система
ККП
- комплекс командных приборов
КНС
- космическая навигационная система
КОС
- квантово-оптическая система
КОСПАС        - космическая система поиска аварийных судов
и самолетов
КП
- командный пункт
КПА
- контрольно-проверочная аппаратура
КПИ
- командно-программная информация
КПО
- командно-программное обеспечение
КРК
- космический ракетный комплекс
КРТ
- компоненты ракетного топлива
КС
- космическая система
КСР
- космическая система ретрансляции
ЛИ               
- летные испытания
МБР
- межконтинентальная баллистическая ракета
МГХ
- массогабаритные характеристики
МИК
- монтажно-испытательный корпус
МКА
- малый космический аппарат
МКС
- Международная космическая станция

МКСР             - многофункциональная космическая система
ретрансляции
ММ
- миллиметровый
МПУ ПИ        - мобильный пункт управления и передачи информации
МТКК             - многоразовый транспортный космический корабль
МТКС             - многоразовая транспортная космическая система
МШВ              - местная шкала времени
НАКУ             - наземный автоматизированный комплекс  управления
НАП
- навигационная аппаратура потребителя
НАСА             - национальное агентство по аэронавтике
и исследованию космического пространства, США
НБО
- навигационно-баллистическое обеспечение
НДМГ             - несимметричный диметилгидразин
НИИ
- научно-исследовательский институт
НИР
- научно-исследовательская работа
НКА
- навигационный космический аппарат
НКУ
- наземный комплекс управления
НПО
- научно-производственное объединение
НС               
- навигационный спутник
НС
- наземная станция
НЧ
- низкочастотный
ОВЧ
- очень высокие частоты
ОГ
- орбитальная группировка
ОКБ
- особое конструкторское бюро
ОКИК             - отдельный командно-измерительный комплекс
ОКР
- опытно-конструкторская работа
ПАВ
- поверхостные акустические волны
ПВК
- пространственно-временные координаты
ПМЗ
- помехозащищенность
ПН
- подвижный наземный; полезная нагрузка
ППИ
- пункт приема информации
ПППИ             - пункт приема и передачи информации
ПРД
- передатчик
ПРМ               - приемник
ПСП
- псевдослучайная последовательность
ПТР
- программный токораспределитель
ПУ               
- пусковая установка
ПЭ
- пункт эксплуатации
РБ
- разгонный блок
РДТТ
- ракетный двигатель твердого топлива
РК
- разовая команда
РКК             
- ракетно-космический комплекс
РКН
- ракета космического назначения
РКТ
- ракетно-космическая техника
РЛ
- радиолиния

РЛС
- радиолокационная станция
РН
- ракета-носитель
Роскосмос        - Российское космическое агентство
РСУ
- радиотехническое средство управления;
РТМС               - радиометрическая система
РТР
- ретранслятор
РЭА
- радиоэлектронная аппаратура
РЭП
- радиоэлектронное подавление
СА-81               - стандартная атмосфера
СВЧ
- сверхвысокая частота
СЕВ
- система единого времени
СК
- стартовый комплекс
СКС
- сборочно-командное судно
СМ
- сантиметровый
СП
- серийное производство
СПГ
- сферический поплавковый гироскоп
СР
- спутник-ретранслятор
СРНС               - спутниковая радионавигационная система
ССПД               - система связи и передачи данных
ССС             
- спутниковая система связи
СТИ
- станция траекторных измерений
СТК
- система телеметрического контроля
СУ
- система управления
СЭНН              - социально-экономическое и научное назначение
ТАСС               - телеграфное агентство Советского Союза
ТВ
- телевизионный
ТВИ
- телевизионная  информация
ТК
- технический комплекс
ТЛФ
- телефонный
ТМИ
- телеметрическая информация
ТМП               - телеметрируемые параметры
ТТЗ
- тактико-техническое задание
ТТТ              
- тактико-технические требования
ТТХ
- тактико-технические характеристики
УВК
- управляющий вычислительный комплекс
УВЧ
- ультравысокие частоты
УКВ
- ультракороткие волны
УПЧ
- усилитель промежуточной частоты
ФАПЧ             - фазовая автоподстройка частоты
ФКА
- Федеральное космическое агентство
ФМ
- фазовая модуляция
ЦРС
- центр ретрансляции сигналов
ЦУ               
- центр управления
ЦУП               - центр управления полетом
ЦУРС              - центр управления ретрансляцией и связью

ЦКБЭМ          - Центральное конструкторское бюро
экспериментального машиностроения
ЧМ
- частотная модуляция
ЧЭ
- чувствительный элемент
ШПС               - шумоподобный сигнал
ШШС              - широкополосный шумоподобный сигнал
ЭВМ               - электронная вычислительная машина
ЭИИМ            - эффективная изотропно излучаемая мощность
ЭМИ               - электромагнитный импульс
ЭМС               - электромагнитная совместимость
ЭПАС             - экспериментальный полёт «Апполон»- «Союз»
ЭСГ
- электростатический гироскоп
ЭТХ
- эксплуатационно-технические характеристики

ВВЕДЕНИЕ 

ХХ век для человечества оказался самым продуктивным в области 
развития науки и техники  за всю историю существования  человеческой цивилизации. Получили существенное развитие не только традиционные науки 
фундаментального характера, но и возникли новые научные области, научные направления и новые виды техники. Особый прогресс характерен для 
прикладных исследований и разработок, в результате которых появились неизвестные до ХХ века такие виды техники, как атомная техника, радиоэлектроника, автоматика, вычислительная техника, биотехнология, авиационная 
техника, ракетно-космическая техника. При этом следует особо подчеркнуть, 
что при создании ракетно-космической техники человечество пережило качественную грань в своем развитии. Показательно, что ракетно-космическая 
техника, как никакой другой вид техники, впитала результаты многих наук  
и технических достижений. Человек вывел в космос рукотворные аппараты,  
в том числе и пилотируемые, стал изучать прямыми наблюдениями околоземное пространство, а также Луну, Марс, Венеру и другие небесные тела.  
В результате симбиоза атомной и ракетной техники создано ракетно-ядерное 
оружие, которое обеспечило не только безопасность нашей страны, но 
и удержало многие страны от военных столкновений большого масштаба. 
Более того, на основе ракетной техники созданы космические системы как 
оборонного, так и социально-экономического назначения. Эти системы по 
назначению и используемому научно-техническому арсеналу очень разнообразны, поскольку для своего создания требуют применения результатов целого ряда наук и технических достижений. В связи с этим возникают серьезные трудности в подготовке высококвалифицированных специалистов как 
в вузах, так и в аспирантурах. Традиционные учебные курсы, читаемые по 
специальности, как правило, очень слабо взаимоувязаны, в то время как при 
создании космических систем требуется достаточно широкая эрудиция  
и необходимо использование системного подхода.  
Как для проведения исследований и разработок, так и для эксплуатации космических систем совершенно недостаточно знания отдельных предметных научных областей, например, радиоэлектроники, автоматики или вычислительной техники. Как правило, надо хорошо ориентироваться в вопросах баллистики ракет и космических аппаратов, знать условия работы аппаратуры в космосе или на поверхности небесного тела, учитывать свойства 
атмосферы Земли, понимать вопросы управления космическими аппаратами, 
а также владеть методами накопления, хранения и обработки больших массивов информации и т. д. и т. п. 
Очевидно, что для подготовки специалистов с требуемыми квалификационными характеристиками, необходимыми для выполнения практических 
работ в области создания и использования космических систем, надо иметь, 
как минимум, соответствующие учебные пособия, ориентированные не столько на подготовку узких специалистов по отдельным разделам ракетнокосмической науки и техники (такие учебные пособия в профильных вузах 

имеются), сколько на подготовку студентов и аспирантов смежных специальностей, производственная работа которых тесно связана с предметной областью ракетно-космической техники. Цель подготовки настоящего учебного 
пособия состоит в устранении в некоторой степени этого пробела в учебной 
литературе. 
Материалы подготовленного учебного пособия сгруппированы в 2 тома, 
при этом по условиям издания каждый из томов выпускается в виде отдельной 
книги. Для ориентировки и удобства пользования в каждом томе помещены 
предисловие и введение, относящиеся ко всему учебному пособию. 
В томе 1 – Общие сведения. Космодромы. Наземные средства контроля 
и управления ракетами и космическими аппаратами. Ракеты – приведены 
общие сведения о Солнечной системе, даны классификация и общая характеристика объектов ракетно-космической техники, приведены основные сведения о космодромах и наземных средствах внешнетраекторных измерений, 
телеметрии, связи и управления ракетами и космическими аппаратами. Приведены краткие исторические сведения о создании ракет, изложены принципы 
построения ракет и ракет-носителей, приведены сведения по основам баллистики ракет и устройству их двигательных установок, описаны принципы 
построения систем управления и вспомогательных систем, а также дано описание этапов испытаний и эксплуатации ракетно-космических систем.
В томе 2 – Космические аппараты и их системы. Проектирование и 
перспективы развития ракетно-космических систем – представлены элементы 
космической баллистики, описаны пилотируемые и непилотируемые космические аппараты и созданные на их основе системы научного, оборонного и 
социально-экономического назначения. Отражены этапы и методы системного 
проектирования ракетно-космических объектов и их систем с учетом вопросов 
экономической эффективности использования средств ракетно-космической 
техники, а также с учетом вопросов экологии. В заключение кратко освещаются тенденции развития основных объектов ракетно-космической техники 
как наземного, так и орбитального сегментов.