Введение в ракетно-космическую технику. Учебное пособие. В 2 томах Том 2
Покупка
Основная коллекция
Многотомное издание:
Том 1 (2018), Том 2 (2018)
Тематика:
Космический транспорт
Издательство:
Инфра-Инженерия
Автор:
Аверьянов Андрей Петрович
Год издания: 2018
Кол-во страниц: 444
Дополнительно
Вид издания:
Учебное пособие
Уровень образования:
ВО - Бакалавриат
ISBN: 978-5-9729-0196-8
Артикул: 681139.03.99
Подготовлено с целью углубленного и расширенного ознакомления студентов и аспирантов смежных специальностей с прикладными и основополагающими сведениями по существу из всех основных разделов ракетно-космической 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.
Тематика:
ББК:
УДК:
ОКСО:
- ВО - Бакалавриат
- 24.03.01: Ракетные комплексы и космонавтика
- 24.03.04: Авиастроение
- ВО - Магистратура
- 24.04.01: Ракетные комплексы и космонавтика
- 24.04.04: Авиастроение
ГРНТИ:
Скопировать запись
Фрагмент текстового слоя документа размещен для индексирующих роботов.
Для полноценной работы с документом, пожалуйста, перейдите в
ридер.
Аверьянов А. П., Азаренко Л. Г., Вокин Г. Г., Кащеев Н. А., Мачнева Л. А., Чаплинский В. С.
ВВЕДЕНИЕ В РАКЕТНО-КОСМИЧЕСКУЮ ТЕХНИКУ
Учебное пособие
ТОМ2
КОСМИЧЕСКИЕ АППАРАТЫ И ИХ СИСТЕМЫ. ПРОЕКТИРОВАНИЕ И ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ РАКЕТНО-КОСМИЧЕСКИХ СИСТЕМ
Под общей редакцией доктора технических наук, профессора, заслуженного деятеля науки Российской Федерации
Г.Г. Вокина
Инфра-Инженерия Москва-Вологда 2018
�ДК 629.7.01
ББК 39.6
А 19
ФЗ №436-Ф3
Издание не подлежит маркировке в соответствии сп. 1ч.4ст. 11
Рецензенты:
доктор технических наук (BA РВСН имени Петра Великого), профессор Чобанян В. А.;
кандидат технических наук (РГУТиС), доцент Роганов А. А.
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 2. / А. П. Аверьянов, Л. Г. Азаренко, Г. Г. Вокин, Н. А. Кащеев, Л. А. Мачнева, В. С. Чаплинский. -М.: Инфра-Инженерия, 2018. -444с.
ISBN 978-5-9729-0196-8
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.
© Коллектив авторов, 2018
© Издательство «Инфра-Инженерия», 2018
ISBN 978-5-9729-0196-8
ПРЕДИСЛОВИЕ
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 устоявшимися. 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.
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 данного пособия широко использовались хорошо апробированные и отработанные информационные источники отечественных и зарубежных научно-технических изданий и периодической печати.
СПИСОК ПРИНЯТЫХ СОКРАЩЕНИЙ
АВТ - антенно-волновой тракт
АГСК - абсолютная геоцентрическая система координат
АДХ - аэродинамические характеристики
АЕ - Астрономический ежегодник
АКД - аппаратура канала данных
АКК - авиационно-космический комплекс
АМС - автоматическая межпланетная станция
АП - антенный привод
АППИ - автономный пункт приёма информации
АРУ - автоматическая регулировка мощности
АРККН - авиационно-космический комплекс космического
назначения
АРМ - автоматизированное рабочее место
АС - антенная система
АСК - автоматизированная система конструирования
АСН - аппаратура спутниковой навигации
АСПР - автоматизированная система плановых расчётов
АСПР - автоматизированная система проектирования
АСУ - автоматизированная система управления
АСУТП - автоматизированная система управления технологическими
процессами
АТ - азотный тетраксид
АТС - автоматическая телефонная станция
АТТ - аттенюатор
АЦП - аналогово-цифровой преобразователь
АЦП - аналогово-цифровой преобразователь
АЧХ - амплитудно-частотная характеристика
БА - бортовая аппаратура
БАКИС - бортовая аппаратура командно-измерительной системы
ББ - боевой блок
БКС - бортовая кабельная сеть
БКУ - бортовой комплекс управления
БРПЛ - баллистические ракеты подводных лодок
БРТК - бортовой ретрансляционный комплекс
БЦВМ - бортовая цифровая вычислительная машина
ВБР - вероятность безотказной работы
ВКС - воздушно-космический самолёт
ВКС - вводная коммутационная стойка
ВМФ - военно-морской флот
ВУ - воспроизводящее устройство
ГВЗ - групповое время запаздывания
ГИС - геоинформационная система
ГК - грузовой корабль
гкнпц - государственный космический научно-производственный
центр
ГКИ - галактическое космическое излучение
ГЛОНАСС - глобальная навигационная спутниковая система
гмв - геомагнитная возмущённость
ГМО - гидрометерологическое обеспечение
ГОСК - абсолютная геоцентрическая система координат
ГРЦ - государственный ракетный центр
ГСО - геостационарная орбита
ГФО - геофизическое обеспечение
ГЧ - головная часть
дзз - дистанционное зондирование Земли
Дм - демодулятор
дм - делитель мощности
дмв - декретное московское время
ДО - датчики ориентации
ДУ - двигательная установка
ЖРД - жидкостной ракетный двигатель
ЗАО - закрытое акционерное общество
ЗИП - запасные части, инструмент, принадлежности
ИГД - исходные геодезические данные
ИИ - ионизирующее излучение
ИО - исполнительные органы; информационное обеспечение
ИПМ - институт проблем механики
ИС - информационные средства
ИСЗ - искусственный спутник Земли
ИСУ - интегрированная система управления
ИТНП - измерение текущих навигационных параметров
КА - космический аппарат
КБ - конструкторское бюро
кв - короткие волны
КВРБ - кислородно-водородный разгонный блок
КД - космическая деятельность
КИС - командно-измерительная система
КК - космический корабль
КНС - космическая навигационная система
КРК - космический ракетный комплекс
КРТ - компоненты ракетного комплекса
КС - космическая система
КС - космическая система
КТС - комплекс технических средств
КТСОП - коммутируемая телефонная сеть общего пользования
КУ - контроллер управления
ЛА - летательный аппарат
ЛВС - локальная вычислительная сеть
ли - лётные испытания
ЛК ТДВ - лунный космический театр военных действий
лш - логическая шкала
МАКС - многоцелевая авиационно-космическая система
МБР - межконтинентальная баллистическая ракета
МГУ - Московский государственный университет
им. М.В. Ломоносова
МКА - малый космический аппарат
МКС - Международная космическая станция
ММД - математическая модель движения
МТГ - микрофонно-телефонная гарнитура
МУ - мощности усилитель
МШУ - малошумящий усилитель
МЭМС - микро электро механические системы
НАКУ - наземный автоматизированный комплекс управления
НАП - навигационная аппаратура потребителей
НАП - навигационная аппаратура потребителя
НАСА - национальное агентство по аэронавтике и исследованию
космического пространства, США
НВ - навигационный вычислитель
НДМГ - несимметричный диметилгидрозин
НИР - научно-исследовательская работа
НКУ - наземный комплекс управления
НО - направленный ответвитель
НП - навигационный процессор
НПО - научно-производственное объединение
НС - наземная станция
НССК - начальная стартовая система координат
НТ - навигационная точка
НФП - новые физические принципы
НШС - нештатная ситуация
ОА -оптическая аппаратура
ОБС - орбитальная базовая станция
ОГ - опорный генератор
ОГР - ограничитель
ОЗЭ - общий земной эллипсоид
ОК - орбитальный корабль
ОКР - опытно-конструкторская работа
ОКС - обитаемая космическая станция
ОЛ - орбитальные лаборатории
ООД - оконечное оборудование данных
ООН - Организация объединённых наций
ООС - обитаемая орбитальная станция
on - объект проектирования one - орбитальная пилотируемая станция ony - опорно-поворотное устройство oe - орбитальная станция ОФМ - относительная фазовая модуляция oeno - общесистемное программное средство nr - полезный груз ПЕР - передатчик пк - пилотируемый корабль пктдв - приземный космический театр военных действий nKo - противокосмическая оборона no - программное обеспечение nn - приёмо-передатчик np - приёмник npo - противоракетная оборона ny - пусковая установка ny - предварительный усилитель nyn - пульт управления и индикации пум - предварительный усилитель мощности пф - полосовой фильтр пш - подавление шумов РАН - Российская академия наук РБ - разгонный блок рвен - Ракетные войска стратегического назначения рдтт - ракетный двигатель твердого топлива РК - ракетный комплекс РКД - результаты космической деятельности РКА - Российское космическое агентство РКК - ракетно-космическая корпорация РКК - ракетно-космический комплекс РКН - ракета космического назначения РКТ - ракетно-космическая техника РН - ракета-носитель Рен - ракета стратегического назначения Реу - радиотехнические средства управления РТР - ретранслятор Рте - радиотехническая система РУ - развёртывающее устройство РЭП - радиоэлектронное подавление еА - солнечная активность еАК - система атмосферной коррекции еАПР - система автоматизированного проектирования еАе - система аварийного спасения еАе - стойка автосопровождения
СБ СвСК СВЧ СДУ СДК СЖО СК СК СКК СККП СкСК СМ СНГ СНПИ СОИ СОС СОТР СП СПр СПД СС ССС ССКУ ССН СТИ СТИ СТН СТС СТР СУ СУА СУД СФССВ СЭ СЭП СЭС ТВ ТВ ТГ ТГК ТЗ ТК ТКС ТЛФ-КОА - солнечная батарея - связанная система координат - сверхвысокая частота - система дифференциальных уравнений - система доатмосферной коррекции - система жизнеобеспечения - система координат - стартовый комплекс - стартовая система координат - система контроля космического пространства - скоростная система координат - смеситель - Союз независимых государств - система накопления и передачи информации - стратегическая оборонная инициатива - система ориентации и стабилизации - система обеспечения тепловых режимов - сигнальный процессор - система прицеливания - система передачи данных - средства связи - станции спутниковой связи - спутниковая система контроля и управления - система самонаведения - система телеметрических измерений - сложное техническое изделие - система терминального наведения - сложная техническая система - система терморегулирования - система управления - система управления антенной - система управления движением - сегмент фиксированной спутниковой связи и веща-ния - средства эксплуатации - система энергопитания - система электроснабжения - телевизионное вещание - телевизионное вещание - тональный генератор - транспортный грузовой корабль - техническое задание - технический комплекс - телекомандная система; транспортный корабль снабжения - телефонная каналообразующая стойка
TO - технический облик
тп - техническое предложение
тпк - транспортный пилотируемый корабль
тс - техническая система
тсод - территориальная система обмена данными
тт - тест-транслятор
тт - технические требования
ттз - тактико-техническое задание
тто - транспортно-техническое обеспечение
ттх - тактико-технические характеристики
тх - технические характеристики
тэо - технико-экономическое обоснование
У - усилитель
УВЧ - усилитель высокой частоты
УДУ - управляющая двигательная установка
УКВ - ультракороткие волны
УКП - унифицированная космическая платформа
УПС - устройство преобразования сигналов
УПЧ - усилитель промежуточной частоты
УПЧ - усилитель промежуточной частоты
УРМ - универсальный ракетный модуль
УС - устройство синхронизации
ФНЧ - фильтр низкой частоты
ФП - фотопреобразователь
ФП - фотоэлектрический преобразователь
ФПЧ - фильтр промежуточной частоты
ФЭП - фотоэлектрический преобразователь
ЦА - целевая аппаратура
ЦАП - цифро-аналоговой преобразователь
ЦУ - целеуказание
ЦУП - центр управления полетами
ЧМ - частотная модуляция
ЭА - электронная аппаратура
ЭВМ - электронно-вычислительная машина
ЭДС - электродвижущая сила
ЭСП - электросиловой привод
ЭИИМ - эффективная изотропно-излучаемая мощность
ЭМИ - электромагнитный импульс
ЭП - эскизный проект
Этх - эксплуатационно-технические характеристики
ЭУ - энергоустановка
ЯЭУ - ядерная энергоустановка
BLH - геодезическая система координат: H - геодезическая высота.
B - геодезическая широта, L - геодезическая долгота
ВВЕДЕНИЕ
XX 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 XX 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 перешло 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. Цель подготовки настоящего учебного пособия состоит в устранении в некоторой степени этого пробела в учебной литературе.