Развитие ракетно-космических систем выведения

Б.К. Ковалев 

 
 
 
 
 

 

 РАЗВИТИЕ 

 РАКЕТНО-КОСМИЧЕСКИХ 

 СИСТЕМ ВЫВЕДЕНИЯ  

 
 

Допущено Учебно-методическим объединением вузов  
по университетскому политехническому образованию  
в качестве учебного пособия для студентов высших  

учебных заведений, обучающихся  

по направлению 160400 «Ракетные комплексы и космонавтика» 

специальности 160401 «Проектирование, производство  

и эксплуатация ракет и ракетно-космических комплексов» 

 
 
 
 
 
 

 
 
 

 

Москва 

2014 

УДК 629.7 
ББК 68.6 
 
К56 
Р е ц е н з е н т ы: 
кафедра «Космические системы и ракетостроение» МАИ (НИУ) — Московского авиационного института (национального исследовательского 
университета) (зав. кафедрой д-р техн. наук, проф. О.М. Алифанов); 
д-р техн. наук, проф. В.С. Зарубин 
 
Ковалев Б. К. 
К56  
Развитие ракетно-космических систем выведения : учебное 
пособие / Б. К. Ковалев. — Москва : Издательство МГТУ 
им. Н. Э. Баумана, 2014. — 398, [2] с. : ил. 

ISBN 978-5-7038-3941-6 

На большом фактическом материале подробно прослежены основные этапы развития ракетно-космических систем выведения и 
представлены направления их совершенствования. Проведен детальный сравнительный анализ характеристик отечественных и зарубежных баллистических ракет дальнего действия и ракет-носителей, включая многоразовые транспортные космические системы. 
Изложены основы проектирования и особенности конструкции ракетно-космических средств выведения. 
Для студентов технических университетов, обучающихся по ракетно-космическим специальностям и направлениям, а также для 
всех интересующихся историей развития ракетно-космической техники и перспективами ее совершенствования. 
 
УДК 629.7 
ББК 68.6 
 
 
 
 
 
 
 

 
 Ковалев Б.К., 2014 
 
 Оформление. Издательство 
ISBN 978-5-7038-3941-6 
 
МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2014 

ПРЕДИСЛОВИЕ  

К ракетно-космическим системам выведения относят технические устройства, с помощью которых выводят в космическое пространство автоматические станции и пилотируемые корабли. Основой таких систем являются многоступенчатые ракеты-носители 
(РН). Многие РН стали результатом модификации и совершенствования соответствующих баллистических ракет дальнего действия (БРДД), поэтому при анализе развития ракетно-космических 
систем выведения необходимо рассматривать в неразрывной связи 
этапы возникновения и совершенствования БРДД и РН. 
Книга состоит из двух частей. В первой части на конкретных 
примерах отечественных и зарубежных БРДД и РН рассмотрены 
особенности конструктивно-компоновочных схем, устройство и 
работа основных систем и агрегатов БРДД и РН, прослежены 
главные тенденции совершенствования ракет начиная с середины 
прошлого века и до настоящего времени. Во второй части изложены вопросы, связанные с определением оптимальных значений 
основных проектных и конструктивных параметров БРДД и РН, 
в значительной степени разработанные доцентом кафедры «Космические аппараты и ракеты-носители» МГТУ им. Н.Э. Баумана 
В.Ф. Разумеевым. 
В приложении приведены учебные компьютерные программы 
для расчета на ЭВМ основных проектно-баллистических параметров ракет. Программы разработаны старшим преподавателем кафедры «Космические аппараты и ракеты-носители» МГТУ 
им. Н.Э. Баумана Н.Н. Генераловым. 
Для удобства чтения после предисловия приведены основные 
обозначения и основные сокращения, используемые в тексте. 
В книге применяется двойная нумерация параграфов, формул, рисунков и таблиц (например, 4.1 — первый параграф главы 4, 
(8.2) — вторая формула в главе 8, рис. 5.3 — третий рисунок в главе 5, табл. 3.1 — первая таблица в главе 3). 

Учебное пособие написано на основе курса лекций, которые 
автор в течение многих лет читал студентам ракетно-космических 
специальностей. В нем широко представлен обширный фактический материал по ракетно-космической технике, опубликованный 
в книгах, периодической печати и электронных средствах информации. Перечень использованных источников приведен в конце 
пособия. 
Автор считает своим долгом поблагодарить всех, кто оказал 
помощь в написании этой книги. Особую признательность автор 
выражает руководителю Научно-учебного комплекса «Специальное машиностроение» (НУК СМ), декану одноименного факультета МГТУ им. Н.Э. Баумана В.В. Зеленцову и заместителю заведующего кафедрой «Космические аппараты и ракеты-носители» этого факультета В.Н. Зимину за стимулирование работы и 
предоставленную возможность завершить подготовку рукописи 
книги, профессору Л.Н. Лысенко, оказавшему неоценимую помощь в написании глав, связанных с работой систем управления 
баллистических ракет, а также В.В. Драгомиру, чья инициатива и 
настойчивость позволили представить рукопись книги к изданию. 
Автор глубоко признателен рецензентам — члену-корреспонденту РАН, профессору, доктору технических наук О.М. Алифанову и профессору, доктору технических наук В.С. Зарубину, сделавшим полезные замечания, учтенные автором при подготовке 
рукописи к изданию. 
Настоящая книга не могла бы появиться на свет, если бы не 
помощь в компьютерной верстке, оформлении графиков и рисунков сотрудниц кафедры «Космические аппараты и ракетыносители» МГТУ им. Н.Э. Баумана Е.С. Мордвиновой, Т.П. Рудаковой и Н.В. Тушкиной, которым автор выражает свою глубокую 
благодарность. Автор считает своим долгом выразить благодарность также ассистенту кафедры А.В. Крылову за помощь, оказанную на последнем этапе подготовки книги к печати. 

ОСНОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ  

э
a  
— отношение удельных эффективных импульсов тяги 
в пустоте и у поверхности Земли 
,
x
y
c
c  
— коэффициенты аэродинамических сил 

p
D  
— диаметр ракеты 

af  
— уширение сопла 

орб
,
H H
 — высота круговой орбиты 
эуд
J
 
— удельный эффективный импульс тяги 
k  
— показатель политропы 

pl  
— длина ракеты 

max
L
 
— максимальная дальность полета 

п.г
M
 
— масса полезного груза 

0
0
, 
M
m  — стартовая масса ракеты 

д.у
M
 
— масса двигательной установки 

к
M  
— масса конструкции ракеты 
m 
— массовый секундный расход продуктов сгорания 
n  
— количество ступеней 

x
n  
— осевая перегрузка 
э
P  
— эффективная сила тяги двигательной установки 

a
p  
— давление в газовом потоке на срезе сопла 

h
p  
— давление воздуха на определенной высоте относительно поверхности Земли 

к.с
p
 
— давление газов в камере сгорания 

м
p  
— массовая нагрузка на мидель 

нд
p
 
— давление наддува топливных баков 
эуд
p
 
— удельная эффективная тяга 
q  
— скоростной напор 

R  
— газовая постоянная 

З
R  
— средний радиус Земли 

кр
S
 
— площадь критического сечения сопла 

м
S  
— площадь поперечного сечения ракеты (миделя) 

0
T  
— температура продуктов сгорания в камере ракетного 
двигателя 
v 
— скорость ракеты 

кt  
— время работы двигателя 

e
w  
— эффективная скорость истечения рабочих газов из 
сопла двигателя 

1
,
X X  
— сила лобового сопротивления 

1
,
Y Y  
— аэродинамическая подъемная сила 
 
— расходный комплекс 

к
  
— относительная масса конструкции 

0
  
— стартовая нагрузка на тягу 
a  
— плотность газов на срезе сопла 

ОСНОВНЫЕ СОКРАЩЕНИЯ 

АВД 
— аварийное выключение двигателей 
АК 
— азотная кислота 
АМС 
— автоматическая межпланетная станция 
АО 
— агрегатный отсек 
АПО 
— агрегатно-приборный отсек 
АПР 
— аппаратура подрыва ракеты 
АТ 
— азотный тетраоксид (четырехокись азота) 
АУД 
— автомат управления дальностью 
АУТ 
— активный участок траектории 
АУС 
— автомат угловой стабилизации 
ББ 
— боевой блок 
БЖРК 
— боевой железнодорожный ракетный комплекс 
БИНС 
— бесплатформенная инерциальная навигационная система 
БКС 
— бортовая кабельная сеть 
БО 
— бытовой отсек 
БОЗ 
— блок обеспечения запуска 
БР 
— баллистическая ракета 
БРДД 
— баллистическая ракета дальнего действия 
БРК 
— боковая радиокоррекция 
БРПЛ 
— баллистическая ракета подводных лодок 
БРСД 
— баллистическая ракета средней дальности 
БС 
— боковая стабилизация 
БЦВМ 
— бортовая цифровая вычислительная машина 
ВА 
— возвращаемый аппарат 
ВВ 
— взрывчатое вещество 
ВКС 
— воздушно-космический самолет 
ВУ 
— взрывательное устройство 
ГГ 
— газогенератор 
ГКЦ 
— Гвианский космический центр 
ГПИ 
— генератор программированных импульсов 

ГПО 
— геопереходная орбита 
ГРД 
— гибридный ракетный двигатель 
ГСО 
— геостационарная орбита 
ГСП 
— гиростабилизированная платформа 
ГЧ 
— головная часть 
ДЗЗ 
— дистанционное зондирование Земли 
ДО 
— двигательный отсек 
ДОС 
— долговременная орбитальная станция 
ДПО 
— двигатель причаливания и ориентации 
ДТБ 
— дополнительный топливный бак 
ДУ 
— двигательная установка 
ДУЗ 
— детонирующий удлиненный заряд 
ЕКА 
— Европейское космическое агентство 
ЖРД 
— жидкостный ракетный двигатель 
ИНС 
— инерциальная навигационная система 
ИСЗ 
— искусственный спутник Земли 
КА 
— космический аппарат 
КВО 
— круговое вероятное отклонение 
КВРБ 
— кислородно-водородный разгонный блок 
КВСК 
— кислородно-водородный блок среднего класса 
КВТК 
— кислородно-водородный блок тяжелого класса 
КГЧ 
— космическая головная часть 
КИК 
— командно-измерительный комплекс 
КК 
— космический корабль 
КМ 
— композиционный материал 
КО 
— командный отсек 
КОРД 
— контроль одновременной работы двигателей 
КУС 
— качающееся управляющее сопло 
ЛК 
— лунный корабль 
ЛКИ 
— летно-конструкторские испытания 
ЛОК 
— лунный орбитальный комплекс 
МБР 
— межконтинентальная баллистическая ракета 
МИК 
— монтажно-испытательный корпус 
МИТ 
— Московский институт теплотехники 
МК 
— модуль кабины 
МКС 
— Международная космическая станция 
МТА 
— межорбитальный транспортный аппарат 
МТКС 
— многоразовая транспортная космическая система 
НДМГ 
— несимметричный диметилгидразин 
НОО 
— низкая околоземная орбита 

НС 
— нормальная стабилизация 
ОБ 
— основной блок 
ПАД 
— пороховой аккумулятор давления 
ПБП 
— проектно-баллистический параметр 
ПВРД 
— прямоточный воздушно-реактивный двигатель 
ПГС 
— пневмогидравлическая схема 
ПЛАРБ 
— подводная лодка атомная, ракета баллистическая 
ППК 
— перспективный пилотируемый корабль 
ППТС 
— перспективная пилотируемая транспортная система 
ПРО 
— противоракетная оборона 
ПУТ 
— пассивный участок траектории 
РБ 
— разгонный блок 
РВСН 
— Ракетные войска стратегического назначения 
РД 
— ракетный двигатель 
РДТТ 
— ракетный двигатель на твердом топливе 
РК 
— ракетный комплекс 
РКС 
— регулирование (регулятор) кажущейся скорости 
РКТ 
— ракетно-космическая техника 
РЛ 
— радиолокатор 
РЛС 
— радиолокационная система 
РН 
— ракета-носитель 
РН СК ПГ — ракета-носитель среднего класса повышенной грузоподъемности 
РТ 
— рабочее тело 
РУС 
— разрезное управляющее сопло 
РЧ 
— ракетная часть 
САС 
— система аварийного спасения 
СК 
— стартовый комплекс 
СМ 
— служебный модуль 
СН 
— самолет-носитель 
СНВ 
— стратегические наступательные вооружения 
СОБ 
— синхронное опорожнение баков 
СОЗ 
— система обеспечения запуска 
СОТР 
— система обеспечения терморегулирования 
СПГ 
— сжиженный природный газ 
СПД 
— сильноточные плазменные двигатели 
СУ 
— система управления 
Т1 
— керосин 
ТВЭЛ 
— тепловыделяющий элемент 
ТДУ 
— тормозная двигательная установка 

ТЗП 
— теплозащитное покрытие 
ТНА 
— турбонасосный агрегат 
ТП 
— техническое предложение 
ТПК 
— транспортно-пусковой контейнер 
ТСУ 
— терминальная система управления 
ТТТ 
— тактико-технические требования 
ТТХ 
— тактико-технические характеристики 
ТЭЗ 
— тротиловый эквивалент заряда 
УРБ 
— универсальный ракетный блок 
УРМ 
— универсальный ракетный модуль 
ШПУ 
— шахтная пусковая установка 
ЭВТИ 
— экранно-вакуумная теплоизоляция 
ЭПО 
— эффективная поверхность отражения 
ЭРД 
— электрический ракетный двигатель 
ЯРД 
— ядерный ракетный двигатель 
ЯЭДУ 
— ядерная энергодвигательная установка 
ЯЭУ 
— ядерная энергетическая установка