11 / 18
С.Л. Финогенов, А.И. Коломенцев
76
ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Машиностроение. 2017. № 2
Рис. 8.
Определение целесообразного диапазона величин параметра
:
1
— масса ПН;
2
— масса СТРкД;
3
— диаметр зеркала;
4
— масса СДУ
установки (СДУ) и условного диаметра концентратора от параметра точности
применительно к начальной температуре нагрева водорода
2
H
T
= 3 200 K (с ро-
стом параметра
температура будет меняться, как следует из рис. 2 и 6).
Из графиков следует, что существует оптимальный диапазон параметра
точности концентратора, соответствующий
= 0,8…1
по условию максимума
массы ПН. Масса выводимого на ГСО полезного груза в рассмотренной задаче
составляет около 2 600 кг, что приближается к энергомассовой эффективности
РН тяжелого класса семейства «Протон» с разгонным блоком типа ДМ. Масса
заправленной СДУ также имеет минимум в этом диапазоне. При этом минимум
массы СТРкД с концентратором соответствует
= 1,3…1,4
, что на фоне
больших масс заправленной двигательной установки не имеет решающего зна-
чения.
В представленной модели выбора оптимальных характеристик системы КП
масса заправленного топлива включает в себя рабочее топливо для совершения
активных апсидальных маневров, рабочее тело наддува баков, испаряющуюся
часть топлива и гарантийные запасы и определяется с учетом снижения удель-
ного импульса при увеличении параметра точности, повышающего условную
температуру, которая прямо влияет на конечную реальную температуру нагрева
водорода.
Достаточно пологие зависимости массы ПН от параметра
позволяют
увеличить его значение за счет некоторого допустимого снижения массы ПН
при использовании не очень точных пленочных надувных зеркал, которые при
длительной работе в космосе могут постепенно ухудшать свою концентрирую-
щую способность без существенной потери баллистической эффективности РБ.
В то же время увеличение параметра
приводит к росту размеров зеркала
(при выборе параметра
= 1,3
вместо
= 0,8
условный диаметр увеличива-
ется на 20 %), поэтому здесь целесообразно использовать метод уступок —
определить, насколько целесообразно упрощение системы концентрации по