Космические ракетные комплексы, страница 4

Требования миссии являются функциональными требованиями на увязку КА с РН. Основным вопросом является следующий: “Какие конкретные функции или операции должны выполняться ПГ а какие РН”. Две функции, которые обычно рассматриваются являются создание тяги и наведение, навигация и управление (функция СУ). Например, окончательное выведение на орбиту должно обеспечиваться РН или орбитальные маневры по увеличению высоты и изменению наклонения должны выполняться КА. Для достижения заданной орбиты может возникнуть необходимость оснащения РН верхней ступенью, что увеличит стоимость пуска. Альтернативным вариантом является оснащение КА ДУ для выполнения орбитального маневрирования. Влияние такого подхода на КА в виде дополнительной массы топлива и баков должно быть аккуратно взвешено по стоимости и сложности конструкции КА и сопоставлено с потенциально более высокой стоимостью, связанной с использованием верхней ступени.

Аналогичный анализ проводится и в привязке к выполнению функций навигации, наведения и управления (глава 11.7). За последние двадцать лет возможности бортового компьютера КА возросли на несколько порядков. Следовательно, подсистема навигации, наведения и управления КА может обеспечить выполнение этих функций и для РН в процессе выведения. Однако такой подход приводит к сильной взаимосвязи между ПГ и РН, что влечет за собой некоторые негативные факторы, как, например, более сложная увязка КА и РН, усложнение интерфейса КА – РН. В настоящее время для минимизации сложности интерфейса между КА и РН и количества требований, предъявляемых к нему, стараются разделить функции КА и РН как функционально, так и физически.

Каждая функция, необходимая для выполнения задач миссии должна проходить через этот процесс оценки, основанный на факторах стоимости, надежности и безопасности. Это классическая задача системного инжиниринга, которая должна постоянно решаться как часть процесса выбора КРК и часть процесса проектирования КА.

Установив требования миссии, ограничения и определив данные, указанные в пункте 1 таблицы 18-1 мы должны принять решение о конфигурациях РН, которые способны обеспечить выведение КА на его целевую орбиту. КРК, выбранные на стадии концептуального проекта должны удовлетворять требованиям по обеспечению выполнения миссии и минимизации рисков (обеспечению безопасности). Необходимо проводить выбор КРК на ранних этапах с тем, чтобы ответственные за РН и КА могли начать согласование требований как можно ранее. Такой подход уменьшает изменения в конструкции, стоимости и сроках выполнения работ. Последний опыт показывает, что необходимо разрабатывать КА ориентируясь сразу на несколько РН, как с целью повышения вероятности пуска, так и для обеспечения большей уверенности при согласовании стоимости пуска. Решение проблем, которые могут привести к неудачному пуску может занять месяцы или годы. При изменении носителя, возможно, потребуется провести доработку КА и его интерфейсов с РН. Доработка (повторная разработка) занимает много времени и денег. Для решения этой проблемы на раннем этапе работ выбирается альтернативный вариант РН в качестве запасного варианта и разрабатываем КА с обеспечением совместимости с обоими РН.

Выбор КРК зависит, по меньшей мере, от следующих критериев: энергетические характеристики РН для выведения необходимого веса на целевую орбиту, зависимость даты пуска от готовности РН, совместимость РН и КА, и конечно, стоимость пусковых услуг. Энергетические характеристики РН должны включать такое понятие как запас энергетики и четкое понимание различных весов в соответствии с таб. 18-2. Необходимо заметить, что энергетические характеристики, заявленные производителем РН должны быть выше выводимого веса. Эта разница (энергетические характеристики минус вес выводимого КА) называется запасом энергетики и является важным критерием выбора. Необходимо заметить, что запас энергетики является дополнением к допуску на возможное увеличение веса КА (см. таб. 10-9).

Таблица 18-2