Книжная полка Сохранить
Размер шрифта:
А
А
А
|  Шрифт:
Arial
Times
|  Интервал:
Стандартный
Средний
Большой
|  Цвет сайта:
Ц
Ц
Ц
Ц
Ц

Введение в ракетно-космическую технику : в двух томах. Том 1. Общие сведения. Космодромы. Наземные средства контроля и управления ракетами и космическими аппаратами. Ракеты

Покупка
Основная коллекция
Артикул: 766477.01.99
Даны теоретические и прикладные сведения из информатики, радиотехники, электроники и автоматики по всем основным разделам ракетно-космической науки и техники. Глубокое понимание вопросов, освещаемых настоящим изданием, необходимо для лиц, готовящихся стать хорошими специалистами в области разработки и использования космических систем различного назначения, в том числе систем связи, навигации, телевидения и мониторинга. Для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлениям подготовки 24.00.00 «Авиационная и ракетно-космическая техника», 25.00.00 «Аэронавигация и эксплуатация авиационной и ракетно-космической техники» и смежным с ними. Книга может быть полезной широкому кругу читателей, интересующихся ракетной техникой и космонавтикой.
Введение в ракетно-космическую технику : в двух томах. Том 1. Общие сведения. Космодромы. Наземные средства контроля и управления ракетами и космическими аппаратами. Ракеты : учебное пособие / А. П. Аверьянов, Л. Г. Азаренко, Г. Г. Вокин [и др.] ; под. общ. ред. Г. Г. Вокина. - 2-е изд. - Москва ; Вологда : Инфра-Инженерия, 2021. - 380 с. - ISBN 978-5-9729-0683-3. - Текст : электронный. - URL: https://znanium.com/catalog/product/1832028 (дата обращения: 29.03.2024). – Режим доступа: по подписке.
Фрагмент текстового слоя документа размещен для индексирующих роботов. Для полноценной работы с документом, пожалуйста, перейдите в ридер.

ВВЕДЕНИЕ В РАКЕТНО-КОСМИЧЕСКУЮ
ТЕХНИКУ

Учебное пособие в двух томах

Под общей редакцией заведующего базовой кафедрой управления и информационных технологий в космических системах ГБОУ ВО МО «Технологический университет» профессора, заслуженного деятеля науки Российской Федерации Г. Г. Вокина

ТОМ 1
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ. КОСМОДРОМЫ.
НАЗЕМНЫЕ СРЕДСТВА КОНТРОЛЯ И УПРАВЛЕНИЯ РАКЕТАМИ
И КОСМИЧЕСКИМИ АППАРАТАМИ.
РАКЕТЫ



2-е издание



Москва Вологда «Инфра-Инженерия» 2021

УДК 629.76/.78
ББК 39.6
     В24



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

Рецензенты :
доктор технических наук, профессор
В.     А. Чобанян (ВА РВСН имени Петра Великого); кандидат технических наук, доцент А. А. Роганов (РГУТиС)



В24        Введение в ракетно-космическую технику : учебное пособие
       в двух томах. Том 1. Общие сведения. Космодромы. Наземные средства контроля и управления ракетами и космическими аппаратами. Ракеты / [А. П. Аверьянов и др.] ; под общ. ред. Г. Г. Вокина. - 2-е изд. - Москва ; Вологда : Инфра-Инженерия, 2021. - 380 с. : ил., табл.
          ISBN 978-5-9729-0682-6
          ISBN 978-5-9729-0683-3 (Т. 1)

       Даны теоретические и прикладные сведения из информатики, радиотехники, электроники и автоматики по всем основным разделам ракетнокосмической науки и техники. Глубокое понимание вопросов, освещаемых настоящим изданием, необходимо для лиц, готовящихся стать хорошими специалистами в области разработки и использования космических систем различного назначения, в том числе систем связи, навигации, телевидения и мониторинга.
       Для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлениям подготовки 24.00.00 «Авиационная и ракетно-космическая техника», 25.00.00 «Аэронавигация и эксплуатация авиационной и ракетно-космической техники» и смежным с ними. Книга может быть полезной широкому кругу читателей, интересующихся ракетной техникой и космонавтикой.

                                                          УДК 629.76/.78
ББК 39.6


ISBN 978-5-9729-0682-6   © Издательство «Инфра-Инженерия», 2021
ISBN 978-5-9729-0683-3 (Т. 1) © Оформление. Издательство «Инфра-Инженерия», 2021

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 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                    
PH        - 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

      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 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 ит.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.