Использование модульного принципа построения для проектирования различных вариантов исполнения универсальной космической платформы

Авиационная и ракетно-космическая техника


DOI: 10.34759/vst-2023-1-64-75

Авторы

Малых Д. А.

Южно-Уральский государственный университет, Челябинск, Россия

e-mail: malyhda@susu.ru

Аннотация

Предложена концепция демонстратора универсальной космической платформы (УКП), состоящего из трех основных модулей (в зависимости от назначения): модуль слу-жебных систем, модуль полезной нагрузки и модуль многоразового разгонного блока. Проведен анализ состава и характеристик универсальных космических платформ, рассмотрены характеристики сущест-вующих разгонных блоков в сравнении с расчетными характеристиками модуля многоразового разгонного блока. Модуль многоразового разгонного блока представлен в двух исполнениях для достав-ки полезной нагрузки разной массы. Проработаны четыре варианта исполнения демонстратора УКП, а также рассмотрен вариант использования электролизной установки в составе демонстратора УКП. Сделан вывод о том, что использование модульного принципа позволит существенно сократить время разработки и изготовления космических аппаратов.

Ключевые слова:

универсальная космическая платформа, электролиз, модульный принцип построения космического аппарата, малый космический аппарат, демонстратор

Библиографический список

  1. Wang X., Zhang S. Cost Analysis for Mass Customized Production of Satellites Based on Modularity // IEEE Access. 2021. Vol. 9, pp. 13754–13760. DOI: 10.1109/access.2020.3048845
  2. Петров А.В., Белов Н.М., Клепач Д.П. и др. Разработка космического аппарата для доставки оборудования на космическое тело с малым гравитационным полем (астероид) // «Орбита молодежи» и перспективы развития Российской космонавтики: Материалы VI Всероссийской молодежной научно-практической конференции (28–30 сентября 2020; Пермь). Пермь: Изд-во Пермского национального исследовательского политехнического университета, 2020. С. 348–352.
  3. Alandihallaj M.A., Emami M.R. Multiple-payload fractionated spacecraft for earth observation // Acta Astronautica. 2021. Vol. 191, pp. 451–471. DOI: 10.1016/j.actaastro.2021.11.026
  4. Прокопьев В.Ю. Платформенные решения и модульный принцип проектирования электронных устройств как метод стандартизации и унификации разработок // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2019. Т. 19. № 5. С. 901–911. DOI: 10.17586/2226-1494-2019-19-5-901-911.
  5. Ерофеев Я.П., Бобков А.В. О модульном принципе конструирования авиакосмической техники // Актуальные проблемы авиации и космонавтики. 2018. Т. 1. № 14. С. 96–98.
  6. Иванов Д.Ю., Беляева Е.К. Экономико-математическая модель оптимизации вывода космических аппаратов на орбиту // Вестник Самарского университета. Экономика и управление. 2018. Т. 9. № 3. С. 89–92.
  7. Мырова Л.О., Ментус О.В., Давыдов А.Б. и др. Низкоорбитальные спутниковые системы связи Starlink и OneWeb // Труды Научно-исследовательского института радио. 2021. № 2. С. 36–45. DOI: 10.34832/NIIR.2021.5.2.005
  8. Давыдов П.А., Кузнецов И.И., Медведев А.А., Мухамеджанов М.Ж. Универсальный космический ракетный комплекс с ракетой-носителем сверхлёгкого класса — демонстратор инновационных технологий // Космонавтика и ракетостроение. 2019. № 3(108). С. 120–127.
  9. Козлов А.А., Аврашков В.Н., Боровик И.Н., Чудина Ю.С., Козлов О.А. Демонстратор двухступенчатой многоразовой транспортной космической системы с использованием жидкостных ракетных двигателей и гиперзвукового прямоточного воздушно-реактивного двигателя // Вестник Московского авиационного института. 2016. Т. 23. № 2. С. 62–70.
  10. Korolev A.N., Pichurin Yu.G., Radkov A.V., Rudakov V.B. Technical realization of unified space platforms // Izvestiâ vysših učebnyh zavedenij Priborostroenie. 2018. Vol. 61. No. 8, pp. 678–684. DOI: 10.17586/0021-3454-2018-61-8-678-684
  11. Катькалов В.Б., Морозова М.Л. Унифицированные платформы космических аппаратов зарубежных государств // Воздушно-космическая сфера. 2021. № 3(108). С. 86–96. DOI: 10.30981/2587-7992-2021-108-3-86-96
  12. Волоцуев В.В., Ткаченко И.С., Сафронов С.Л. Выбор проектных параметров универсальных платформ малых космических аппаратов // Вестник Самарского государственного аэрокосмического университета им. академика С.П. Королёва (национального исследовательского университета). 2012. № 2(33). С. 35–47.
  13. Зимин И.И., Валов М.В., Яковлев А.В. Перспективные унифицированные платформы малого класса // Вестник СибГАУ. 2016. Т. 17. № 1. С. 118–124.
  14. Кульков В.М., Фирсюк С.О., Юров А.М. и др. Принципы построения и области применения малых космических аппаратов на базе унифицированных космических платформ // Космические аппараты и технологии. 2022. Т. 6. № 2(40). С. 133–143. URL: http://journal-niss.ru/journal/archive/40/paper8.pdf
  15. Малых Д.А., Пешков Р.А., Шалашов М.А. Анализ основных проектных параметров малого разгонного блока // Известия высших учебных заведений. Машиностроение. 2022. № 4(745). С. 52–59. DOI: 10.18698/0536-1044-2022-4-52-59
  16. Malyh D., Vaulin S., Fedorov V. et al. A brief review on in-orbit refueling projects and critical techniques // Aerospace Systems. 2022. Vol. 5(1), pp. 185–196. DOI: 10.1007/s42401-022-00132-2
  17. Сыромятников В.С. Стыковочные устройства космических аппаратов. — М.: Машиностроение, 1984. — 216 с.
  18. McLaughlin R.J., Warr W.H. The Common Berthing Mechanism (CBM) for International Space Station // 31st International Conference On Environmental Systems. DOI: 10.4271/2001-01-2435
  19. International Docking System Standard (IDSS). Interface Definition Document (IDD). 2010. URL: https://www.nasa.gov/pdf/490477main_idss_idd_rev101810%200924.pdf
  20. Shalashov M., Fedorov V., Vaulin S. et al. Concept of application of water electrolysis propulsion system as a component of a universal space platform for asteroid exploration mission // Aerospace Systems. 2022. Vol. 5, pp. 159–165. DOI: 10.1007/s42401-021-00110-0

mai.ru — информационный портал Московского авиационного института

© МАИ, 1994-2024