АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩИХ МЕТОДОВ РАСЧЕТА ПАРАМЕТРОВ СИЛОВОЙ КОНСТРУКЦИИ РАКЕТ-НОСИТЕЛЕЙ СВЕРХЛЕГКОГО КЛАССА
DOI:
https://doi.org/10.52167/1609-1817-2024-134-5-526-538Ключевые слова:
силовая конструкция, методики расчета, конечно-элементный анализ, теоретические модели, численные методы, экспериментальные методы, оптимизация конструкции, лабораторные испытания, натурные испытания, деструктивное тестирование, неразрушающий контроль, прочность материалов, жесткость конструкции, ракета-носителиАннотация
В последние годы наблюдается рост сложности и требований к проектированию ракет-носителей, что делает актуальным непрерывное совершенствование методик расчета параметров их силовой конструкции. Современные исследования фокусируются на разработке и использовании теоретических, численных и экспериментальных методов, которые позволяют оценить прочность и устойчивость конструкций. В статье проведен всесторонний обзор различных подходов к расчету параметров силовой конструкции ракет-носителей. Внимание уделено как традиционным методам, таким как использование классических механических моделей и конечно-элементного анализа (КЭА), так и инновационным методам, представленным в последних публикациях и исследовательских проектах. Анализируются как теоретические аспекты, так и практическое применение этих подходов. Приведены ключевые примеры успешного применения различных методов в современных проектах по разработке ракет-носителей. Особое внимание уделено работам, в которых сочетаются теоретические, численные и экспериментальные методы, что позволяет достичь высокой точности и надежности конструкций. Обсуждаются преимущества и недостатки каждой методики, а также возможности их оптимизации. Проанализированы сильные и слабые стороны различных методов, а также возможные пути их интеграции для достижения наилучших результатов. Особое внимание уделено перспективным направлениям для дальнейших исследований и улучшений в области расчета силовой конструкции ракет-носителей, что позволит повысить их надежность и эффективность в сложных эксплуатационных условиях.
Библиографические ссылки
[1] Niederstrasser C. G. The small launch vehicle surveys a 2021 update (The rockets are flying) //Journal of Space Safety Engineering. – 2022. – Т. 9. – №. 3. – С. 341-354.
[2] Kulu E. Small launchers-2021 industry survey and market analysis //Kepler Communications. – 2021.
[3] Yan H., Zhang X. Design and optimization of a novel supersonic rocket with small caliber //Journal of Industrial & Management Optimization. – 2023. – Т. 19. – №. 5.
[4] Park Y. K. et al. Design and Verification of Electric Pump for Small LOX/Methane Rocket Engine //International Journal of Aeronautical and Space Sciences. – 2023. – Т. 24. – №. 3. – С. 955-969.
[5] Reinhold H. et al. Analysis, Optimization, and Destructive Testing of Machined Isogrid Cylinders for Small Scale Rocket Airframes //AIAA SCITECH 2024 Forum. – 2024. – С. 0561.
[6] Mathesius K. J. Integrated Design of Solid Rocket Powered Vehicles Including Exhaust Plume Radiant Emission: Massachusetts Institute of Technology, 2023.
[7] Little B., Jugroot M. Bimodal propulsion system for small spacecraft: Design, fabrication, and performance characterization //Journal of Spacecraft and Rockets. – 2020. – Т. 57. – №. 4. – С. 707-719.
[8] Pal Y. et al. Review on the regression rate-improvement techniques and mechanical performance of hybrid rocket fuels //FirePhysChem. – 2021. – Т. 1. – №. 4. – С. 272-282.
[9] Foster K. et al. Design and integration of a high-powered model rocket–I //AIAA Scitech 2020 Forum. – 2020. – С. 0145.
[10] Qin J. et al. Frequency Design and Test Verification of CAST2000 Small Satellite Platform //2023 3rd International Conference on Electronic Information Engineering and Computer Science (EIECS). – IEEE, 2023. – С. 1096-1102.
[11] Solomon G., AlemayehuAdde Y. Design and Analysis of Rocket Nozzle //IOSR Journal of Engineering (IOSRJEN) Vol. – 2020. – Т. 10.
[12] Ghosh A. et al. A large-scale bi-objective optimization of solid rocket motors using innovization //2020 IEEE Congress on Evolutionary Computation (CEC). – IEEE, 2020. – С. 1-8.
[13] Song J. et al. Study on the heat transfer characteristics of regenerative cooling for LOX/LCH4 variable thrust rocket engine //Case Studies in Thermal Engineering. – 2021. – Т. 28. – С. 101664.
[14] Mishra A. K. et al. Conceptual design and analysis of two stage sounding rocket //International Journal of Universal Science and Engineering. – 2021. – Т. 7. – №. 1. – С. 52-72.
[15] Kierski J., Pazik A., Cieśliński D. Solid Rocket Boosters Separation System Development for the ILR-33 Amber 2K Rocket //Transactions on Aerospace Research. – 2023. – Т. 2023. – №. 3. – С. 16-27.
Загрузки
Опубликован
Как цитировать
Выпуск
Раздел
Лицензия
Copyright (c) 2024 Арман Комекбаев, Марат Нургужин, Куаныш Алипбаев
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NonCommercial-NoDerivatives» («Атрибуция — Некоммерческое использование — Без производных произведений») 4.0 Всемирная.
