В настоящее время в РФ, США и Европе активно прорабатывается
вопрос о масштабном освоении Луны и ближнего космоса. Планиру-
ется строительство долговременной лунной орбитальной станции и
обитаемой базы на поверхности Луны. Ожидается, что такие проекты
позволят отработать технологии для освоения Солнечной системы и
дать новый виток развитию космической техники. По расчетам специ-
алистов, для выполнения данных проектов потребуется более 1000 т
всевозможных грузов. Одним из основных элементов транспортной
системы доставки грузов на орбиту Луны является межорбитальный
транспортный аппарат (МТА), доставляющий полезные грузы с низкой
околоземной орбиты на траекторию к Луне или на орбиту Луны [1].
Для ускорения темпов освоения космического пространства необ-
ходимо создавать МТА многоразового использования (МИ), способ-
ные выводить максимально большую массу полезного груза и имею-
щие минимальную удельную стоимость выведения на целевую орбиту.
Поэтому разработка технического облика жидкостной ракетной двига-
тельной установки (ЖРДУ) для МТА МИ, оптимального по критериям
максимума полезного груза и минимума удельной стоимости выведе-
ния, является актуальной научно-технической задачей.
Разработка технического облика ЖРДУ для МТА МИ — это обо-
снование и выбор оптимальных проектных параметров ЖРДУ в це-
лом и основных агрегатов ее ПГС в отдельности, с учетом выпол-
нения требований к ЖРДУ как составной части МТА, обеспечиваю-
щих его функционирование с высокой эффективностью. Оптимальное
проектирование ЖРДУ должно выполняться с учетом особенностей
функционирования ее в составе МТА МИ и обеспечения выведения с
максимальной эффективностью.
Одной из главных задач, стоящих перед конструкторами при проек-
тировании МТА МИ, является выбор и обоснование основных техни-
ческих требований к ЖРДУ, к которым можно отнести: характеристики
применяемого топлива, габаритные размеры (диаметр выходного се-
чения сопла и осевую длину двигателя); номинальную тягу ЖРДУ в
пустоте; соотношение компонентов топлива; число включений в одном
полете; кратность использования; огневой ресурс (за одно включение
и суммарный за весь период эксплуатации); вероятность безотказной
работы; массу двигательной установки.
Методика определения вероятности безотказной работы
ЖРДУ МТА МИ.
На рис. 1 приведена схема функционирования МТА
МИ: космический аппарат (КА) выводится на орбиту базирования,
отделяется от ракеты носителя (РН) и стыкуется с МТА МИ, кото-
рый выводит КА на целевую орбиту, КА отделяется от МТА МИ и
ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение” 2014. № 2 87
