Файл: Дракин, И. И. Основы проектирования беспилотных летательных аппаратов с учетом экономической эффективности.pdf

Т а б л и ц а 1.3

дует заметить, что в некоторых случаях часть полезной нагрузки не требует оболочки корпуса ЛА, например, в случае несущего отделяемого аппаратурного отсека. В этих случаях коэффициент Эф должен относиться только к той полезной нагрузке, которая размещается внутри корпуса.

В табл. 1.2 приводятся значения относительных весов двига­ телей и конструкции топливных систем Ж РД . В табл. 1.3 при­ ведены относительные веса РДТТ и РПДТТ (ракетно-прямоточ­ ных двигателей твердого топлива).

1. 2. Относительный начальный полетный вес

Для грубой первоначальной оценки полетного веса можно воспользоваться относительным начальным полетным весом

[см формулы (1.1) и (1.3)]. Эта величина для определенного ти­ па ЛА обычно находится в сравнительно узком диапазоне, одна­ ко для различных классов ЛА /0 может иметь существенно отли­ чающиеся значения.

9

Значение f0 в первую очередь зависит от количества ступеней. Сопоставляя формулы (1.6) и (1.2), нетрудно видеть, что для «-ступенчатого ЛА

где /і, /г, . . ., fn — относительные веса каждой ступени, т. е.

fi = Gi/Gi+1.

Относительный вес отдельных ступеней находится в диапа­ зоне

10>/г> 1,5,

при этом, чем меньше требований к величине энергоресурса (ма­ лые скорости, малые дальности полета, малый диапазон высот),, тем меньше значение /,. Например, противотанковый управляе­

Наибольшие значения /0 для одноступенчатых ЛА имеют бал­ листические и исследовательские ракеты больших высот, скоро­ сти которых превышают 1000 м/с. Например, французская одно­ ступенчатая исследовательская ракета «Белье» имеет /0 = 9,85. Максимальная скорость ее равна 1370 м/с, максимальная высо­ та подъема 80 км [112].

Крылатые одноступенчатые ЛА имеют, как правило, значе­

В статье [124] сообщается о весах управляемого снаряда класса ВВ, имеющего дальность действия 16 км и предназначенного для перехвата скоростных низколетящих самолетов. Относительный вес этого управляемого ракетного снаряда (УРС) f0 = 2,72.

Многоступенчатые ЛА имеют относительный вес для каждой ступени в диапазоне

2,5</i<6,5.

Так, например, французская трехступенчатая космическая раке­ та для вывода ИСЗ на высоту 700 км «Супер Диамант» имеет согласно статье [П5] относительные веса: Д = 6,5; /2 = 3,9; /3 = 4,2.

Имея статистические значения величины f0 и зная полезную нагрузку для проектируемого ЛА, можно оценить полетный вес по формуле (1.6).

2. ПОСТРОЕНИЕ ТРАЕКТОРИЙ БЛА

Траектория полета оказывает большое влияние на расход топлива, в особенности для ЛА, имеющих значительную даль-

10

пасть полета. Поэтому траектория должна быть определена до расчета расхода топлива.

Для построения точной траектории необходимо знание боль­ шого количества исходных данных, которые могут быть извест­ ны только на этапе эскизного или даже рабочего проектирования (характеристики двигателя, аэродинамические и весовые харак­ теристики в полете, метод наведения, закон движения цели). Од­ нако для построения приближенной траектории можно ограни­ читься некоторыми исходными данными, вытекающими из усло­ вий эксплуатации данного типа ЛА. Получаемая при этом траектория поведет к расходу топлива, близкому к реальному.

Если известны точки начала и конца полета, то простейшей траекторией является прямая, соединяющая эти точки. Траек­ тория может быть по своей форме существенно приближена к реальной, если будут учтены условия старта. Например, авиа­ ционные БЛА стартуют почти горизонтально, а БЛА класса ЗВ — под определенным углом к горизонту, зависящим от мето­ да наведения. Для дальних БЛА, маневрирующих в основном в вертикальной плоскости (ЗВ, ВЗ, 33), желательно возможно

развития значительных поперечных перегрузок, что ведет к уве­ личению аэродинамического сопротивления и снижает запас перегрузки для тактического маневра.

Учитывая ограничения, которые можно установить уже в на­ чальной стадии проектирования, возможно в той или иной сте­ пени приблизить траекцорию к реальной. Наиболее удобной фор­ мой построения траектории является представление ее в анали­

прямоугольная система координат, в которой уравнение траек­ тории для полета в вертикальной плоскости будет

Количество членов полинома берется в зависимости от количест­ ва располагаемых ограничений.

Зависимость (1.7) хорошо соответствует физике полета. В по­ лете не может быть никаких особых точек, так как они ведут к бесконечным перегрузкам, Уравнение (1.7) соответствует это­ му условию, так как

(ßhdx2 ф со.

И