ЧИСЕЛЬНИЙ РОЗРАХУНОК ОПТИМАЛЬНОГО РОЗПОДІЛУ ПАЛЬНОГО БАГАТОСХОДИНКОВОЇ РАКЕТИ - Наукові конференції

Вас вітає Інтернет конференція!

Вітаємо на нашому сайті

Рік заснування видання - 2011

ЧИСЕЛЬНИЙ РОЗРАХУНОК ОПТИМАЛЬНОГО РОЗПОДІЛУ ПАЛЬНОГО БАГАТОСХОДИНКОВОЇ РАКЕТИ

14.09.2021 21:53

[1. Інформаційні системи і технології]

Автор: Бердник О.М., к.т.н., Національний авіаційний університет, м. Київ; Полуянов В.В., студент, Національний авіаційний університет, м. Київ


Ракета-носій (або РН) – апарат, що використовує принципи реактивного руху і призначений для виведення корисного вантажу у космічний простір. Реактивний рух – рух, що виникає за рахунок відкидання частини маси тіла із певною швидкістю. Економія ракетного палива – актуальне питання сьогодення.

Розглядається задача про оптимальний розподіл пального при заздалегідь заданій кількості сходинок ракети. Вихідні дані: M0 – маса корисного вантажу (без урахування ваги двигуна і корпусу для зберігання пального); Ii – питомий імпульс і-того двигуна, MIi – маса і-того двигуна, c – коефіцієнт, що визначає приріст ваги корпусу на одиницю ваги палива (зробимо припущення, що цей коефіцієнт є однаковим для усіх сходинок ракети); N – кількість сходинок, V – цільова швидкість; набір  буде характеризувати модель багатосходинкової ракети [1]. Введено допоміжну функцію fi(v), що є мінімальною масою i-ої сходинки для досягнення швидкості v. Необхідно знайти мінімум цієї функції  при заданих задачею параметрах та обмеженні .

Розроблено програмний модуль, що розраховує оптимальний розподіл пального багатосходинкової ракети, на основі технології динамічного програмування [2]. Перевірку чисельного алгоритму проведено на прикладі характеристик відомої ракети-носія Старун-5 [3,4], яка виводила космічні апарати серії Аполлон (рис. 1).




В ході аналізу отриманих результатів виявлено деякі відмінності знайдених з достатньою точністю параметрів від фактичних. Проте в ході чисельного дослідження програмного модуля з'ясовано, що проблема криється не в алгоритмі програми, а у необхідності врахування в математичній моделі поставленої задачі наступних факторів: по-перше, вага конструкції кожної сходинки значно залежить від того, скільки пального у ній буде; по-друге, питомий імпульс залежить від того, у якому середовищі знаходиться двигун (зокрема, двигуни другої та третьої сходинок Сатурну-5 були призначені для роботи у вакуумі, а перша – в атмосфері).

Таким чином, предметом подальшого дослідження стає врахування вказаних факторів при побудові математичної моделі задачі чисельного розрахунку оптимального розподілу пального багатосходинкової ракети.

Література:

1. https://ru.wikipedia.org/wiki/Формула_Циолковского

2. Беллман Р. Прикладные задачи динамического программирования – М. : Наука. Главная редакция физ.-мат. лит-ры, 1965. — 460 с.

3. https://www.nasa.gov/mission_pages/station/expeditions/expedition30/tryanny.html

4. https://ru.wikipedia.org/wiki/Сатурн-5



Creative Commons Attribution Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License
допомога Знайшли помилку? Виділіть помилковий текст мишкою і натисніть Ctrl + Enter
Конференції

Конференції 2022

Конференції 2021



Міжнародна інтернет-конференція з економіки, інформаційних систем і технологій, психології та педагогіки

Наукова спільнота - інтернет конференції

:: LEX-LINE :: Юридична лінія

Інформаційне суспільство: технологічні, економічні та технічні аспекти становлення