III стадия разработки
Материалы эскизного проекта должны содержать все расчеты по основным системам и элементам, формирующим конструктивно-компоновочную схему изделия, и обоснования по выбору её оптимального облика, реализующего ТТЗ и заданные по нему лётно-технические характеристики.
Все параметры и характеристики, приведенные в материалах аванпроекта, должны получить соответствующие подтверждения и обоснования. Графическая часть должна содержать общие виды и теоретические чертежи изделия. Составляются программа обеспечения надежности и комплексный план экспериментальной отработки РН.
Таким образом, эскизный проект отличается более подробной проработкой всех этапов аванпроекта.
В части проработки проектного облика РН эскизный проект включает в себя следующие этапы:
1) выбор состава бортовых систем, принципов их работы;
2) разработка конструктивно-компоновочной схемы;
3) разработка технических заданий на составные части РН (на отдельные ракетные блоки и бортовые системы).
4) согласование характеристик двигательных установок с основными проектными характеристиками РН;
5) расчетно-теоретические работы и выполнение эскизных проектов по основным составным частям ракеты и бортовым системам.
Ниже приведен типовой состав бортовых систем ракетных блоков:
- системы обеспечения теплового режима;
- системы наддува баков;
- системы одновременного опорожнения баков объёмомерные;
- системы одновременного опорожнения баков расходомерные;
- пневмогидравлические системы ракетных блоков;
- системы подачи топлива в двигатель;
- система регулирования боковой составляющей скорости;
- система регулирования кажущейся скорости;
- система регулирования нормальной составляющей скорости;
- системы крепления и разделения ракетных блоков;
- система крепления и разделения головного обтекателя;
- система крепления и разделения КА.
Конструктивно-компоновочная схема РН является логическим развитием её компоновочной схемы.
В отличие от компоновочной схемы в ККС представлены основные решения по конструкторским и технологическим членениям ракеты и приведены основные размеры сочленяемых элементов. Причём для узлов сочленения здесь отображаются некоторые принципиальные моменты (например, форма шпангоута для крепления полезного груза и обтекателя, форма и габариты силового кольца для крепления рамы двигателя и передачи усилий на корпус ракеты).
В ККС содержатся следующие частные документы:
- теоретические чертежи;
- виды общие;
- общие схемы блоков и РН в целом;
- зона размещения полезного груза под обтекателем;
- схема расположения элементов системы аварийного спасения (если она имеется);
- схема расположения элементов системы крепления и разделения головного обтекателя;
- схема расположения элементов системы крепления и разделения полезного груза;
- схема расположения элементов системы крепления и разделения ракетных блоков и сбрасываемых элементов;
- зоны размещения приборов в приборном отсеке;
- пневмогидравлические схемы двигательных установок ракетных блоков;
- зоны установки элементов ПГС (шаров-баллонов для наддува баков, раструбов наддува, заправочных клапанов, дренажно-предохранительных клапанов и т.п.);
- схема установки датчиков наполнения топливом и датчиков опорожнения баков;
- зоны прокладки кабелей и элементов пневмогидроавтоматики;
- места установки электрических, а также пневмогидро-разъёмов;
- схема установки и центровки ракетного двигателя с рамой;
- схема мест установки транспортировочных узлов;
- схема транспортировки ракетных блоков и ракеты в целом;
- схема установки ракеты на стартовое устройство;
- схема крепления ракеты на стартовом устройстве и схема разделения элементов крепления при пуске ракеты и др.
Конструктивно-компоновочная схема в процессе проектирования ракеты постоянно обновляется.
Конструктивно-компоновочная схема служит основой для задания размеров при составлении технических заданий на разработку бортовых систем и их элементов.
Разработка технических заданий на составные части РН проводится на основе состава бортовых систем ракетных блоков и конструктивно-компоновочной схемы. При составлении технических заданий (ТЗ) на составные части РН размеры берутся с ККС с учетом мест расположения и отведенных габаритов. На каждую из бортовых систем разрабатывают отдельное ТЗ.
Некоторые бортовые системы разрабатываются в том же конструкторском бюро (КБ), в котором проектируется РН, а некоторые разрабатываются в других КБ, специализирующихся по какому-либо направлению (например, система измерения кажущейся скорости на базе гироскопических приборов).
Согласование характеристик двигательных установок с основными проектными характеристиками ракеты-носителя проводится по следующим направлениям:
- выбор схемы ПГС с учётом системы наддува баков;
- согласование температур криогенных компонентов топлива в баках с номинальной температурой на входе в двигатель;
- согласование секундного расхода топлива из баков с параметрами тяги двигателя;
- согласование диаметров трубопроводов баков и диаметров входных патрубков двигателя;
- определение массы газа для наддува баков;
- определение массы и мест расположения шаров-баллонов с запасами сжатого газа, если наддув баков осуществляется не за счёт газификации основных компонентов топлива;
- определение циклограммы давления в баках в процессе выработки топлива и др.
Расчетно-теоретические работы проводятся в полном объёме. Вот некоторые из них:
- расчет и уточнение программы изменения угла наклона траектории;
- выбор расчетных случаев и расчеты на прочность;
- расчет колебаний корпуса РН;
- расчет колебаний жидкости в баках;
- расчет аэродинамических сил на активном участке полета;
- расчет параметров системы управления;
- расчет параметров функционирования пневмогидравлической системы;
- расчет тепловых потоков при прохождении плотных слоев атмосферы;
- расчет показателей надежность и др.
В некоторых случаях осуществляется заимствание бортовых систем, реализованные на других РН. В таких случаях расчетно-теоретические работы проводят в меньшем объеме.
После защиты эскизного проекта и открытия финансирования переходят к следующей стадии разработки.