автореферат диссертации по авиационной и ракетно-космической технике, 05.07.02, диссертация на тему:Рациональное проектирование конструкции ракет пакетной схемы методами силового анализа

На правах рукописи

Штанько Евгений Дмитриевич

РАЦИОНАЛЬНОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ КОНСТРУКЦИИ РАКЕТ ПАКЕТНОЙ СХЕМЫ МЕТОДАМИ СИЛОВОГО АНАЛИЗА

Специальность05.07.02—Проектирование, конструкция и производство

летательных аппаратов

Автореферат диссертации на соисканиеученой степени кандидата техническихнаук

Самара-2004

Работа выполнена в Самарском государственном аэрокосмическом университете имени академика С. П. Королева и Волжском конструкторском бюро ракетно-космической корпорации "Энергия" имени С. П. Королева

Научный руководитель: доктор технических наук,

профессор Комаров В. А.

Официальные оппоненты:

♦ доктор технических наук, профессор Тарасов Ю. Л.

♦ кандидат технических наук, доцент Дедов Н. И.

Ведущее предприятие: Государственный научно- производственный ракетно-космический центр "ЦСКБ -Прогресс" (г. Самара).

Защита состоится 23 апреля 2004 года в 12°° часов на заседании диссертационного совета Д 212.215.04 в Самарском государственном аэрокосмическом университете имени академика С. П. Королева (443086, г.Самара, Московское шоссе, 34).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Самарского государственного аэрокосмического университета имени академика С. П. Королева.

Автореферат разослан года

Ученый секретарь у ур

диссертационного совета ^^ //

Д 212.215.04, к.т.н., доцент Прохоров А.Г.

Общая характеристика работы

Актуальность темы. В настоящее время и в обозримом будущем существует потребность в создании ракет пакетной схемы, в которых передача сил между блоками пакета организуется через специальные устройства межблочной связи. Результатов исследований, посвященных оптимальному проектированию силовых схем и элементов таких конструкций с учетом технологических факторов, недостаточно для дальнейшего совершенствования технических решений. Существующие методы разработки конструкции ракет пакетной схемы требуют значительных затрат времени и средств. Поэтому должна быть решена проблема повышения эффективности работ по проектированию ракет такого типа.

Цель работы. Повысить эффективность процесса проектирования конструкции ракет пакетной схемы на основе использования методов силового анализа.

Научная новизпа. В диссертационной работе получены следующие новые результаты:

♦ разработан полуэвристический метод генерации силовых схем ракет пакетной схемы, повышающий качество формирования рациональной конструкции для межблочной передачи внутренних усилий;

♦ впервые при разработке конструкции ракет для сравнения вариантов силовой схемы применен интегральный критерий - "силовой фактор";

♦ впервые определены коэффициенты полной массы для типовых конструкций ракет пакетной схемы, характеризующие степень их весовой эффективности;

♦ предложена методика назначения достоверных значений лимитной массы корпусных элементов ракет на основе использования величины "силового фактора", получаемой расчетом, и статистических данных по коэффициентам полной массы и допускаемым напряжениям изделий -прототипов;

♦ определены, с использованием "силового фактора" в качестве критерия сравнения, оптимальные области применения двух наиболее популярных устройств для передачи продольных сил при соединении блоков по пакетной схеме.

Практическая ценность работы. Разработанный метод проектирования конструкции ракет пакетной схемы обеспечивает повышение качества принимаемых на ранней стадии разработки решений по облику конструкции и прогнозированию ее массы при одновременном снижении трудоемкости работ по сравнению с существующими методами проектирования. - Применение метода повышает эффективность работ по проектированию ракет такого типа.

Методы исследования. В качестве основных методов исследования в работе применялись методы силового анализа, эвристические методы при генерации вариантов силовых схем, методы строительной механики, метод конечных элементов, вычислительные эксперименты с использованием данных, полученных при выпуске эскизного проекта варианта ступени ракеты-носителя, находившейся в разработке.

Реализация результатов исследований. Разработанные приемы предварительного силового анализа и генерации силовых схем применены при разработке устройства силовой связи орбитального корабля "Буран" с ракетой-носителем "Энергия". Устройство внедрено в конструкцию ракетно-космической системы "Энергия - Буран" и в ее составе успешно прошло летно-конструкторские испытания. Метод проектирования конструкции ракет пакетной схемы внедрен в Волжском КБ РКК "Энергия" в ряде эскизных проектов новых разработок.

Апробация работы. Результаты работы докладывались на научном семинаре в Самарском государственном аэрокосмическом университете, посвященном 100-летию со дня рождения А. А. Комарова (г.Самара, 1996г.), на VIII Всероссийском научно-техническом семинаре по управлению движением и навигации летательных аппаратов в секции "Проблемы проектирования и конструкции космических систем" (г. Самара, 1998г.), на научной сессии Поволжского регионального отделения Российской академии космонавтики имени К. Э. Циолковского (г. Самара, 1999г.).

Публикации. По результатам диссертации опубликовано 11 печатных работ: 10 статей в научных журналах и сборниках, из которых 1 опубликована в центральной печати; 1 заявка на изобретение с получением патента РФ.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, шести разделов, раздела с основными результатами работы, списка литературы из 111 наименований и приложения "Патент РФ на изобретение". Работа содержит 165 страниц, включая 54 рисунка, 11 таблиц и 8 страниц приложения.

Краткое содержание работы

Во введении показано существование в настоящее время и в обозримом будущем потребности в создании ракет пакетной схемы. Состав и расположение элементов, образующих устройства межблочной передачи сил в таких ракетах, может иметь множество вариантов. А поскольку уровень передаваемых сил измеряется тысячами и более кН, то и весьма ощутимо влияние принятой конструкции межблочных связей и примыкающих к ним зон корпусов на массу ракеты.

Приведено краткое пояснение актуальности разработки более эффективного по сравнению с существующими, метода проектирования конструкции ракех такого типа.

В первом разделе рассмотрено состояние существующего порядка проектирования корпусных конструкций ракет, в том числе и ракет пакетной схемы, его научной поддержки.

Приведена сложившаяся в большинстве ОКБ, занимающихся разработкой конструкций ракет пакетной схемы, последовательность действий по формированию их корпусов.

Отмечено, что существующие методы требуют существенных трудозатрат, так как предусматривают полномасштабную, на уровне эскизного проекта, разработку вариантов и их сравнение по величине массы. Поэтому должна быть решена проблема повышения эффективности процесса проектирования ракет пакетной схемы.

Приведен обзор работ, обеспечивающих научную поддержку существующего порядка проектирования корпусных конструкций ракет. Это работы Л. И. Балабуха, В. Т. Лизина, В. А. Пяткина, В. П. Мишипа, В. К. Карраска, И. С. Голубева, А. В. Самарина, В. А. Владимирова, Р. Д. Дмитриева, С. О. Грабина, О. И. Давыдова, В. И. Жихарева, В. К. Безвербого, Б. М. Панкратова.

Отмечен ряд достаточно общих работ по оптимальному проектированию силовых конструкций, которые могут быть использованы при разработке ракетных конструкций. Это работы Н. В. Баничука, В. П. Малкова, А. Г. Угодчикова, В.В.Васильева, В.В.Володина, Дж.. К. Джонса, К. И. Мажида, В. Прагера, Р. Разани, М. И. Рейтмана, Г. С. Шапиро, Э. Хога, Я. Ароры и других.

Работы перечисленных авторов дают достаточно мощную научную поддержку разработчикам ракет тандемной схемы. В то же время результатов исследований, посвященных оптимальному проектированию ракет пакетной схемы, практически нет, лишь в некоторых работах приведены компоновочные схемы отечественных и зарубежных ракет такого типа. Однако, из этих публикаций не удается получить ответы на вопросы - почему, из каких соображений выбраны именно такие компоновки, как конструктивно-технологически оформлены межблочные связи и примыкающие к ним зоны корпусов соединяемых блоков.

Поиски более эффективных методов проектирования силовых схем в смежной отрасли - самолетостроении привели к методам силового анализа, позволяющим, по мнению автора, максимально приблизиться к получению наивыгоднейшей конструкции. Основной вклад в разработку этих методов внесли А. А. Комаров, В. И. Бирюк, Е. К. Липин, В. М. Фролов. Разработки А. А. Комарова получили дальнейшее развитие в работах В. А. Комарова, А. И. Данилина, Д. М. Козлова, Г. А. Резничен-ко. Из методов силового анализа наиболее привлекательно предложенное А. А. Комаровым сравнение вариантов силовой схемы через особую характеристику конструкции - ее "силовой вес". Он одновременно учитывает оба качества передачи сил - величину и протяженность действия внут-

ренних усилий в конструкции. И чем меньше его величина, тем более совершенна силовая схема. Позднее В. А. Комаровым вместо термина "силовой вес" был предложен более современный термин - "силовой фактор".

В самом общем виде величина силового фактора определяется из выражения

где V - объем силовых элементов; &ЭКв - эквивалентное напряжение.

Выявлено, что величина силового фактора определяется, в том числе в статически неопределимых конструкциях, главным образом их силовой схемой и слабо изменяется даже при существенном изменении распределения материала в конструкции. Именно это свойство силового фактора и может быть использовано для сравнения вариантов силовой схемы вместо трудозатратных работ, характерных для существующего порядка разработки корпусных конструкций ракет.

Сформулированы следующие задачи исследования:

1. Разработать метод проектирования конструкции ракет пакетной схемы, основывающийся на методах силового анализа при генерации и выборе варианта силовой схемы и на учете реальных, условий производства.

2. Сравнить результаты определения приоритетности вариантов силовой схемы с использованием предлагаемого и существующих методов проектирования.

3. Провести анализ весовой эффективности типовых конструкций ракет пакетной схемы с использованием критериев методов силового анализа.

4. Разработать метод назначения обоснованных значений лимитной массы на основе характеристик конструкции, получаемых из силового анализа.

5. Дать сравнительную оценку эффективности проектных работ при использовании существующих и предлагаемого метода проектирования.

Во втором разделе изложены суть предлагаемого метода проектирования конструкции ракет пакетной схемы и подробно - действия, связанные с выбором силовой схемы. Основные отличия предлагаемого метода от существующих заключаются в следующем.

Варианты силовой схемы сравниваются не по величине массы конструкции, как в существующих методах, а по величине силового фактора. Математические модели для расчета напряженного состояния и определения величин силового фактора вариантов используются на порядок менее подробные и, соответственно, менее трудоемкие, чем в существую-

щих методах. Значения силового фактора используются не только для выбора силовой схемы, но и для прогнозирования массы проектируемой конструкции.

Укрупненно алгоритм действий по предлагаемому методу проектирования, содержащему 4 основных этапа, приведен на рис. 1.

Предусматриваются следующие основные действия при проектировании с использованием этого метода:

- формирование исходных данных об объекте проектирования (компоновка, связи со смежными частями, нагрузки);

- генерация рациональных вариантов силовой схемы на основе выявления мест приложения и кратчайших путей замыкания сил;

- выявление лучшего варианта и определение его лимитной массы на основе математического моделирования и получения расчетных величин критерия "силовой фактор";

- конструирование с учетом технологичности.

Для генерации силовых схем предлагается использование эвристических методов, в которых решающее значение имеют опыт и интуиция, творческая деятельность специалистов, основанная на глубоком понимании процессов силового взаимодействия между элементами и агрегатами конструкции. В работе подробно рассматриваются действия разработчика при генерации рациональных вариантов силовой схемы.

Подробности метода для наглядности изложения показаны на примере формирования проекта силовой конструкции верхнего и нижнего поясов связи (ВПС и НПС) подвесных баков с центральным модулем варианта второй ступени ракеты-носителя (РН), находившейся в разработке.

Поскольку для этой ступени был выполнен эскизный проект с использованием традиционных способов, его материалы также использованы в работе.

На рис. 2 показаны компоновка рассматриваемой в качестве примера ступени РН и сформированные на основе принятого подхода силовые схемы ВПС и вариантов 1, 2, 3 НПС, а также дополнительных вариантов 2а, 26 и 3а, 36.

Передача поперечных сил с подвесных баков на центральный модуль может быть организована как в обоих поясах связи, так и в одном из них, но лучше в верхнем поясе, наиболее нагруженном аэродинамическими силами поперечной направленности, сосредоточенными в основном на носовых частях подвесных баков.

Передачу продольных сил с подвесных баков на центральный модуль целесообразно организовать в НПС. Объясняется это тем, что практически вся сила с подвесных баков концентрируется на нижних шпангоутах этих баков и кратчайшим путем может быть передана к месту приложения силы тяги двигателя - нижнему торцу ступени. Передача че-

Формирование исходных данных

Объемно-габаритная компоновка ступеней

Нагрузки:

- воздушные;

- массово-инерционные;

- от смежных частей РН;

- давление наддува в баках.

Условия опирания и взаимодействия ступени со смежными частями РН.

Генерация рациональных вариантов силовой схемы

Математическое моделирование. Выбор варианта силовой схемы и определение лимитных значений массы

■О-

Конструирование с учетом технологичности>

Рис. 1 Предлагаемый метод проектирования конструкции ракет пакетной схемы

Рис. 2 Компоновка ступени РН и силовые схемы ВПС и вариантов НПС.

рез ВПС нерациональна из-за длинного пути передачи.

В варианте 1 продольные, поперечные и боковые силы передаются через шарнирный узел. В варианте 2 продольные и поперечные силы передаются через пару стержневых треугольников, а боковые - через узел типа "зуб", расположенный между ними. В варианте 3 продольные и боковые силы передаются через пару стержней V-образной формы в плане, а поперечные силы - через два отдельных стержня.

Для подтверждения рациональности устройства замыкания продольных сил типа "вариант 2 НПС" в работе исследованы два возможных (и наиболее популярных в межблочных связях) варианта устройств такого

типа, содержащих силовые треугольники. В одном варианте замыкание продольных сил осуществляется по кратчайшему геометрическому расстоянию между точками приложения активных и реактивных сил. В другом варианте передача продольных сил с подвесных баков на центральный модуль осуществляется через стержни, направленные от баков вперед под оптимальным углом, и вновь введенные дополнительные продольные элементы, соединяющие концы этих стержней с зоной приложения активной силы (нижним торцем ступени). С использованием критерия "силовой фактор" определены оптимальные области применения подобных устройств.

Этап генерации вариантов силовых схем завершается формированием конструктивно-силовых схем составных частей ступени, которые представлены в работе. Эти схемы содержат те элементы и их предварительные параметры, которые будут отражены в математических моделях вариантов. Для оценки потребных сечений элементов использованы простые соотношения для прикидочных расчетов, исходя из действующих нагрузок.

Для сравнительного исследования вариантов силовой схемы поясов связи по предлагаемому методу в рамках комплекса программ РИПАК были созданы конечно-элементные модели (КЭМ) всей ступени в целом, задано то же, что и в эскизном проекте, нагружение и произведен расчет напряженного состояния конструкции с определением величины силового фактора.

В качестве альтернативного рассмотрен также вариант 4 силовой схемы. В этом варианте ВПС и НПС взяты из варианта 1 и как бы функционально поменялись местами, передача продольных сил вместо НПС происходит в ВПС. Очевидным недостатком такого варианта, как уже отмечалось, является нерационально длинный путь замыкания продольных сил между нижним торцем центрального модуля и (через ВПС) нижними днищами подвесных баков. Однако в данном случае интересны его количественные характеристики в сравнении с вариантами 1,2,3.

Разработанные КЭМ четырех вариантов представлены в работе.

В таблице 1 приведены результаты расчета НДС вариантов с получением величины силового фактора. Здесь же приведены значения массы, полученные по результатам разработки эскизного проекта традиционными способами.

Анализ приведенных данных показывает, что исследование вариантов конструкции как с использованием традиционных методов, так и с использованием предложенного метода приводит к одинаковой приоритетности вариантов — 3; 1; 2. Это свидетельствует о пригодности предложенного метода для проведения подобных исследований. Кроме того, этот метод позволил с минимальными трудозатратами выявить еще более

Таблица 1. Результаты расчета. Сравнение с результатами, полученны -ми при использовании существующих методов.

Элементы Конструкции в, 104нм ш, кг (из ЭП)

Варианты Варианты

1 2 2а 26 3 За 36 4 1 2 3

1 Баки Г 21866 21564 21602 21664 21538 21594 21654 24024 2654 2570 2570

1.1 Бак Г 10933 10782 10801 10832 10769 10797 10827 12012 1327 1285 1285

1.1.1 Верх, шп-т 359 356 357 357 358 357 357 585 61 61 61

1.1.2 Ниж. шп-т 344 287 324 355 277 311 336 275 54 48 48

1.1.3 Кон. об-ка 1625 1621 1622 1622 1622 1622 1622 1632 218 218 218

1.1.4 Цил. об-ка 7805 7723 7702 7700 7717 7711 7715 8725 856 825 825

1.1.5 Н. днище 800 795 796 798 795 796 797 795 138 133 133

2 Центр, модуль 16390 16555 16295 16293 16112 16059 16078 17121 2921 3090 2831

2.1 Нриб. отсек 1708 1707 1707 1708 1708 1708 1708 2004 417 417 417

2.2 Бак О 12158 12186 12186 12182 12099 12099 12101 12868 1816 1816 1816

23 Хв. отсек 2524 2662 2402 2398 2305 2252 2269 2249 688 857 598

2.3.1 Верхлнп-т 352 401 277 284 258 211 237 485 86 124 44

2.3.2 Ниж. шп-т 199 404 323 344 196 197 201 0 42 137 33

2.3.3 Оболочка 1973 1857 1802 1770 1851 1844 1831 1764 560 596 521

3 Эл-ты ВПС 642 586 589 593 594 594 594 0 148 148 148

4 Эл-ты НПС 0 1063 625 583 260 204 213 516 0 220 86

4.1 Попер, эл-ты 0 489 288 282 110 57 70 516 0 74 51

4.2 Прод. эл-ты 0 574 337 301 150 147 143 0 0 146 35

Итого 38898 39768 39111 39133 38504 38451 38539 41661 5723 6028 5635

рациональный вариант - За, силовая схема которого и может быть выбрана для дальнейшей разработки. Наглядно показана нерациональность варианта 4. Учитывая, что нагрузки были определены для конструкции типа "вариант 1 НПС" и приняты одинаковыми для всех сравниваемых вариантов, целесообразно (при необходимости) уточнить расчет нагрузок (с учетом жесткостных характеристик конструкции выбранного варианта) и, соответственно, расчет напряженного состояния с окончательным выбором варианта.

В третьем разделе рассмотрено решение задач назначения достоверных значений лимитной массы разрабатываемой конструкции и оценки качества принимаемых конструктивно-технологических решений. В основу методики положено определение теоретического объема конструкции К через силовой фактор О и среднее допускаемое напряжение 1а] в конструкции:

Через эту величину определяется теоретическая масса конструкции: в

тт = Р— . (3)

М

где - плотность материала.

Для определения реальной (полной) массы предложено использовать, как это делается в строительстве и в авиастроении, коэффициент (р, называемый в строительстве строительным коэффициентом, а в авиастроении - коэффициентом полной массы.

С учетом этого величина полной массы определяется как

Доказано, что величина проявляет стабильность в конкретных типах авиационных конструкций (крылья, фюзеляжи, стабилизаторы и т. п.). Учитывая это, можно предположить, что подобная стабильность будет наблюдаться и в ракетных конструкциях.

В качестве практического примера использования изложенных подходов при проектировании ракет определены коэффициенты полной массы составных частей и корпуса в целом рассматриваемой ступени РН (таблица 2).

Таблица 2. Коэффициенты полной массы элементов ступени РН

Элементы Конструкции Полная (факт.) масса (из ЭП) т, кг Силовой фактор, в, 104 н м Теорет. масса, ^рв/М, кг Коэффициент полной массы Фвш / Ш|.

Варианты Варианты Варианты Варианты

1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3

1 Баки Г 2654 2570 2570 21866 21564 21538 2172 2049 2046 1,22 1,25 1,26

2 Центр, модуль 2921 3090 2831 16390 16555 16112 1557 1573 1530 1,88 1,96 1,85

2.1 Приб. отсек 417 417 417 1708 1707 1708 162 162 162 2,57 2,57 2,57

2.2 Бак О 1816 1816 1816 12158 12186 12099 1155 1158 1149 1,57 1,57 1,58

2.3 Хвост, отсек 688 857 598 2524 2662 2305 240 253 219 2,87 3,39 2,73

3 Эл-ты ВПС 148 148 148 642 586 594 50 45 46 2,96 3,29 3,22

4 Эл-ты НПС 0 220 86 0 1063 260 0 82 20 0 2,68 4,30

ИТОГО 5723 6028 5635 38898 39768 38504 3779 3749 3642 1,51 1,61 1,55

Примечание: Для элементов поз.1 и 2 [ст]^ ЗООМПа, р= 2850кг/м3: Для элементов поз.З и 4 [а]ср= 580МПа, р= 4500кг/м3.

Величины коэффициентов , приведенные в таблице 2, прокомментированы следующим образом.

Баки Г выполнены с гладкой обечайкой с обеспечением работы материала на растяжение и имеют минимум дополнительных конструктив-

ных элементов, поэтомукоэффициент <р у них самый низкий.

Бак О выполнен с вафельной обечайкой, работает на сжатие и требует затрат массы на подкрепление оболочки, поэтому коэффициент здесь выше, чем у баков Г.

Приборный и хвостовой отсеки содержат шпангоуты, в которых практически невозможно обеспечить равнонапряженность, а также элементы крепления бортового оборудования, не участвующие в восприятии основных внешних нагрузок, поэтому коэффициент <р здесь значительно выше, чем у баков.

Узлы ВПС и НПС имеют в своем составе не только тяги, но и устройства регулировки их длины, кронштейны, механизмы, которые в расчете силового фактора не учитывались. Этим объясняется довольно высокое значение коэффициента (р

Тем не менее, полученные значения коэффициента полной массы являются наглядным указанием в поиске путей снижения массы конструкции.

В плане решения задачи назначения достоверных значений лимитной массы в работе отмечено, что существующие методы весового проектирования позволяют с достаточной точностью оценить массу проектируемого летательного аппарата и его составных частей, в том числе и ракет, по известным соответствующим массам аппарата-прототипа. Однако, чем менее сходен аппарат-прототип с объектом проектирования в части компоновочных решений, тяговооруженности, нагружения и т. п., тем менее точны такие оценки. Для устранения этого недостатка в авиастроении предложено оценивать массу проектируемой конструкции с использованием ее характеристик, получаемых методами силового анализа. Основываясь на этих идеях, предложена методика назначения лимитной массы проектируемых конструкций ракет (рис. 3).

В четвертом разделе изложен заключительный этап работ по предлагаемому методу - "конструирование с учетом технологичности на основе высокоточного математического моделирования", на котором схемный облик конструкции материализуется, превращается в конструктивно-технологические решения. Обсуждаются особенности учета требований технологичности наряду с обеспечением адекватности детальных конструкторских решений той математической модели, на основе которой проводится выбор (сравнение) силовых схем и назначается рациональное распределение материала.

При переходе от силовой схемы к конкретным деталям и сборкам необходимо стремиться к тому, чтобы принятые формы деталей и принципы их соединения между собой не искажали принятые в силовой схеме кратчайшие пути передачи сил, не приводили к появлению "лишних" изгибающих моментов, концентрации напряжений. В то же время необходи-

Рис. 3 Предлагаемый порядок назначения лимитной массы проектируемых конструкций ракет

мо иметь четкие представления о том, как все это можно сделать, из каких конструкционных материалов, какой должна быть технология изготовления деталей, узлов и сборки в целом, чтобы обеспечить требуемые характеристики конструкции при приемлемой стоимости.

После формирования конструктивно-технологических решений разрабатываются подробные конечно-элементные модели конструкции, производится расчет напряженного состояния с параметрической оптимизацией элементов, выполняется расчет массы конструкции. Ее величина сопоставляется с лимитным значением и принимается решение о разработке рабочей документации.

В пятом разделе приведено сравнение трудозатрат на разработку по существующим и предлагаемому методам в объеме эскизного проекта. Итоги этого сравнения: суммарные трудозатраты на разработку конструкции ступени при использовании предлагаемого метода в 1,5 раза меньше, чем при использовании существующих методов, при этом подобные трудозатраты на выбор варианта силовой схемы меньше почти в 8 раз.

В шестом разделе в качестве еще одного примера применения методов силового анализа при проектировании ракет пакетной схемы представлено разработанное автором данной работы устройство силовой связи орбитального корабля "Буран" с ракетой - носителем "Энергия".

Несмотря на внешнее сходство ракетно - космические системы "Спейс Шаттл" и "Энергия - Буран" имеют существенное отличие. В

"Спейс Шаттл" на участке выведения орбитальный корабль выполняет функции активного блока, а в "Энергия — Буран" - функции пассивного полезного груза, закрепленного сбоку на ракетном блоке.

Использование методов силового анализа позволило создать устройство с многофункциональными силовыми элементами, обеспечивающее замыкание продольных сил между орбитальным кораблем и двигателями ракетного блока по кратчайшему пути.

Основные результаты работы

1. Разработан полуэвристический метод проектирования конструкции ракет пакетной схемы, основанный на использовании нового для отрасли критерия "силовой фактор".

2. Показана эффективность использования критерия "силовой фактор" для сравнения различных вариантов конструкции, выражающаяся в меньших затратах времени по сравнению с существующими методами проектирования.

3. Впервые определены коэффициенты полной массы для типовых конструкций ракет пакетной схемы, характеризующие степень их весового совершенства.

4. Предложена методика назначения обоснованных значений лимитной массы корпусных элементов ракет на основе использования величины силового фактора.

5. Предложенный метод проектирования использует высокоточное математическое моделирование (МКЭ) на ранних стадиях проектирования, позволяет генерировать рациональные силовые схемы и выбирать лучшую с учетом требований технологичности.

6. Предложенные методы использованы при разработке ракетно-космической системы "Энергия-Буран" и в ряде перспективных проектов. На устройство силовой связи орбитального корабля "Буран" с ракетой-носителем "Энергия" автором данной работы получен патент РФ на изобретение.

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах

1. Штанько Е.Д. Особенности проектирования хвостового отсека ракеты-носителя "Энергия"// Тр. Волжского КБ РКК "Энергия": Научно-технический сборник "Ракетные двигатели и энергетические установки'1 серия IV, вып. 2. - Самара, 1992. - С.64 - 71.

,3 - 5268

2. Штанько Е.Д. Оптимизация силовых схем многоблочных ракет // Тр. Волжского КБ РКК "Энергия": Научно-технический сборник "Ракетные двигатели и энергетические установки" серия IV, вып. 2. - Самара, 1995.-С.3-1О.

3. Штанько Е.Д. Оптимальная конструкция хвостовой части ракеты-носителя легкого класса // Тр. Волжского КБ РКК "Энергия": Научно-технический сборник "Расчет, проектирование, конструирование и испытания космических систем" серия XII, вып. 1. - Самара, 1996. - С.30-35.

4. Штанько Е.Д. Структура массы конструкции и оценка качества проекта // Тр. Волжского КБ РКК "Энергия": Научно-технический сборник "Расчет, проектирование, конструирование и испытания космических систем" серия XII, вып. 1.- Самара, 1997. - С.55-59.

5. Штанько Е.Д. Нетрадиционный метод структурной оптимизации // Тр. Волжского КБ РКК "Энергия": Научно-технический сборник "Расчет, проектирование, конструирование и испытания космических систем" серия XII, вып. 1.- Самара, 1997. - С.60-65.

6. Патент № 2091275 РФ Устройство для связи космического объекта с ракетой-носителем / Штанько Е.Д. (РФ) - № 95107550; Заявлено 06.05.95; Опубл. 27.09.97. Бюл. № 27. - 16с: 7ил.

7. Штанько Е.Д. Роль и место этапа проектирования корпусов в общем процессе проектирования РН // Тр. Волжского КБ РКК "Энергия": Научно-технический сборник "Расчет, проектирование, конструирование и испытания космических систем" серия XII, вып. 1.- Самара, 1998. -С. 15-17.

8. Штанько Е.Д. Некоторые методы отыскания рациональных силовых конструкций // Тр. Волжского КБ РКК "Энергия": Научно-технический сборник "Расчет, проектирование, конструирование и испытания космических систем" серия XII, вып. 1.- Самара, 1998. - С. 18-27.

9. Штанько Е.Д. Оптимизация структуры силовых связей между подвесными топливными баками и центральным модулем ракеты-носителя // Сб. тр. VIII Всерос. научн.-техн. семинара по управлению движением и навигации летательных аппаратов, раздел "Проблемы проектирования и конструкции космических систем" / Самарский филиал Академии космонавтики. Самара, 1998. - С. 226-229.

10. Штанько Е.Д. Особенности проектирования современных средств выведения космических объектов // Сб. тр. восьмой научной сессии Поволжского регионального отделения Российской академии космонавтики им. К.Э. Циолковского. Самара, 1999. - С.64-67.

11. Петренко С.А., Штанько Е.Д. Оценка перспективности вариантов силовой конструкции многоблочных ракет и качества принимаемых конструктивно-технологических решений // Общероссийский научно-технический журнал "Полет". - 2001. - №9. - С.46-49.

Основные обозначения и сокращения.

Введение.

1 Состояние проблемы и задачи исследования.

1.1 Роль и место работ по проектированию корпусов в общем процессе проектирования РН.

1.2 Существующий порядок проектирования корпусов РН.

1.3 Обзор научной поддержки существующего порядка рационального проектирования корпусов РН.

1.4 Эффективные методы проектирования силовых схем в смежной области - самолетостроении.•.

1.5 Задачи исследования./.

2 Проектирование конструкции ракет пакетной схемы методами силового анализа. Выбор силовой схемы.

2.1 Предлагаемый метод проектирования.

2.2 Формирование исходных данных для разработки ступени РН.

2.2.1 Объемно-габаритная компоновка ступени РН.

2.2.2 Нагружение конструкции, система координат.

2.2.3 Цель исследования.

2.3 Генерация рациональных вариантов силовой схемы.

2.3.1 Методологические принципы генерации силовых схем.

2.3.2 Анализ режимов нагружения конструкции.

2.3.3 Выявление действующих на центральный модуль и подвесные баки внешних и инерционных сил, кратчайших путей их силового замыкания между собой.

2.3.4 Дополнительное исследование рациональных путей межблочной передачи продольных сил.

2.3.5 Разработка вариантов рациональной силовой схемы.

2.3.6 Дополнительные варианты силовой схемы.

2.3.7 Сравнительная оценка основных качеств вариантов силовой схемы НПС.

2.3.8 Схема закрепления конструкции.

2.4 Формирование конструктивно-силовых схем отсеков. Определение параметров силовых элементов.

2.4.1 Принципы формирования конструктивно-силовых схем отсеков. Основные соотношения для расчета параметров силовых элементов.

2.4.2 Конструктивно-силовая схема и параметры силовых элементов бака Г.

2.4.3 Конструктивно-силовая схема и параметры силовых элементов приборного отсека.

2.4.4 Конструктивно-силовая схема и параметры силовых элементов бака О.

2.4.5 Конструктивно-силовая схема и параметры силовых ' элементов ХО варианта 1 НПС.

2.4.6 Параметры силовых элементов ХО варианта 2 НПС.

2.4.7 Параметры силовых элементов ХО варианта 3 НПС.

2.4.8 Параметры стержневых элементов ВПС и НПС.

2.5 Моделирование конструкции, нагрузок и закрепления сравниваемых вариантов.

2.6 Результаты расчета.

2.7 Анализ результатов, выбор варианта силовой схемы

Выводы по разделу 2.

3 Коэффициент полной массы проектируемой конструкции и оценка качества проекта.

3.1 Коэффициент полной массы агрегатов и конструкции в целом.

3.2 Оценка качества проекта с использованием величины коэффициента полной массы.

3.3 Назначение лимитных значений массы проектируемой конструкции.

Выводы по разделу

4 Конструирование с учетом технологичности.

5 Технико-экономическое обоснование использования предлагаемых методов в реальном проектировании.:.

6 Применение предлагаемых методов. Разработка рационального облика устройства силовой связи орбитального корабля «Буран» с ракетой-носителем «Энергия».

7 Основные результаты работы.

Как известно, существуют 2 основных типа компоновки ракет-носителей (РН) — "тандем" и "пакет".

Разработка ракет типа "тандем" имеет достаточно мощную научную поддержку. Это работы Балабуха Л.И., Лизина В.Т., Пяткина В.А., Мишина В.П., Карраска В.К., Голубева И.С., Самарина А.В. и других.

Пакетная схема широко применяется и будет применяться в обозримом будущем. Преимущество этой схемы заключается в возможности получения мощных ракет из готовых транспортабельных блоков с минимальной трудоемкостью сборки их в изделие у места запуска. К ним относятся ракеты таких компоновочных схем, как собственно" пакет" (широко известные РН "Спутник" или "Союз", "Протон"), так и и ее разновидности: "с боковым закреплением полезного груза" (РН сравнительно недавней разработки "Энергия"); "с подвесными топливными баками" (вариант разрабатываемой РН "Ангара"). Передача сил между блоками пакета организуется через специальные устройства межблочной связи. Обычно это набор стержневых элементов и механизмов, обеспечивающих передачу сил между блоками. Состав и расположение элементов, образующих такие устройства, может иметь множество вариантов. А поскольку уровень передаваемых сил измеряется тысячами и более кН, то и весьма ощутимо влияние принятой конструкции межблочных связей на массу ракеты.

Проблемы, возникающие перед разработчиками таких ракет, по своему уровню сходны с теми, которые в свое время возникали перед авиаконструкторами при разработке конструкций крепления: крыла к фюзеляжу, мотогондол к фюзеляжу и под крылом, стоек шасси к силовым элементам крыла или фюзеляжа и т.п.

Результатов исследований, посвященных оптимальному проектированию конструкции ракет пакетной схемы, недостаточно для практики проектирования.

Существующие в конструкторских бюро методы разработки ракет пакетной схемы требуют значительных затрат и времени и средств, так как предусматривают полномасштабную, на уровне эскизного проекта, разработку вариантов и их сравнение. Поэтому должна быть решена проблема повышения эффективности работ по проектированию ракет такого типа.

Занимаясь разработкой корпусных конструкций ряда указанных выше РН или им подобных конструкций, неизменный интерес у автора вызывали работы, ставящие своей целью дать конструктору-проектировщику в простом, доступном и наглядном виде теорию для проектирования наивыгоднейших силовых конструкций. К числу таких относятся работы основоположника одной из отечественных школ силового конструирования - Комарова А.А. [39-42] и его последователей - Комарова В.А., Данилина А.И., Козлова Д.М., Резниченко Г.А. и др. [43-50, 25, 36, 37, 78, 79]. Предлагаемые в них подходы, предполагающие широкое использование методов силового анализа в разработке авиационных конструкций, с успехом и эффективно, по мнению автора, применимы при разработке новых РН типа указанных выше, а также конструкций, отличающихся от прежних существенной новизной силовых схем.

В данной работе под термином "рациональное проектирование" будем понимать, в соответствии с толкованием слова "рациональный" в русском языке (разумно обоснованный, целесообразный), организацию такого процесса проектирования, в котором, наряду с достижением основного требования - минимума массы конструкции — предусматривается также учет таких требований, как технологичность, минимум стоимости, различные ограничения в ресурсах, материалах, сроках создания и др.

Целью данной работы является разработка, на основе методов силового анализа, более эффективного, по сравнению с существующими, метода рационального проектирования ракет пакетной схемы.

Работа состоит из шести разделов, раздела с основными результатами работы, списка литературы и приложения "Патент РФ на изобретение".

В первом разделе рассмотрено состояние существующего порядка проектирования корпусных конструкций ракет, в том числе и ракет пакетной схемы, его научной поддержки; рассмотрены эффективные методы проектирования силовых схем в смежной области — самолетостроении.

Во втором разделе изложены суть предлагаемого метода проектирования конструкции ракет пакетной схемы и подробно, на примере разработки конструкции ступени РН - действия, связанные с выбором силовой схемы.

В третьем разделе рассмотрено решение задач анализа весовой эффективности типовых конструкций ракет и назначения обоснованных значений лимитной массы с использованием характеристик конструкции из методов силового анализа.

В четвертом разделе изложен заключительный этап работ по предлагаемому методу - "конструирование с учетом технологичности".

В пятом разделе приведено сравнение трудозатрат на разработку по существующим и предлагаемому методу.

В шестом разделе в качестве еще одного примера применения методов силового анализа при проектировании ракет пакетной схемы представлено разработанное автором данной работы устройство силовой связи орбитального корабля "Буран" с ракетой-носителем "Энергия", патент РФ на которое приведен в приложении.

7 Основные результаты работы

1. Разработан полуэвристический метод проектирования конструкции ракет пакетной схемы, основанный на использовании нового критерия "силовой фактор".

2. Показана эффективность использования критерия "силовой фактор" для сравнения различных вариантов конструкции, выражающаяся в меньших затратах времени по сравнению с существующими методами проектировав ния.

3. Впервые определены коэффициенты полной массы для типовых конструкций ракет пакетной схемы, характеризующие степень их весового совершенства.

4. Предложена методика назначения обоснованных значений лимитной массы корпусных элементов ракет на основе использования величины силового фактора.

5. Предложенный метод проектирования использует высокоточное математическое моделирование (МКЭ) на ранних стадиях проектирования, позволяет генерировать рациональные силовые схемы-и выбирать лучшую с учетом требований технологичности при малых трудозатратах.

6. Предложенные методы использованы при разработке ракетно-космической системы "Энергия-Буран" и в ряде перспективных проектов. На устройство силовой связи орбитального корабля "Буран" с ракетой-носителем "Энергия" автором данной работы получен патент РФ на изобретение.

Основное содержание диссертации опубликовано в работах [91-102],

1. Автоматизация проектирования авиационных конструкций на базе МКЭ. САПР РИПАК. 1984. 174 с. - Деп. в ВИНИТИ №3709 - 84.

2. Ракеты носители / В.А. Александров, В.В. Владимиров, Р.Д. Дмитриев, С.О. Осипов. - М.: Воениздат, 1981.-315 с.

3. Арасланов A.M. Уточнение оценки эффекта оптимизации элементов конструкции // ИВУЗ. Авиационная техника. КГТУ Казань. 1992. - №3. -С. 9-15.

4. Бадягин A.A. и др. Проектирование самолетов. М.: Машинострое -ние, 1972. - 516 с.

5. Основы строительной механики ракет: Учеб. пособие / Л.И. Балабух, К.С. Колесников, B.C. Зарубин и др. М.: Высшая школа, 1984. - 494 с.

6. Баничук Н.В. Введение в оптимизацию конструкций. М.: Наука, 1986.-303 с.

7. Баничук Н.В. и др. Методы оптимизации авиационных конструкций. -М.: Машиностроение, 1989.-296 с.

8. Батищев Д.И. Поисковые методы оптимального проектирования. -М.: Советское радио, 1975.-216 с.

9. Бауэре П. Летательные аппараты нетрадиционных схем. — М.: Мир, 1991.-320 с.

10. Бирюк В.И. и др. Методы проектирования рациональных конструкций современных летательных аппаратов / В.И. Бирюк, Е.К. Липин, В.М. Фролов. Труды ЦАГИ, вып. 1976, M., 1976. 65 с.

11. Бирюк В.И., Липин Е.К., Фролов В.М. Методы проектирования конструкций самолетов. -М.: Машиностроение, 1995. — 415 с.

12. Вейссхаар Т.А., Комаров В.А. Человеческий фактор в проектировании авиационных конструкций // Общероссийский научно-технический журнал "Полет".-1998.-№1.-С. 17-23.

13. Виноградов А. И. Проблема оптимального проектирования в строительной механике: цикл лекций. Харьков: Изд. Харьковского университета, Виша школа, 1973.- 167 с.

14. Володин В.В. Автоматизация проектирования летательных аппаратов.-М.: Машиностроение, 1991,-256 с.

15. Вторая ступень РН. Пояснительная записка. Часть вторая. Аэродинамика и теплообмен. Температурные режимы конструкции и теплозащита. 1АС2.0000-0 ПЗ 1. РКК "Энергия" им. С.П. Королева. 1995.

16. Вторая ступень РН. Пояснительная записка. Часть 5. Нагружение конструкции. 1АС2.0000-0 ПЗ 4 РКК "Энергия" им. С.П. Королева. 1995.

17. Вторая ступень РН. Пояснительная записка. Часть шестая. Пневмо-гидравлические средства подачи компонентов топлива, теплообмен и термо-статирование отсеков. 1АС2.0000-0 ПЗ 5. РКК "Энергия" им. С.П. Королева. 1995.

18. Гайнутдинова Т.Ю., Трусов C.B. О расчете рациональных форм без-моментных поверхностей элементы тонкостенных конструкций. // ИВУЗ. Авиационная техника. КГТУ Казань. — 1996. - №3. - С. 110 - 113.

19. Гладкий В.Ф. Динамика конструкции летательного аппарата. М.: Наука, 1962. -495 с.

20. Голубев И.С., Андреев В.В., Парафеев С.Г. Решение задач структурно-параметрической оптимизации авиационных конструкций с учетом иерархии эксплутационных ограничений и спектра нагрузок. //Межвузовский сборник трудов. КАИ Казань. 1991. - С. 30 - 36.

21. Голубев И.С., Самарин A.B. Проектирование конструкций летательных аппаратов.-М.: Машиностроение, 1991. -512 с.

22. Гребеньков O.A. Конструкция самолетов. М.: Машиностроение, 1984. -240 с.

23. Данилин А.И. Рациональное проектирование тонкостенных конструкций с учетом требований жесткости. Дис. д-ра техн. наук. Самара, 1996.-368 с.

24. Джонс Дж. К. Инженерное и художественное конструирование. -М.: Мир, 1976.-377 с.

25. Джонс ДЖ. К. Методы проектирования: Пер. с англ. М.: Мир, 1986.-326 с.

26. Егер С.М. и др. Основы автоматизированного проектирования самолетов. -М.: Машиностроение, 1986.-232 с.

27. Егер С.М. Проектирование самолетов. М.: Машиностроение, 1983. -616с.

28. Житомирский Г.И. Конструкция самолетов. -М.: Машиностроение, 1995.-415 с.

29. Зенкевич О. Метод конечных элементов в технике. — М.: Мир, 1975. -541с.

30. Исаев В.Ф., Кашевич О.М., Кудряшов В.И., Познышев С.Д. Многоцелевая оптимизация конструкции лонжерона крыла в зоне вырезов // М.: Ученые записки ЦАГИ. 1992. -Т. XXIII. -№ 1.-С. 75-82.

31. Ишлинский А. Ю. Механика. Идеи, задачи, приложения. М.: Наука, 1985. - 624 с.

32. Конфилд Р. А., Гранул Р.В., Венсайя В. Б. Оптимальное проектирование конструкций при большом количестве ограничений. // Аэрокосмическая техника.-1988.-№10.-С. 78-88.

33. Кефели А.И. О теоретических весах сооружений // Труды ЛИИЖТ/ Ленинград. 1927. - вып. 96. - С. 247 - 266.

34. Козлов Д.М., Майнсков В.Н., Резниченко Г.А. Весовое проектирование летательных аппаратов на основе дискретных математических моделей // Научно техническая конференция по гидроавиации "Геленджик-96" - М»: - ЦАГИ, 1996. - С. 144 - 149.

35. Козлов Д. М. И др. Моделирование конструкции планера самолета для весовых расчетов на ранних стадиях проектирования // Техника воздушного флота. 1999.-№ 4 - 5. - С. 31 - 37.

36. Конструкция управляемых баллистических ракет / В. В. Березиков, М. А. Буров, В. К. Зиберов и др.; под ред. В. В. Березикова. М.: Воениздат, 1969.-444 с.

37. Комаров А. А. Силовое конструирование: Дис. канд. техн. наук. — Новочеркасск, 1948. 152 с.

38. Комаров А. А. Силовое конструирование // Тр. ин та / Куйбышевский авиац. ин - т. - 1952. — вып. 1 - С. 36 - 48.

39. Комаров А. А. Наиболее жесткие конструкции // Тр. ин та / Куйбышевский авиац. ин - т. - 1954. - вып. 2 - С. 77 - 87.

40. Комаров A.A. Основы проектирования силовых конструкций. Куйбышев: 1965. - 82 с.

41. Комаров В.А. Проектирование силовых схем авиационных конструкций // Актуальные проблемы авиационной науки и техники. — М.: Машиностроение, 1984. С. 114 - 129.

42. Комаров В.А. Автоматизация проектирования авиационных конструкций. Самара: СГАУ, 1993. - 70 с.

43. Комаров В.А. Весовой анализ авиационных конструкций: теоретичеIские основы // Общероссийский научно-технический журнал "Полет". — 2000. -№1. — С. 31-39.

44. Комаров В.А. О рациональном распределении материала в конструкциях. // Ан СССР. Сер. Механика. - 1965. - №5. - С. 85 - 87.

45. Комаров В.А. Последовательная оптимизация авиационных конструкций на протяжении всего цикла проектирования // Научно техническая конференция по гидроавиации "Геленджик-96" - М.: - ЦАГИ, 1996. - С. 135 - 143.

46. Комаров В.А. Рациональное проектирование авиационных конструкций: Дис. на соискание ученой степени д-ра техн. наук. М., 1975. -329 с.

47. Комаров В.А., Пересыпкин В.П., Иванова Е.А. Автоматизация проектирования авиационных конструкций на базе МКЭ. САПР РИПАК / Куйбышевский авиац. ин-т. Куйбышев, 1984. - 175 с. - Деп. в ВИНИТИ от 23.05.84, № 3709-84.

48. Комаров В. А., Гумешок А. В. Критерий весового совершенства конструкций крыльев // Общероссийский научно-технический журнал «Полет». -2003.-№6. -С. 24-30.

49. Конструкция и прочность самолетов и вертолетов. Под редакцией Миртова К.Д., М.: Транспорт, 1972. 440 с.

50. Лизин В.Т., Пяткин В.А. Проектирование тонкостенных конструкций. М.: Машиностроение, 1994. - 381 с.

51. Мажид К.И. Оптимальное проектирование конструкций. М.: Высшая школа, 1979. - 237 с.

52. Мал ков В.П., Угодчиков А.Г. Оптимизация упругих систем. — М.: Наука, 1989.-288 с.

53. Матвеев В. Г., Пересыпкин В. П. Инженерный метод проектирования тонкостенных конструкций с учетом технологических требований // Тр. Московского авиационного института М., 1983. — С. 70 - 75.

54. Моисеев Н.й. и др. Методы оптимизации / Н.й. Моисеев, Ю.П. Ива-нилов, С.М. Столярова. М.: Наука, 1978. - 531 с.

55. Моссаковский В.И. и др. Контактные задачи теории оболочек и стержней / В.И. Моссаковский, B.C. Гудрамович, Е.М. Макеев. М.: Машиностроение, 1978. - 248 с.

56. Новиков В.Н. и др. Основы устройства и конструирования летательных аппаратов / В.Н. Новиков, Б.М. Авхимович, В.Е. Вейтин. М.: Машиностроение, .1991.-368 с.

57. Образцов И. Ф. Современные проблемы в создании инженерных конструкций // Научные основу прогрессивной технологии. М. : Машиностроение, 1982. - С. 52 - 56.

58. Образцов И.Ф. и др. Метод конечных элементов в задачах строительной механики летательных аппаратов / И.Ф. Образцов, J1.M. Савельев, Х.С. Хазанов. М.: Высшая школа, 1985. - 392 с.

59. Ольхофф Н. Оптимальное проектирование конструкций. М.: Мир, 1981.-277 с.

60. Основы конструирования ракет-носителей космических аппаратов / Б.В. Грабин, О.И. Давыдов, В.И. Жихарев и др.; под ред. В.П. Мишина, В.К. Карраска.-М.: Машиностроение, 1991.-??? с.

61. Основы проектирования летательных аппаратов (транспортные системы) / В.П. Мишин, В.К. Безвербый, Б.М. Панкратов и др.; под ред. В.П. Мишина. М.: Машиностроение, 1985. - 360 с.

62. Пензин Б.Г., Кирсанов П.И., Штанько Е.Д. и др. Центральный блок ракеты-носителя "Энергия". Рабочий проект. Корпус двигательного отсека. Волжский филиал НПО "Энергия". Куйбышев, 1981.

63. Петренко С.А. Труфанов Б.А., Зиканов Ю.И., Штанько Е.Д. и др. Вторая ступень РН Центральный модуль. Конструкция. Пояснительная записка. 1АС2.0000-0 ПЗ 15 книга 1. Эскизный проект. Волжское КБ РКК "Энергия". Самара, 1995.

64. Петренко С.А., Зиканов Ю.И., Штанько Е.Д. и др. Вторая ступень РН Центральный модуль. Конструкция. Альбом чертежей. 1АС2.0000-0 ПЗ 15 книга 1. Приложение. Эскизный проект. Волжское КБ РКК "Энергия". Самара, 1995.

65. Петренко С.А. Андреев A.B., Гурвич А.Э., Штанько Е.Д. и др. Вторая ступень РН. Центральный модуль. Прочность Пояснительная записка. 1АС2.0000-0 ПЗ 15 книга 2. Эскизный проект. Волжское КБ PKIC "Энергия". Самара, 1995.

66. Петренко С.А. Труфанов Б.А., Зиканов Ю.И., Штанько Е.Д. и др. Вторая ступень РН. Бак горючего. Конструкция. Пояснительная записка. 1АС2.0000-0 ПЗ 16 книга 1. Эскизный проект. Волжское КБ РКК "Энергия". Самара, 1995.

67. Петренко С.А. Труфанов Б.А., Зиканов Ю.И., Штанько Е.Д. и др. Вторая ступень РН. Бак горючего. Конструкция. Альбом чертежей. 1АС2.0000-0 ПЗ 16 книга 1. Приложение. Эскизный проект. Волжское КБ РКК "Энергия". Самара, 1995.

68. Петренко С.А. Андреев A.B., Гурвич А.Э., Штанько Е.Д. и др. Вторая ступень РН. Бак горючего. Прочность Пояснительная записка. 1 АС2.0000-0 ПЗ 16 книга 2. Эскизный проект. Волжское КБ РКК "Энергия". Самара, 1995.

69. Петренко С.А. Зиканов Ю.И., Штанько Е.Д., Прокофьев В.В. и др. Вторая ступень РН. Силовые связи баков горючего. Пояснительная записка. 1АС2.0000-0 ПЗ 21. Эскизный проект. Волжское КБ РКК "Энергия". Самара, 1995.

70. Петренко С.А. Зиканов Ю.И., Прокофьев В.В., Штанько Е.Д., и др. Вторая ступень РН. Силовые связи баков горючего. Альбом чертежей. 1АС2.0000-0 ПЗ 21. Приложение. Эскизный проект. Волжское КБ РКК "Энергия". Самара, 1995. \

71. Петренко С.А., Штанько Е.Д. Оценка перспективности вариантов силовой конструкции многоблочных ракет и качества принимаемых конструктивно-технологических решений // Общероссийский научно-технический журнал "Полет". 2001. - №9. - С. 46 - 49.

72. Прагер В. Основы теории оптимального проектирования конструкций. -М.: Мир, 1977. 109 с.

73. Проектирование гражданских самолетов: Теории и методы /

74. И.Я. Катырев, М.С. Неймарк, В.М. Шейнин, под ред. Г.В. Новожилова. М.: Машиностроение, 1991. - 672 с.

75. Проектирование конструкций самолетов / В.М. Войт, А.И. Ендогур, З.А. Мелик Саркисян, И.М. Алявдин - М.: Машиностроение, 1987. - 416 с.

76. Разани Р. Поведение равнонапряженной конструкции и ее отношение к конструкции минимального объема // Ракетная техника и космонавтика (русский перевод). 1965.-Т.З.-№12. - С. 115 - 124.

77. Резниченко Г. А. Строительный коэффициент для весовых расчетов авиационных конструкций // Авиационная промышленность. 1984. -№11.

78. Резниченко Г.А. Оценка массы авиационных конструкций на основе конечноэлементных моделей. Дис. на соискание ученой степени канд. техн. наук. Куйбышев, 1988.

79. Рейтман М.И., Шапиро Г.С. Методы оптимального проектирования деформируемых тел. — М.: Наука, 1976. 266 с.

80. Семенов В. Н. Сравнение весовой отдачи конструктивно-силовых схем летательных аппаратов со свободнонесущим крылом и с замкнутой системой крыльев // Ученые записки ЦАГИ : 1986. - Т. XIV. - №5. - С. 65

81. Советкин Ю.А. Методика расчета технико-экономических показателей разработки и создания изделий авиации и ракетно-космической техники. Самарский государственный аэрокосмический университет, Самара, 1998. -57 с.

82. Тихонов А. Н., Арсенин В. Я. Методы решения некорректных задач. -М.: Наука, 1986. -285 с.

83. Торнбик Э. Проектирование дозвуковых самолетов. М.: Машиностроение, 1983. - 648 с.

84. Уманский С. П. Ракеты носители. Космодромы. Под ред. Коптева Ю.Н. -М.: изд-во Рестарт+, 2001.-216 с.

85. Хертель Г. Тонкостенные конструкции. — М.: Машиностроение, 1965.-528 с.

86. Химмельблау Д. Прикладное нелинейное программирование. М.: Мир, 1975.- 164 с.

87. Хог Э., Apopa Я. Прикладное оптимальное проектирование. М.: Мир, 1983.-480 с.

88. Шейнин В.М., Козловский В.И. Весовое проектирование и эффективность пассажирских самолетов. М.: Машиностроение, 1984. - 550 с.

89. Шенли Ф.Р. Анализ веса и прочности самолетных конструкций. -М.: Оборонно, 1957. 407 с.

90. Штанько Е.Д. Особенности проектирования хвостового отсека ракеты-носителя "Энергия" // Тр. Волжского КБ РКК "Энергия": Научно-технический сборник "Ракетные двигатели и энергетические установки" серия IV, вып. 2. Самара, 1992. - С. 64 - 71.

91. Штанько Е.Д. Оптимизация силовых схем многоблочных ракет // Тр. Волжского КБ РКК "Энергия": Научно-технический сборник "Ракетные двигатели и энергетические установки" серия IV, вып. 2. Самара, 1995. - С. 3 -10.

92. Штанько Е.Д. Техническое задание на разработку конечноэлемент-ных моделей конструкции ступени РН и расчета НДС с определением величины силового веса. ТЗ.01-111-95. Волжское КБ РКК "Энергия". Самара, 1995г.

93. Штанько Е.Д. Структура массы конструкции и оценка качества проекта // Тр. Волжского КБ РКК "Энергия": Научно технический сборник "Расчет, проектирование, конструирование и испытания космических систем" серия XII, вып. 1. - Самара, 1997. - С. 55 - 59.

94. Штанько Е.Д. Нетрадиционный метод структурной оптимизации // Тр. Волжского КБ РКК "Энергия": Научно технический сборник "Расчет, проектирование, конструирование и испытания космических систем" серия XII, вып. 1. - Самара, 1997. - С. 60 - 65.

95. Патент № 2091275 РФ Устройство для связи космического объекта с ракетой-носителем / Штанько Е.Д. (РФ) № 95107550; Заявлено 06.05.95; Опубл. 27.09.97. Бюл. № 27. - 16 е.: 7 ил.

96. Штанько Е.Д. Особенности проектирования современных средств выведения космических объектов // Сб. тр. восьмой научной сессии Поволжского регионального отделения Российской академии космонавтики им. К.Э. Циолковского. Самара, 1999. - С. 64 - 67.

97. Benshoe М.Р. Optimisation of Structural Topology Shape and Material/ Springer - Verlag Berlin, Heidelberg, 1995.-271 p.

98. CEAS Conference on Multidisciplinary Aircraft Design and Optimization. 2001 by Deutsche Geselschaft fur Luft und Raumfahrt - Liliental — Oberth е. V. Bohn. Germany — 272 p.

99. Cook R.D. Finite Element Modeling for Stress Analysis. JOHN WILEY&SONS, INC. 1995. 320 p.

100. Griffin M. D. And French Space Vehicle Design. Published by AIAA Inc., Washington, DC. 1992.

101. Lahey R.S., Miller M.R.and Reymond M.A. (eds.), MSC/NASTRAN Reference Manual, Version 68, The MacNeal-Schwendler Corporation, Los Angeles, California, 1994.

102. New World Vistas. Air and Space Power for the 21-st century. Aircraft and Propulsion Volume. 1995. P. 80 - 91 (by Weisshaar T.A.).

103. Niu M.C.Y. Airframe Structural Design. CONMILIT PRESS LTD, 1993.-612 p.

104. Palazotto A. N. And Dennis S. T. Nonlineer Analysis of Shell Structures. Published by AIAA Inc., Washington, DC.

105. Raymer D.P. Aircraft Design: A Conceptual Approach. AIAA Education Series. 1992.-745 p.т