Тема 4. Проектирование: основные процедуры и атрибуты. (6 ч, СРС 2 ч)

Тема 5. Процесс разработки космической программы (6 ч, СРС 2 ч)

Тема 6. Архитектура ракетно-космического комплекса. (4 ч, СРС 2 ч)

Тема 7. Мировой космический рынок (4 ч, СРС 2 ч)

Тема 8. Космический рынок пусковых услуг (6 ч, СРС 2 ч)

Тема 9. Космический ракетный комплекс. Цель создания и основные требования. Характеристики. (6 ч, СРС 2 ч)

Тема 10. Последовательность и содержание проектных работ при создании средств выведения (6 ч, СРС 2 ч)

Лекция 1. ВВЕДЕНИЕ

- Космические исследования

- Космическая деятельность

- Космическая программа

- Космические системы

- Космические комплексы

- Ракетный космический комплекс

- Космический ракетный комплекс

- Комплекс космического аппарата

- Федеральная космическая программа

Космические исследования, являющиеся неотъемлемым атрибутом современного мира, направлены на решение кардинальных проблем человечества: познание окружающей среды, поиск сырьевых и энергетических ресурсов, совершенствование технологий, улучшение информационного обеспечения и.т.п.

Глобальность и высокая информативность наблюдений из космоса позволили принципиально по-новому решать задачи исследования природных ресурсов Земли, охраны окружающей среды и метеорологии. В практику повседневной жизни вошли и продолжают развиваться космические системы связи и телевещания, обеспечивающие решение задач информационного обслуживания людей в самых удаленных районах. На борту космических станций получены вещества с принципиально новыми свойствами. Кроме того, космическая техника оказала большое влияние на стимулирование дальнейшего развития наук о Земле, Солнце, Вселенной и таких областей науки и техники как кибернетика, вычислительная техника, материаловедение и др.

Космонавтика вносит существенный вклад в обеспечение безопасности страны. Космические системы являются основным средством контроля за соблюдением договоров по ограничению вооружений, позволяют заблаговременно вскрывать подготовку других стран к началу военных действий, обеспечивают эффективное управление войсками и применение современного оружия.

Космическая деятельность, начиная с 4 октября 1957 года запуском первого советского искусственного спутника, бурно развивается. Вслед за нашей страной в космосе с 1958 года устремились США; к 1965 году – Англия, Канада, Италия, Франция; позже – Австралия, ФРГ, Япония, Китай, а затем и другие страны.

К настоящему времени уже свыше трех десятков стран являются космическими державами. (Рис.1.1). Более 130 стран прямо или косвенно участвуют в космической деятельности. Но только три из них – Россия, США и Китай - способны осуществлять космическую деятельность во всем ее многообразии – от изготовления и запусков космических аппаратов до осуществления пилотируемых космических полетов и исследований планет Солнечной системы.

В создание ракетно-космической техники вовлечено большое количество организаций относящихся как непосредственно к ракетно-космической промышленности, так же многие другие предприятия научные организации, работающими в кооперации с первыми. В России (Рис.1.2) их деятельность координируется на правительственном уровне Федеральным космическим агенством (ФКА).

Федеральное космическое агенство является генеральным заказчиком по созданию космических систем, комплексов и средств научного и народнохозяйственного назначения по системам, комплексам и средствам двойного применения (совместно с Министерством обороны), в том числе по объектам космической инфраструктуры.

В каждом государстве, вовлеченном в той или иной мере в космическую деятельность, существует подобная организация на правительственном уровне: NASA в Соединенных Штатах, NASDA в Японии, CNES во Франции и т.д.

В Российской Федерации космические исследования и использование космического пространства, в том числе Луны и других небесных тел, являются важнейшими приоритетами государственных интересов, что зафиксировано в законе «О КОСМИЧЕСКОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ» . В соответствии с этим законом под космической деятельностью понимается любая деятельность, связанная с непосредственным проведением работ по исследованию и использованию космического пространства, включая Луну и другие небесные тела.

На современном этапе стратегической целью космической деятельности Российской Федерации является сохранение накопленного космического потенциала и его активное и эффективное использование для решения наиболее актуальных экономических и научных задач.

Основными целями космической деятельности являются:

- наиболее эффективное использование и дальнейшее развитие космического потенциала Российской Федерации в интересах решения социально-экономических задач, научных и глобальных проблем человечества;

- укрепление работоспособности страны;

- развитие фундаментальных наук;

- внедрение наукоемких технологий в различные сферы науки, техники и экономики страны;

- поддержание Россией статуса космической державы, активное участие и всемерное содействие развитию международного сотрудничества, в том числе на коммерческой основе.

Сформулированные выше цели не являются постоянными во времени, периодически в зависимости от обстоятельств как внутригосударственного, так и международного характера они могут уточняться и пересматриваться.

Все возрастающее число задач, решаемых с помощью космических аппаратов, разнообразие и усложнение функций космонавтики и различных сферах деятельности человека требуют их упорядочения, одним из вариантов которого является их структуризация по отношению к вышеупомянутым целям.

Космическая деятельность включает в себя создание (в том числе разработку, изготовление и испытания), использование (эксплуатацию) космической техники, космических материалов и космических технологий и оказание иных связанных с космической деятельностью услуг, а также международное. сотрудничество Российской Федерации в области исследования и использования, космического пространства и осуществляется в рамках соответствующих космических программ, объединенных в единое целой Федеральной космической программой.

Понятие «программа» весьма широкое и очень часто употребляемое. В самых разнообразных смыслах. Ниже под программой будет пониматься общий план взаимосвязанной совокупности действий, проистекающих во времени, направленных на реализацию определенной научной или технической задачи (задач) и характеризуемых последовательностью: проектирование, разработка и эксплуатация соответствующих систем.

Применительно к деятельности, связанной с использованием средств ракетно-космической техники, следует использовать понятие космическая программа, понимая в широком смысле ее объект, как фрагмент человеческой деятельности, направленный на достижение некоторой заранее определенной цели с использованием средств ракетно-космической техники, являющийся составной частью деятельности государства.

В качестве материальной основы, космической программы, следует понимать конкретный объект ракетно-космической техники, например, космическая (или ракетно-космическая) система.

Под космической системой (Рис.1.3) понимается совокупность нескольких (одного) космических комплексов и специальных комплексов, предназначенных для решения различных задач в космическом пространстве и из него.

Компоненты космической системы представляют собой технические устройства и системы различной физико-технической природы (КА, наземные станции слежения, сооружения и оборудование стартового комплекса, ракеты-носители и др.), объединенные информационными и функциональными связями в целостную совокупность – космическую систему. Компоненты функционируют согласованно, обеспечивая решение задач, для которых предназначена космическая система.

В качестве примера, иллюстрирующего вышеприведенное определение, можно привести следующие системы:

- Спутниковая система связи “Молния”,

- Космическая навигационная система ГЛОНАСС,

- Космическая навигационная система GPS ( Navstar).

В рамках конкретной космической программы может быть задействована одна или (чаще всего) несколько космических систем.

Обычно однотипные космические системы представляют собой совокупность соответствующего космического комплекса и специального космического комплекса (Рис.1.3). Следует отметить, что понятие комплекс – является одним из ключевых в общей системе понятий ракетно-космической техники.

Комплекс – совокупность составных частей, систем, агрегатов, приборов, обеспечивающих функционирование и выполнение задач в соответствии с ТТЗ на комплекс. Нормативные документы определяют содержание вышеупомянутых и подчиненных им понятий. В частности:

Космический комплекс – это совокупность взаимосвязанных орбитальных и наземных технических средств, предназначенная для самостоятельного решения задач в космическом пространстве и из него или для обеспечения решения таких задач в составе космической системы. Космический комплекс может включать в свой состав космические аппараты, средства подготовки, выведения на орбиту, управления космическими аппаратами и их посадки, сооружения и обеспечивающие средства.

Специальный космический комплекс – это совокупность взаимосвязанных технических средств или аппаратуры приема и передачи информации с информационным и математическим обеспечением, сооружений, предназначенная для приема специальной информации космических аппаратов или аппарата, ее регистрации, обработки, хранения и представления потребителям.

Специальные комплексы космических систем в зависимости от их назначения могут быть различных типов и принадлежности: наземный специальный комплекс космической системы связи, корабельный специальный комплекс космической системы навигации и др.

Технические средства, входящие в состав космического комплекса, распределяются в рамках следующих компонент: ракетный космический комплекс и наземный автоматизированный комплекс управления космическими аппаратами.

Ракетный космический комплекс (РКК) это совокупность космического ракетного комплекса (КРК) и комплекса космического аппарата, запуск которого обеспечивается с помощью данного КРК.

Наземный автоматизированный комплекс управления космическими аппаратами это совокупность технических средств и сооружений центров и пунктов управления, командно-измерительных и командных пунктов, информационного и математического обеспечения, предназначенная для формирования наземных комплексов управления космическими аппаратами, обеспечения автоматизации процессов управления их функционированием.

Под космическим ракетным комплексом принято понимать совокупность ракеты-носителя конкретного типа (базовой) с ее возможными модификациями, технических средств, сооружений с техническими системами и коммуникациями, предназначенных для проведения заданной технологии работ с ракетами-носителями и (или) ракетами космического назначения, собранными на основе данной базовой ракеты-носителя, средств по их подготовке к пуску, содержанию в установленных готовностях, пуску и управлению на активном участке траектории полета.

Комплекс космического аппарата – это совокупность космического аппарата, сборочно-защитного блока с комплектами их технологического оборудования, сооружениями с техническими системами технической и стартовой позиции, предназначенными для транспортирования, испытаний и поддержания в готовности космического аппарата, сборочно-защитного блока, их технического обслуживания и подготовки к запуску.

Вся деятельность любой отрасли, в том числе ракетно-космической, осуществляется в рамках соответствующих федеральных (национальных) программ (образовательной, оборонной, энергетической, социальной и.т.д.), в том числе космической.

Формирование Федеральной космической программы осуществляется на основе следующих принципов:

- гарантированное соблюдение государственных интересов России при осуществлении космической деятельности;

- государственное управление космической деятельностью, включая координацию деятельности российских организаций на мировом и внутреннем рынках космической техники и услуг;

- обеспечение выполнения международных обязательств России в части космической деятельности и, прежде всего, в области пилотируемых полетов и фундаментальных космических исследований;

- учет первостепенных потребностей в космических средствах и услугах внутри страны и на мировом рынке, возможностей конструкторской и производственной баз, ожидаемых уровней финансирования и инвестиций, отбор наиболее приоритетных проектов по результатам конкурсов;

- создание космических систем и комплексов двойного назначения, расширение практики использования космических систем и комплексов гражданского назначения в военных целях и космических систем (комплексов) военного назначения в гражданских целях;

- строгое соответствие разрабатываемых в Программе технологий перечню Приоритетных направлений развития науки и техники и критических технологий федерального уровня (утверждаемого на правительственном уровне);

- активное использование в российских космических системах и комплексах достижений отечественной и зарубежной науки и техники, передовых технологий и технических решений, сокращение сроков и затрат на их создание;

- концентрация материальных и финансовых ресурсов на создание и применение наиболее совершенных систем и комплексов, имеющих приоритет на внутреннем рынке и конкурентоспособность на мировом рынке космической техники и услуг;

- последовательное снижение отрицательного влияния космической деятельности на среду обитания.

Федеральная космическая программа включает в себя программы долгосрочных работ, ежегодные программы-планы реализации космических проектов, планы запусков космических аппаратов.

Содержание Программы соответствует утвержденным на правительственном уровне приоритетным направлениям работ и задач, решаемых с использованием космических средств, которыми в настоящее время являются:

- мониторинг природной среды, контроль за чрезвычайными ситуациями и экологическими бедствиями и обеспечение работ по ликвидации их последствий;

- глобальное и высокоточное координатно-временное обеспечение в любой точке Земли в любой момент времени;

- обеспечение глобальной связи и телевещания на всей территории Российской Федерации;

- исследование природных ресурсов;

- развитие орбитальных пилотируемых полетов, отработка технологий производства в космосе новых материалов и высокочистых веществ;

- проведение фундаментальных научных исследований в области астрофизики, планетологии, физики Солнца и солнечно-земных связей;

- реализация международных соглашений по созданию и эксплуатации международной космической станции и исследованию планет;

- создание научно технического задела для перспективной космической техники.

Все текущие задачи представлены в соответствующих тематических разделах Федеральной космической программы, например:

- Фундаментальные исследования Солнечной системы

- Космическая связь

- Космическая навигация и геодезия

- Космические технологии

- Экологический контроль и исследование природных ресурсов Земли

- Транспортная космическая система

- и др.

В рамках федеральной космической программы предусматривается также участие в международных космических программах (например, международная космическая станция). Кроме того, многие предприятия отрасли участвуют в различных коммерческих космических программах, как национальных, так и международных.

Порядок формирования и прохождения программы в государственных структурах укрупнено выглядит следующим образом.

Предложения в федеральную космическую программу поступают от научно-исследовательских учреждений Российской академии науки от заказывающих ракетно-космическую технику министерств и ведомств. Все предложения обрабатываются в ФКА с привлечением на постоянной основе в качестве экспертов головных отраслевых научно-исследовательских институтов.

Проект федеральной космической программы России вместе с предложениями о ее финансировании генеральный директор ФКА представляет в Правительство Российской Федерации. Правительство РФ в процессе рассмотрения этого проекта проводит взаимоувязку его положений со всеми министерствами и ведомствами – участниками космической деятельности, корректирует, при необходимости м представляет проект Президенту Российской Федерации.

Президент РФ после рассмотрения проекта федеральной космической программы вносит его совместно с предложениями о бюджете в Государственную Думу, которая после проработки данного проекта в соответствующих комиссиях рассматривает и утверждает программу, в результате чего она обретает силу закона и подписывается Президентом.

После утверждения Федеральной космической программы в соответствии с годовыми планами ФКА размещает на предприятиях государственный заказ на разработку, создание и применение ракетно-космической техники, а также на проведение в рамках федеральной космической программы работ по исследованию и использованию космоса в народнохозяйственных и научных целях.

Проектирование космических комплексов осуществляется головным предприятием – разработчиком космических комплексов по договору с заказывающей его организацией согласно выданному ею техническому заданию, а входящих в состав космических комплексов изделий – головным предприятием–разработчиком и предприятиями разработчиками изделий также по соответствующим техническим заданиям.

Производство и поставка космических комплексов – функции головного предприятия – изготовителя в соответствии с техническими условиями и договором с заказчиком (потребителем), а изделий космических комплексов – предприятий–изготовителей согласно технических условий и договорами с предприятием–изготовителем изделия более крупной структуры.

Эксплуатируется космический комплекс головным предприятием разработчиком по договорам с потребителями или эксплуатирующей организацией по договору с головным предприятие – разработчиком.

В структуре Федерального космического агенства имеется несколько головных научно-исследовательских институтов также участвующих в процессе создания образцов ракетно-космической техники, осуществляя научно-техническое «сопровождение», т.е. поэтапную экспертизу документации: технического задания, программ обеспечения качества, надежности, безопасности космических комплексов, комплексных программ их экспериментальной отработки, программ летных испытаний, а также результатов этих испытаний с выдачей рекомендаций о применении космических комплексов.

Общее техническое руководство работами, их координация в процессе создания, изготовления и эксплуатации космических комплексов и входящих в них изделий – прерогатива головного предприятия - разработчика

Источниками финансирования Федеральной космической программы являются:

- федеральный бюджет;

- внебюджетные источники финансирования, в том числе за счет использования космических каналов связи, коммерческих запусков космических аппаратов, космической навигации и космического картографирования;

- внебюджетные поступления от реализации невостребованных основных фондов предприятий и организаций ракетно-космической промышленности;

- реализация на международном рынке технологий и элементов ракетно-космической техники;

- частичная реализация на конкурсной основе орбитально-частотного ресурса.

Литература

1. Авдуевский В.С., Успенский Г.Р. Народно-хозяйственные и научные космические комплексы. М.: Машиностроение, 1985. 416 с.

2. Новые наукоемкие технологии в технике: Энциклопедия Т.21. /Под общ. Ред. К.С.Касаева – М.: ЗАО НИИ «ЭНЦИТЕХ»,2002. 554 с.

3. Лебедев А.А., Нестеренко О.П. Космические системы наблюдения: синтез и моделирование. М.: Машиностроение, 1991. 224 с.

4. ЗАКОН РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ О КОСМИЧЕСКОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ

Дата добавления: 2014-05-17; просмотров: 393; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!