Методы отработки планера на кинетнагрев

Основные этапы и методы полигонной отработки ЗУР

Лекция № 22 Основные виды и этапы испытаний при проектировании УР

Испытания главного конструктора.

Предварительные испытания.

Государственные испытания.

Квалификационные испытания

Периодические испытания

Приемо-сдаточные испытания

Типовые испытания

Ужесточенные испытания

Последовательность и особенности испытаний.

Оборудование при проведении испытаний

Оборудование при проведении испытаний на конкретных примерах по экскурсии в отделах 32 и 33.

Последовательность отработки ЗУР

Экспериментально-полигонная отработка ЗУР бикалиберной схемы с отделяемым СД строится на последовательном усложнении состава испытуемых ракет и испытаний, начиная с баллистических пусков и кончая комплексными испытаниями ЗУР по движущимся и маневрирующим мишеням.

Такая технология обеспечивает получение результатов за счет упрощения анализа при последовательной отработке элементов, изменении состава имитаторов ЗУР и решаемые задачи приведены в таблице 7.

Ниже подробно описаны методы полигонной отработки ЗУР, обладающие определенной новизной по сравнению с традиционными:

- отработка элементов конструкции планера на кинетнагрев со спасением планера для последующего анализа его состояния;

- боевая отработка ЗУР, основанная на применении ракет-мишеней, построенных на базе отрабатываемых бикалиберных ЗУР.

Наиболее сложным и ответственным этапом является этап боевой отработки ЗУР, в котором задействуются все элементы ЗУР, предварительно отработанные на предыдущих этапах, и обеспечивающие системы комплекса – от системы обнаружения, сопровождения, до мишенной обстановки.

Спецификой гиперзвуковых ракет рассматриваемого класса является необходимость работы в нижних наиболее плотных слоях атмосферы, в которых проходит большая часть или весь полет.

При этом элементы конструкции планера должны выдерживать большие тепловые нагрузки от кинетнагрева.

Подбор материалов и геометрических форм такого планера является сложной задачей, требующей экспериментального подтверждения стойкости в процессе отработки.

С ростом скоростей полета вопросы отработки конструкции ракет на кинетнагрев усложняются в связи с трудностями создания адекватных режимов обдува в аэродинамических трубах (АД) с воспроизведением всего набора воздействий высокоскоростного потока воздуха со скоростью V_¥ и реальной плотностью r_В.

Сложность картины обтекания реального планера с учетом интерференции его элементов и настроек, особенно на стартовом участке при наличии мощной истекающей струи СД, и невозможность моделирования потока в АД, приводит к неуверенности в полученных результатах продувок, что диктует необходимость поиска методов воздействия реального потока на ракету в натурном полете в полигонных условиях.

Ниже описаны два метода отработки планера на кинетнагрев, основанные на натурных пусках в режиме боевой баллистики с последующим торможением и спасением материальной части для анализа результатов теплового воздействия.

I-ый метод основан на настильной стрельбе под небольшим углом q ₀ = 5 ¸ 10°, обеспечивающем баллистический полет в 3-х режимах: (рис.24):

1-й участок

участок торможения

участок спасения

Рис.24

1-ый участок - режим боевой баллистики - планер испытывает реальное воздействие потока;

2-ой участок - режим торможения с гиперзвуковых скоростей до дозвуковых за счет силовых тормозных щитков, выдвигаемых в поток;

3-ий участок - спасение на тормозном парашюте до приземления.

II метод основан на стрельбе вверх с углами q ₀ > 60°, обеспечивающем баллистический полет в 2-х режимах:

1-ый участок - режим боевой баллистики;

2-ой участок - режим высотного спасения со слежением РЛС «Кама» за траекторией.

Во втором методе отсутствует участок силового торможения и, соответственно, необходимость применения щитков, обеспечивающих это торможение.

В данном методе используется резкое снижение плотности после прохождения участка боевой баллистики и открытие парашюта при скоростных напорах при V» 700 м/с за счет низкой плотности атмосферы, эквивалентных по скоростному напору режиму V = 200 ¸ 250 м/с у земли.

При этом конструкция имитатора резко упрощается по сравнению с имитатором I метода, а вероятность нахождения при поиске повышается за счет возможности продолжительного непрерывного наблюдения за ракетой с помощью РЛС на фоне неба до точек падения.

Сравнение температурных характеристик при настильной стрельбе и стрельбе вверх (рис.27) показывает их малое отличие в связи с тем, что:

а) при стрельбе вверх начало полета проходит в плотных слоях атмосферы и параметры нагрева практически не отличаются;

б) уменьшение плотности воздуха с высотой приводит к меньшему баллистическому торможению (V_Q=80° > V_Q=30°), так что за счет более высокой скорости компенсируется различие теплового воздействия на планер и в некоторых случаях происходит даже больший нагрев, чем при настильной стрельбе.

Результаты воздействия кинетнагрева на элементы конструкции планера, полученные с помощью такой методики, для конструктора являются окончательными и не требующими дополнительного подтверждения в связи с полной имитацией условий боевой баллистики.