Ракетно-Космічна техніка (далі РКТ) включає в себе такі види виробів, як:
- ракети
- супутники
- головні частини
- спусковий апарат
Ракета - літальний апарат, що рухається в просторі за рахунок дії реактивної тяги, що виникає при відкинути ракетою частини власної маси (робочого тіла). Політ ракети не вимагає обов'язкової наявності навколишнього повітряного або газового середовища і можливий не тільки в атмосфері, а й у вакуумі. Словом ракета позначають широкий спектр літаючих пристроїв від святкової петарди до космічної ракети-носія.
У військовій термінології слово ракета позначає клас, як правило, безпілотних літальних апаратів, що застосовуються для ураження віддалених цілей і використовують для польоту принцип реактивного руху. У зв'язку з різноманітним застосуванням ракет в збройних силах, різними родами військ, утворився широкий клас різних типів ракетної зброї.
По паливу ракети діляться на:
- Твердопаливні (Ракета морського базування "Булава")
- Рідинні (УР-100Н УТТХ і Р-36М (М2))
Так само розрізняють Цивільні і Військові Ракети.
За габаритами розрізняють:
- Легкі (до 50 тонн)
- Середні (від 200 тонн)
- Важкі (більше 500 тонн)
- Надважкі (від 1000 тонн)
Військова справа
Ракети використовуються як спосіб доставки засобів ураження до мети. Невеликі розміри і висока швидкість переміщення ракет забезпечує їм малу вразливість. Так як для управління бойової ракетою не потрібен пілот, вона може нести заряди великої руйнівної сили, в тому числі ядерні. Сучасні системи самонаведення і навігації дають ракетам більшу точність і маневреність.
Існує безліч видів бойових ракет відрізняються дальністю польоту, а також місцем старту і місцем ураження цілі ( «земля» - «повітря»). Для боротьби з бойовими ракетами використовуються системи протиракетної оборони.
Існують також сигнальні і освітлювальні ракети.
Наукові дослідження
Літаки і повітряні кулі, що запускаються для вивчення атмосфери Землі мають висотний стеля 30-40 кілометрів. Ракети такого стелі не мають і використовуються для зондування верхніх шарів атмосфери, головним чином мезосфери і іоносфери.
Існує поділ ракет на легкі метеорологічні, здатні підняти один комплекс приладів на висоту близько 100 кілометрів і важкі геофізичні, які можуть нести кілька комплексів приладів і чия висота польоту практично не обмежена.
Зазвичай наукові ракети оснащують приладами для вимірювання атмосф ерного тиску, магнітного поля, космічного випромінювання і складу повітря, а також обладнанням для передачі результатів вимірювання по радіо на землю. Існують моделі ракет, де прилади з отриманими в ході підйому даними опускаються на землю за допомогою парашутів.
космонавтика
Висока швидкість витікання продуктів згоряння палива (часто велика, ніж М10), дозволяє використовувати ракети в областях, де потрібні надвеликі швидкості руху, наприклад, для виведення космічних апаратів на орбіту Землі (див. Перша космічна швидкість). Максимальна швидкість, яка може бути досягнута за допомогою ракети, розраховується по | формулою Ціолковського, яка описує приріст швидкості, як твір швидкості витікання на натуральний логарифм відносини початковій і кінцевій маси апарату.
Ракета поки є єдиним транспортним засобом, здатним вивести космічний апарат у космос. Альтернативні способи піднімати космічні апарати на орбіту, такі як «космічний ліфт», електромагнітні і звичайні гармати, поки що знаходяться на стадії проектування.
У космосі найбільш яскраво проявляється основна особливість ракети - відсутність потреби в навколишньому середовищі або зовнішніх силах для свого переміщення. Ця особливість, однак, вимагає того, щоб всі компоненти, необхідні для створення реактивної сили, знаходилися на борту самої ракети. Так для ракет, які використовують в якості палива такі щільні компоненти, як рідкий кисень і гас, відношення ваги палива до ваги конструкції сягає 20/1. Для ракет, які працюють на кисні і водні, це співвідношення менше - близько 10/1. Масові характеристики ракети дуже сильно залежать від типу використовуваного ракетного двигуна і закладаються меж надійності конструкції.
Швидкість, необхідна для виведення на орбіту космічних апаратів, часто недосяжна навіть за допомогою ракети. Паразитний вага палива, конструкції, двигунів і системи управління настільки великий, що не дає розігнати ракету до потрібної швидкості за прийнятний час. Завдання вирішується за рахунок використання складових багатоступеневих рак ет, що дозволяють відкинути зайву вагу в процесі польоту.
За рахунок зменшення загальної ваги конструкції і вигоряння палива прискорення складовою ракети з плином часу збільшується. Воно може трохи знижуватися лише в момент скидання відпрацьованих ступенів і початку роботи двигунів наступного ступеня. Подібні багатоступінчасті ракети, призначені для запуску космічних апаратів, називають ракети-носії [7].
Використовувані для потреб космонавтики ракети називаються ракетами-носіями, так як вони несуть на собі корисне навантаження. Найчастіше в якості ракет-носіїв використовуються багатоступінчасті балістичні ракети. Старт ракети-носія відбувається з Землі, або, в разі довгого польоту, з орбіти штучного супутника Землі.
В даний час космічними агентствами різних країн використовуються ракети-носії Атлас V, Аріан 5, Протон, Дельта-4, Союз-2 і багато інших.
Супутник - небесне тіло, що обертається по певній траєкторії (орбіті) навколо іншого об'єкта (наприклад планети) в космічному просторі, під дією гравітації. Розрізняють штучні і природні супутники.
Для руху по орбіті навколо Землі апарат повинен мати початкову швидкість, що дорівнює або трохи більшу першої космічної швидкості. Польоти ШСЗ виконуються на висотах до декількох сотень тисяч кілометрів. Нижню межу висоти польоту ШСЗ обумовлює необхідність уникнення процесу швидкого гальмування в атмосфері. Період обертання супутника по орбіті в залежності від середньої висоти польоту може становити від півтори години до декількох років. Особливе значення мають супутники на геостаціонарній орбіті, період обертання яких строго дорівнює добі і тому для наземного спостерігача вони нерухомо «висять» на небосхилі, що дозволяє позбутися від поворотних пристроїв в антенах.
Штучні супутники Землі широко використовуються для наукових досліджень і прикладних задач (військові супутники, дослідницькі супутники, метеорологічні супутники, навігаційні супутники, супутники зв'язку), а також в освіті (в Росії запущений ШСЗ, створений викладачами, аспірантами та студентами МДУ, планується запуск супутника МГТУ ім. Баумана) і хобі -радіолюбітельскіе спутн ики.
ШСЗ запускаються більш ніж 40 різними країнами (а також окремими компаніями) за допомогою як власних ракет носіїв (РН), так і наданих в якості пускових послуг іншими країнами та міждержавними і приватними організаціями.
За масою діляться на:
- Наноспутники (1 кг)
- мікросупутники
- легкі супутники
- Середні супутники
- важкі супутники
Розрізняють такі типи супутників:
- Астрономічні супутники - це супутники, призначені для дослідження планет, галактик і інших космічних об'єктів.
- Біосупутнику - це супутники, призначені для проведення наукових експериментів над живими організмами в умовах космосу.
- Дистанційного зондування Землі
- Космічні кораблі - пілотовані космічні апарати
- Космічні станції - довготривалі космічні кораблі
- Метеорологічні супутники - це супутники, призначені для передачі даних в цілях передбачення погоди, а також для спостереження клімату Землі
- Малі супутники - супутники малої ваги (менше 1 або 0.5 тонн) і розміру [5] [6]. Включають в себе мінісупутників (понад 100 кг), мікросупутники (більше 10 кг) і наносупутники (легше 10 кг)
- розвідувальні супутники
- навігаційні супутники
- супутники зв'язку
- експериментальні супутники
РКТ створюються в інститутах ІКБ, виготовляються на заводах і далі випробовуються на полігонах, після чого експлуатуються в космосі.
- Склад ракет і супутників
Розглядаючи в цілому, ракети і супутники складаються з корпусу (найчастіше металевого), двигуна (або декількох двигунів). системи управління, телеметричної апаратури і корисних навантажень (супутники, наприклад, можуть бути корисними навантаженнями на ракетах).
Створення РКТ починається з розробки технічного завдання (ТЗ)
Технічне завдання - вихідний документ на проектування РКТ. ТЗ встановлює основне призначення РКТ, її технічні характеристики, показники якості і техніко-економічні вимоги, припис щодо виконання необхідних стадій створення документації (конструкторської, технологічної, програмної і т. Д.) І її склад, а також спеціальні вимоги.
Технічне завдання (також - техзавдання, ТЗ) - технічний документ (специфікація), який обумовлює набір вимог до системи і затверджений як замовником / користувачем, так і виконавцем / виробником системи. Така специфікація може містити також системні вимоги і вимоги до тестування.
Технічне завдання дозволяє:
- виконавцю - зрозуміти суть завдання, показати замовнику «технічний вигляд» майбутнього виробу, програмного вироби або автоматизованої системи;
- замовнику - усвідомити, що саме йому потрібно;
- обом сторонам - представити готовий продукт;
- виконавцю - спланувати виконання проекту і працювати за наміченим планом;
- замовнику - вимагати від виконавця відповідності продукту всім умовам, обумовлених в ТЗ;
- виконавцю - відмовитися від виконання робіт, не зазначених у ТЗ;
- замовнику і виконавцю - виконати попунктно перевірку готового продукту (приймальних тестування - проведення випробувань);
- уникнути помилок, пов'язаних зі зміною вимог (на всіх стадіях і етапах створення, за винятком випробувань).
Залежно від очікувань замовника існує три альтернативи для вибору шаблону Технічного завдання. Якщо замовник вимагає оформлення документації відповідно до державного стандарту, вибір робиться в сторону стандарту ГОСТ 34.602-89. Підготовка Технічного завдання по ГОСТ 34.602-89 вимагає значних тимчасових витрат.
Якщо поставлені стислі терміни підготовки ТЗ і замовник не вимагає оформлення документації відповідно до державного стандарту, то можна використовувати шаблон технічного завдання по стандарту IEEE Std 830. Стандарт IEEE Std 830 передбачає, що детальні вимоги можуть бути великими і не існує оптимальної структури для всіх систем . З цієї причини, стандартом рекомендується забезпечувати таке структурування детальних вимог, яке робить їх оптимальними для розуміння. Стандартом рекомендуються різні способи структурування детальних вимог для різних класів систем.
Існує і третя альтернатива для вибору шаблону Технічного завдання, коли замовник пропонує використовувати прийнятий в компанії Корпоративний шаблон для опису вимог до інформаційних систем.
Другим етапом йде проектування вироби та розробки конструкторської документації.