7.2 Этапы создания ракет и рдтт и задачи, решаемые при проектировании

Разработка новой ракеты и РДТТ к ней является важной составной частью программы работ по созданию ракетного комплекса, осуществляемому по единому плану. Основные этапы разработки ракеты и РДТТ к ней по сложившейся практике работ вместе с перечнем выполняемых работ на каждом этапе приведены в таблице 7.1 [17].

Таблица 7.1  Основные этапы разработки ракет и РДТТ

Этап разработки	Цель этапа разработки	Перечень основных работ
1	2	3
1 Тактико-техническое задание (ТТЗ)	Разработка проекта ТТЗ	1.1 Анализ потребностей создания новой или модернизированной ракеты 1.2 Определение основных тактико-технических характеристик ракеты и РДТТ, условий их эксплуатации
2 Технические предложения	Обоснование научных, технико-экономических и организационных возможностей создания ракеты и РДТТ, удовлетво-ряющих требованиям проекта ТТЗ заказчика	2.1 Проработка возможных вариантов ракет и РДТТ с определением предваритель-ных основных тактико-технических характеристик 2.2 Анализ полноты выполнения требований проекта ТТЗ заказчика 2.3 Определение перечня и объёма расчётно-теоретичес-ких и экспериментальных работ, выполняемых при эскизном проектировании 2.4 Разработка предварительного графика создания ракеты и предложений по кооперации работ

Продолжение таблицы 7.1

1	2	3
3 Эскизный проект	Теоретическое и экспериментальное обоснование принятых технических решений, основных тактико-технических и экономических характеристик ракеты и РДТТ	3.1 Выдача ТЗ на разработку элементов ракеты 3.2 Проведение теоретичес-ких расчётов и эксперимен-тальных работ, подтверждаю-щих правильность принятых принципиальных и конструктивных решений 3.3 Уточнение объёма наземной отработки ракеты и РДТТ, определение порядка проведения летных испытаний 3.4 Определение перечня эксплуатационной докумен-тации, методик оценки летно-технических характеристик при проведении летных испы-таний, отчетов по результатам наземной отработки ракеты и её элементов
4 Разработка рабочей документации на опытные образцы	Обеспечение изготовления и испытаний опытных образцов	4.1 Разработка конструкторс-кой документации в объёме, достаточном для изготовле-ния и испытаний опытных образцов ракеты и РДТТ 4.2 Разработка эксплуатаци-онной документации
5 Изготовле-ние опытных ракет и РДТТ, автономные и комплексные испытания	Проверка функционирования элементов ракеты в условиях, близких к реальным	5.1 Проведение наземных испытаний и составление отчетов 5.2 Корректировка конструкторской документации

Продолжение таблицы 7.1

1	2	3
6 Летные испытания, подготовка документации на ракеты серийного производства	6.1 Проверка функционирования ракеты в полёте 6.2 Подтверждение характеристик ра-кеты, заданных в ТТЗ 6.3 Отработка эксплуатационной документации	6.1 Проведение пусков ракет 6.2 Обработка результатов летных испытаний 6.3 Корректировка конструк-торской и эксплуатационной документации
7 Серийное производство	Изготовление РДТТ и ракет для поставки заказчику

В инженерной практике собственно проектированием принято называть этапы тактико-технического задания, технических предложений и эскизного проекта. Кроме того, при проектировании выделяют стадию предварительного проектирования, к которой относят технические задания и технические предложения. Как правило, стадии предварительного проектирования предшествуют научно-исследовательские и поисковые работы, проводимые в целях определения основных направлений проектирования. Стадия предварительного проектирования названа так потому, что при её выполнении многие из исследуемых вариантов технических решений могут приниматься предварительно с уточнением в процессе эскизного проектирования, когда область поиска существенно сужается. Основные задачи, решаемые при проектировании ракет и РДТТ на различных этапах разработки, приведены в таблице 7.2 [17].

Таблица 7.2  Задачи, решаемые при проектировании ракет и РДТТ

Этап	Решаемые задачи
1	2
1 Тактико-техни-ческое задание	Оперативно-тактическое обоснование ракетного комплекса с РДТТ и определение его места в системе вооружений
2 Технические предложения	2.1 Выбор и обоснование конструктивной и принципиальной схем ракеты и РДТТ 2.2 Анализ возможностей разработки ракеты с характеристиками, превышающими заданные ТТЗ

Продолжение таблицы 7.2

1	2
	2.3 Сравнительный анализ технического уровня разрабатываемой ракеты и РДТТ с достижениями ракетостроения
3 Эскизный проект	3.1 Оптимизация характеристик РДТТ, условий функционирования их отдельных элементов 3.2 Оптимизация объёма наземной экспериментальной отработки ракеты и ее элементов (в том числе РДТТ) 3.3 Определение порядка проведения летных испытаний

Рассматривая процесс разработки РДТТ и ракеты, нужно отметить органическую взаимосвязь и взаимовлияние всех его этапов. Так, степень рациональности и обоснованности принятых при проектировании решений в значительной степени определяет успех отработки ракеты, изменение объёма наземных испытаний может привести к сокращению этапа летных испытаний и т. д. Для того чтобы понять, какое место в общем процессе создания ракеты занимает каждый его этап, можно воспользоваться данными таблицы 7.3, в которой представлено ориентировочное распределение времени и средств по этапам разработки [17].

Таблица 7.3  Распределение времени и средств по этапам разработки

Этап разработки	Доля затрат, %
	по времени	по средствам
1 Научно-исследовательские работы 2 ТТЗ и технические предложения	2530	До 2
3 Эскизный проект	2520	1520
4 Разработка рабочей документации, изготовление опытных ракет, наземные испытания	2025	6560
5 Летные испытания, подготовка документации к серийному производству	3025	20

Из таблицы 7.3 видно, что этап проектирования и этапы, связанные с разработкой рабочей документации и проведением испытаний, имеют практически одинаковую продолжительность. При обычно заданных сроках разработки этот факт лишний раз подчеркивает важность стадии проектирования. Допущенные при проектировании ошибки трудно устранить на последующих этапах, и они могут привести к большим непроизводительным потерям времени и средств. Именно поэтому все более широкое применение находят формы проектирования, предполагающие определенный комплекс мероприятий по совершенствованию планирования, организации и внедрению прогрессивных методов выполнения работ на всех этапах разработки.

Основой внедрения этих форм проектирования является [17]:

• чёткая формулировка целей и задач проектирования ракеты с учетом её места в общей системе вооружения и перспектив дальнейшего совершенствования;

• широкое рассмотрение и анализ эффективности применения новых достижений науки и техники в целях повышения технического уровня разрабатываемой ракеты и РДТТ, а также целесообразности применения отработанных ранее типовых решений и унифицированных узлов и агрегатов;

• совершенствование методов проектных расчётов и конструкторских разработок в направлении более глубокого и комплексного анализа и учета условий работы отдельных элементов и ракеты в целом;

• широкая автоматизация всего процесса проектирования;

• чёткое планирование работ на всех этапах разработки и организация их выполнения в строго определенной последовательности и в установленные сроки, а также повышение эффективности всего процесса управления разработкой.

Считается, что существует некоторый количественный минимум новых идей, которые должны быть реализованы в будущей разрабатываемой ракете [2]. Невыполнение требований по минимуму идей может привести к выпуску ракеты, морально устаревающей к моменту завершения её разработки и отработки. Приведём, например, принципиально важные элементы новизны, реализованные в РДТТ межконтинентальной баллистической ракеты МХ (принята на вооружение в 1985 году, аналог отечественной ракеты РТ-23 УТТХ шахтного базирования [28]), разработанной в США, по сравнению с РДТТ ранее созданных ракет класса «Минитмен» (ракета «Минитмен-II» принята на вооружение в 1965 году, а «Минитмен-III»  в 1969 году) [2]:

• удельный пустотный импульс тяги твёрдого ракетного топлива возрос с 2800 до 3200 м/с;

• суммарный импульс тяги двигательной установки первой ступени возрос с 5∙10⁷ до 15∙10⁷ Н∙с;

• диаметр корпуса ракеты возрос с 1,67 до 2,34 м;

• корпус РДТТ выполнен из органопластика вместо стеклопластика;

• сопловой блок впервые разработан телескопическим, раскрывающимся в момент начала работы двигателя;

• рабочее давление в камере сгорания увеличено до 10 МПа, что позволило увеличить степень расширения сопла, а, следовательно, увеличить и удельный импульс тяги РДТТ.