9. Методологія вибору проектних параметрів маршових двигунів на твердому паливі. Математичне та програмне забезпечення

Анотація: Розглянуто методологію проектного розроблення маршових двигунів на твердому паливі на етапах робіт, що передують випуску конструкторської документації, виготовленню та випробуванням маршових двигунів. Ці етапи є найважливішими під час створення маршових двигунів, на них визначають конструктивні особливості та проектні параметри двигуна. У статті подано перелік і методологія вибору цих параметрів, величини яких повинні забезпечувати максимальну ефективність ракетного комплексу, тобто мати оптимальні значення. Метою оптимізації є знаходження екстремального значення цільової функції (критерію) від шуканих (тих, що оптимізуються) параметрів. Розглянуто різні види критеріїв, у тому числі найбільш застосовувані в практичній діяльності. Показано, що під час оптимізації проектних параметрів окрім основного в тій чи іншій мірі ураховуються й інші параметри. Великий обсяг розрахункових робіт під час вибору основних характеристик та оптимальних проектних параметрів викликає гостру технічну необхідність розроблення методик, що дозволяють в обмежений строк, без залучення широкого кола вузьких спеціалістів і з достатньою точністю визначити характеристики маршових двигунів та поставити їх на автоматизований розрахунок. На ДП «КБ «Південне» такі методики були створені у період з 2005 по 2019 рр. для різного класу маршових двигунів. У статті подано стислий опис цих методик із зазначенням діапазону параметрів, у якому вони були апробовані. Пошук оптимальної сукупності великої кількості проектних параметрів маршових двигунів і ракети, що визначена обраним критерієм ефективності, може бути здійснено за допомогою, наприклад, генетичного алгоритму, реалізованого в комп’ютерному додатку Optimization toolbox з пакета MATLAB. Для розв’язання цієї задачі крім програми з розрахунку маршового двигуна й алгоритму оптимізації необхідна програма автоматизованого розрахунку характеристик ракети, сполучна з програмою автоматизованого зовнішньобалістичного розрахунку критерію ефективності ракетної системи (наприклад, дальність стрільби). Ці програми повинні бути об’єднані в одну, якою повинен користуватися один спеціаліст. Ураховуючи великий обсяг робіт і відсутність на цей час об’єднаної програми, у статті дано рекомендації щодо зменшення кількості розрахунків, а також щодо діапазонів варіювання під час пошуку їхнього оптимального значення. Окрім загальноприйнятих критеріїв ефективності маршових двигунів (розділ 3) розглянуто та проаналізовано й інші критерії ефективності, запропоновані авторами. Показано, що критерії ефективності маршових двигунів повинні бути тісно пов’язані з параметрами ракети, у якій їх застосовують.