Лекция 21. Выбор рационального принципа структурного построения объектов

инфраструктуры.

структуру и состав систем наземного обслуживания являются:
габаритно-массовые характеристики ЛА;
спецификация

компонентов топлива;
время функционирования комплекса от первого пуска ЛА до последнего;
время накопления необходимого запаса ЛА (время от момента окончания заводской сборки первого ЛА до момента пуска первого ЛА);
количество запускаемых ЛА с помощью КСНО за время его функционирования и особенности техники пуска, существующие на данный момент времени.

аддитивную функцию, слагаемыми которой являются стоимости агрегатов, сооружения и системы

наземного обслуживания:


Здесь – полная стоимость создания КСНО; N – количество разнородных элементов КСНО; – стоимость i-го элемента; n – количество одинаковых элементов КСНО (например, заправочных агрегатов).
В зависимости от схемы структурного построения и особенностей его отдельных элементов общая стоимость систем наземного обеспечения будет различной даже при использовании одного и того же метода предстартовой подготовки ЛА.
Для горизонтального метода сборки ЛА на ТП возможны два основных варианта построения стартовой позиции, включающей несколько пусковых установок:
обслуживание каждой пусковой установки автономной системой заправки, стационарным или передвижным установщиком и передвижной башней обслуживания. При этом стоимость будет определяться как

– количество пусковых установок; – стоимость одной пусковой установки; – стоимость транспортно-пускового агрегата;
– стоимость башни обслуживания; – стоимость заправочного оборудования;
обслуживание всех пусковых установок общей системой заправки, одним или n2 передвижными установками и n3 передвижными башнями обслуживания. При этом стоимость определяется по формуле

Подобные стоимостные зависимости составляются для различных вариантов структурного построения КСНО с учетом особенностей его отдельных элементов.

стартовой массы ЛА), сравнительный анализ вариантов построения систем наземного обслуживания

может быть проведен графически.










Рисунок 21.1 – Зависимости стоимости создания КСНО от стартовой массы
Выбор рационального принципа структурного построения позволяет определить рациональные методы сборки ЛА различных классов и оптимальный состав основных элементов КСНО при проведении технологического процесса подготовки ЛА.
Для выбранного рационального принципа структурного построения КСНО необходимо определить дислокацию и составить генеральный план размещения основных систем наземного обеспечения.

На рисунке 21.1 представлены зависимости стоимости создания КСНО от стартовой массы для четырех основах методов подготовки ЛА: а – горизонтальная сборка ЛА в МИК на ТП с последующей транспортировкой и установкой на ПУ; б – вертикальная сборка ЛА в МИК на ТП и доставка на ПУ; в – сборка ЛА на стартовом устройстве минуя ТП; г – совмещенный метод сборки.

в три основные группы:

Требования, обусловленные задачами, которые возлагаются на обслуживаемый

ЛА. Удовлетворение требований осуществляется определением для каждого класса ЛА масштаба территории и прилегающих районов, а также азимута и широты дислокации КСНО.
Требования, характеризующие издержки создания и ввода в строй КСНО. К этим требованиям относятся удовлетворительные характеристики грунта, рельеф местности, уровень грунтовых вод и т. п., а также наличие строительных организаций, строительных материалов, воды, источников энергии, транспортных магистралей.
Эксплуатационные требования, к которым относятся метеорологические условия, определяемые перепадом годовых температур, розой ветров, количеством солнечных дней в году, количество гроз и т. п.; плотность населения в зоне размещения КСНО и зоне пусков ЛА; обеспеченность водой, энергией, наличием подъездных путей.

технологической принадлежностью, так и с учетом требований дислокации по защищенности.
При

построении КСНО используется принцип зонирования, в соответствии с которым имеются зоны размещения ПУ, хранения комплектов топлива, вспомогательных производств, а также административно-хозяйственных зданий и другие. При обосновании масштабов этих зон наибольшую значимость имеет опасность крупных аварий, связанных со взрывом.
Задача определения параметров живучести элементов КСНО в общем случае имеет две формулировки:
– определяется минимальное расстояние между элементами КСНО в зависимости от избыточного давления во фронте ударной волны, которую способны выдержать эти элементы.
– определение оптимального соотношения между избыточным давлением во фронте ударной волны и расстоянием между элементами при минимальных затратах и заданной эффективности КСНО.

21.2. Выбор рационального структурного построения объектов НКИ.

волны на расстоянии L от эпицентра взрыва можно пользоваться приближенной

формулой М.А. Садовского:


где – тротиловый эквивалент взрыва, кг; L – расстояние, м.
Из этой формулы можно получить величину безопасного расстояния, на котором должен находиться элемент КСНО от эпицентра:

где – допустимое избыточное давление, при котором данный элемент КСНО сохраняет работоспособность.
Таблица 21.1. Допустимое избыточное давление для некоторых элементов КСНО

снижения требований к прочности, а с другой стороны увеличение расстояния

между этими сооружениями увеличивает стоимость коммуникаций и дорог, то, очевидно, существует оптимальное соотношение между расстоянием L и допустимым избыточным давлением , при котором



где – суммарные затраты на строительство сооружений и дорог; – стоимость строительства сооружений;
– стоимость строительства дорог; – суммарная стоимость хранилища и коммуникаций; –
стоимость строительства хранилища и коммуникаций соответственно.
Определяется оптимальное расстояние между ПУ и хранилищем компонента топлива на основе анализа зависимости между стоимостью системы заправки и стоимостями строительства хранилища и заправочных коммуникаций. Чем ближе к ПУ расположено хранилище, тем большее избыточное давление оно должно выдерживать и тем оно дороже. При этом коммуникации будут короче, а стоимость их меньше, т.е. существует такое соотношение между расстоянием и избыточным давлением, при котором стоимость системы заправки минимальна. Аналитически это запишется так:

где К – коэффициент соотношения строительного объема к общему объему емкости (К=6,4 для цилиндрических емкостей); – объем хранилища; – удельная стоимость строительства хранилища; – коэффициент степени защищенности; – коэффициент пропорциональности; – удельная стоимость строительства коммуникаций, р/м3 .

компонента топлива определяется (в метрах) по формуле



где –

стартовая масса ЛА, кг; – функция, зависящая от компонента и определяемая эмпирическим путем.

Для некоторых компонентов значение F приведено в таблице 21.2:
Значения функции F для некоторых компонентов топлива

21.3. Определение безопасных расстояний между объектами НКИ.