Синтез облика перспективной ракеты-носителя сверхтяжёлого класса для полётов к Луне

О нашем проекте
Наш проект направлен на решение проблемы организации доставки людей и грузов до поверхности Луны в условиях ресурсных ограничений. Федеральная космическая программа России до 2025 года предусматривает запуск не менее пяти аппаратов для углублённых исследований Луны, а также создание необходимого задела для её полномасштабного исследования после 2025 года и осуществления к 2030 году высадки человека на Луну. Тем не менее, такая масштабная программа невозможна без создания ракеты способной выводить космические аппараты на траектории полета к Луне.

Цель проекта
Нашей целью было освоение современных технологий проектирования и проведения инженерных расчётов, позволяющих разработать аванпроект ракеты-носителя сверхтяжёлого класса для полетов к Луне.
Основные этапы и задачи проекта

Система исходных данных

Анализ исходных данных. Формирование технического задания. Формулирование задач и этапов.

Проектные роли, организация работы

Распределение ролей в проекте. Назначение менеджера. Распределение задач. Контроль исполнения.

Инженерные расчёты и проектирование

Проведение необходимых расчётов и создание 3D модели для разработки аванпроекта ракеты - носителя.

Пояснительная записка

Предоставление итогов работы экспертной комиссии в виде пояснительной записки.
Запуск модели

Демонстрационный запуск модели ракеты с телеметрическим оборудованием.
Итоговая конференция
Защита проекта на итоговой конференции смены "Большие Вызовы 2021" в
ОЦ Сириус.
Ход реализации проекта
Проект осуществлялся в несколько последовательных взаимосвязанных этапов в соответствии с заданным графиком.
Ознакомиться более подробно
Краткий отчет о ходе реализации проекта
  • 5 июля
    Начало работ над проектом. Создание конструкторских отделов. Организация работы.
  • 14 июля
    Завершены инженерные расчёты и конструкторская деятельность на этапе траектории Луна - Земля. Проработан проект двигательного отсека ТПК "Орёл".
  • 16 июля
    Завершены инженерные расчёты и конструкторская деятельность на этапе траектории Земля - Луна. Разработан проект орбитального разгонного блока.
  • 21 июля
    Завершены предварительные инженерные расчёты на этапе выведения изделия на опорную орбиту Земли. Разработано несколько концепций ракет - носителей. Ведётся разработка и проверка моделей составных элементов ракет - носителей.
  • 22 июля
    Завершена разработка аванпроекта сверхтяжёлой ракеты - носителя для миссий к Луне. Составлена пояснительная записка и определены основные проектные характеристики изделия.
  • 25 июля
    Собраны и запущены модели ракет. Собраны данные об ускорении, температуре, высоте и давлении с самописца на одной из моделей.
  • 27 июля
    Итоговая защита проекта. Подготовка к Фестивалю проектов.
  • 28 июля
    Проект представлен на Фестивале проектов. Закрытие смены в ОЦ Сириус.
Что в итоге?
Результаты работы над проектом
Результаты, которые были достигнуты
в ходе работы над проектом
  • 3D модель ракеты-носителя
    По мере разработки аванпроекта, создавалась 3D модель с помощью инженерной программы "Компас 3D". В итоге была создана полная сборка ракеты, а её макет распечатан на 3D принтере.
  • Лётная модель ракеты
    После разработки аванпроекта была собрана уменьшенная лётная модель с использованием технологий ракетного моделирования. Модель была запущена на модельных РДТТ.
  • Пояснительная записка
    По завершению работы над основным проектом была написана пояснительная записка, содержащая основные результаты работы.
Демонстрационная анимация
Ниже представлена анимация приблизительного полёта ракеты к Луне
Видео запусков моделей
Ниже представлена видеозапись пусков модельных ракет, проведённых 23 июля
Наша команда
Участники смены "Большие Вызовы 2021", принимавшие участие в реализации проекта
  • Галахова Екатерина
    Инженер - баллистик
  • Тимохин Даниил
    Инженер - баллистик
  • Гюнюч Атай Никита
    Инженер - прочнист
  • Ситник Сергей
    Инженер - прочнист
  • Мекшун Игорь
    Инженер - конструктор
  • Мухатдинов Ярослав
    Главный конструктор
  • Рыбка Александра
    Менеджер
Команда о смене в ОЦ Сириус
Преподаватели
Наставники, курировавшие проект
  • Савельев Сергей Константинович
    кандидат технических наук, доцент
    Доцент кафедры «Ракетостроение» ФГБОУ ВО БГТУ «ВОЕНМЕХ»
    им. Д.Ф. Устинова, г. Санкт-Петербург.
    Область научных интересов: инженерные расчёты, экспериментальные методы исследования высокоэнергетических потоков, внутренняя баллистика, аналитическое приборостроение.
  • Щеглов Дмитрий Константинович
    кандидат технических наук, доцент
    Начальник расчётно-исследовательского отделения АО «Конструкторское бюро специального машиностроения», заведующий базовой кафедрой
    «Средства ВКО и ПВО» ФГБОУ ВО БГТУ «ВОЕНМЕХ»
    им. Д.Ф. Устинова, г. Санкт-Петербург.
    Область научных интересов: инженерные расчёты, методы проектирования сложных технических систем, системный анализ, промышленная автоматизация, управление проектами.
  • Фёдоров Дмитрий Александрович
    кандидат технических наук
    Начальник лаборатории динамики и прочности АО «Конструкторское бюро специального машиностроения»,
    доцент базовой кафедры «Средства ВКО и ПВО» ФГБОУ ВО БГТУ «ВОЕНМЕХ» им. Д.Ф. Устинова, г. Санкт-Петербург.
    Область научных интересов: Математическое моделирование, механика деформируемого твёрдого тела, динамика нелинейных процессов, строительная механика.
  • Шлядинский Александр Геннадиевич
    ракетомоделист
    Руководитель клуба ракетомоделистов ФГБОУ ВО БГТУ «ВОЕНМЕХ» им. Д.Ф. Устинова, г. Санкт-Петербург.
    Область научных интересов: спортивно-техническое ракетное моделирование, системы автоматизированного проектирования, история ракетной техники.

Наши впечатления

Мысли, размышления, планы
Попасть в Сириус было непросто. Моя мечта возникла ещё четыре года назад, а в прошлом году я увлекся астрономией и космическими технологиями<..> И вот я здесь, в проекте Концерна ВКО «Алмаз – Антей» по разработке аванпроекта ракеты-носителя сверхтяжёлого класса. В проекте мне хотелось попробовать себя в нескольких ролях, но я остановился на роле инженер-прочнист. Меня привлекло то, что решение задач динамики и прочности требует комплексного применения знаний из различных технических дисциплин. На проекте я познакомился с талантливыми ребятами, разделяющими мои интересы. Благодаря образовательной программе я окончательно определился с будущей профессией.
Ситник Сергей
Инженер-прочнист,
ученик МБОУ "Лицей №19",
г. Майкоп
В рамках проекта я решил освоить новую для себя роль инженера-прочниста. Это очень сложное и ответственное дело – рассчитать все основные элементы разрабатываемой нашей командой ракеты-носителя на прочность и устойчивость. Важно отметить, что процессе проведения инженерного анализа удалось значительно снизить массу ряда составных частей ракеты-носителя, таких как топливные баки и ферменные переходные конструкции. Я очень благодарен нашим преподавателям за новые знания, интересные лекции, их помощь, терпение и профессиональные советы.
Гюнюч Атай Никита
Инженер-прочнист,
ученик ГБОУ "Бауманская инженерная школа" №1580,
г. Москва
Интерес к науке и изобретательству у меня появился в раннем детстве. В отличие от своих сверстников я уже достаточно давно и серьезно занимаюсь изучением космических технологий и планирую связать с этим свою будущую профессию. Чтобы попасть в Сириус я напряженно работал, что позволило мне пройти серьезный конкурсный отбор. В рамках нашего проекта я развиваю свои конструкторские способности и навыки проектно-исследовательской деятельности. Я предложил несколько оригинальных проектно-конструкторских решений, а также создал видеоролик для демонстрации процесса полета ракеты-носителя сверхтяжелого класса к Луне<..> Я очень благодарен своим наставникам и всем членам нашей проектной команды за новые знания, ценный опыт и совместную продуктивную работу.
Мекшун Игорь
Инженер-конструктор,
ученик МАОУ "Лицей" №77,
г. Челябинск
Образовательный центр Сириус – это уникальное место, где можно реализовывать самые смелые идеи под руководством опытных наставников. В нашем научно-образовательном проекте я выполнял роль инженера-конструктора – занимался разработкой принципиальных проектно-конструкторских решений ракеты-носителя сверхтяжёлого класса. Проектирование является сложным итерационным процессом с возвратами от последующих этапов к предыдущим, что, естественно, требовало многократной переработки конструкции и согласования проектных переменных со всеми членами нашей команды<..> Я получил бесценный опыт командной работы, проектирования элементов ракетно-космической техники, проведения инженерных расчётов, защиты проекта, который однозначно пригодится мне в профессиональной деятельности.
Мухатдинов Ярослав
Главный конструктор,
ученик МБОУ "Лицей",
г. Арзамас
Сначала мы изучали теоретические основы разработки ракет космического назначения – осваивали выбранное для реализации проекта программное обеспечение, учились проводить инженерные расчёты. Затем перешли к практике<..> Решение разделить задачи проекта в соответствии с интересами и компетенциями членов нашей команды было правильным. Это значительно повысило эффективность работы. Конечно, в процессе реализации проекта мы сталкивались с множеством трудностей, но благодаря слаженной работе всей нашей команды, взаимовыручке и умению находить компромиссные решения нам удалось разработать и обосновать основные проектно-конструкторские решения в установленные сроки.
Рыбка Александра
Менеджер,
ученица школы "Академическая" №1534,
г. Москва
Синтез облика ракеты-носителя для полета к Луне – один из самых больших вызовов современности! В рамках нашего проекта я выполнял роль инженера-баллистика: проводил расчёты траекторий полета к Луне, подбирал манёвры наиболее рациональные с точки зрения минимизации массы топлива. Полученные мною результаты являются исходными данными для проектирования ступеней ракеты-носителя<..> Я освоил численные методы решения дифференциальных уравнений, научился работать с современным инженерным программным обеспечением. Приобретенные в рамках образовательной программы знания бесспорно помогут мне при реализации перспективных инженерных проектов.
Тимохин Даниил
Инженер-баллистик,
ученик МБОУ "Школа-лицей" №3 им. А.С. Макаренко,
г. Симферополь
Этот учебный год, как мне казалось, окончательно сформировал понимание “Кем я хочу быть”. Я была уверена, что это полностью обоснованное и правильное решение. Но я приехала на смену “Большие вызовы” и незаметно для себя самой начала медленно осознавать, что мой план на будущее совершенно неопределённый и выбран по принципу “над таким решением не надо думать”. Я попала в проект по разработке аванпроекта ракеты-носителя и выбрала в команде роль инженера-баллистика. Как математик, я занимаюсь расчётом траекторий различных этапов полёта. Безусловно, это является прикладной математикой. И самое главное – это может приносить пользу. Мой план на будущее имел два ограничивающих условия – “приносить пользу” и “получать удовольствие”. Работа над этим проектом заставила меня задуматься над моим планом и пересмотреть все варианты. Также, нельзя не упомянуть о команде, в которой я работаю. Я считаю, что мне очень повезло. Все ребята особенны по-своему и у каждого мне есть чему поучиться.
Галахова Екатерина
Инженер-баллистик,
ученица школы №2101,
г. Москва
Партнёры
В ходе работы над проектом мы сотрудничали со следующими организациями:
Материалы
Пояснительная записка:
https://clck.ru/WSgE8
Итоговая презентация:
https://clck.ru/WSe3X
Вопросы и предложения
Присылайте свои вопросы о нашем проекте или идеи по его улучшению.
Контакты
+7 (921) 448 59 58

© Большие вызовы — 2021