Организация опытно-конструкторских работ (ОКР)

 

К настоящему времени сложился вполне определённый порядок разработки и отработки РДТТ, во многом регламентированный нормативными документами разного уровня. Ниже коротко рассмотрим основные вопросы по организации работ.

Предварительно дадим несколько определений.

Научно-исследовательская работа (НИР). Комплекс теоретических и (или) экспериментальных исследований, проводимых по единому техническому документу: техническому заданию (или тактико-техническому заданию) в целях изыскания принципов и путей создания новой техники, обоснования её характеристик.

ОКР. Комплекс работ по разработке конструкторской и технологической документации на опытный образец специальной техники, изготовлению и испытаниям опытного образца (или опытной партии) изделия, выполняемых при создании изделия специальной техники по техническому заданию (ТЗ) государственного заказчика.

Техническое задание (ТЗ) на НИР или ОКР. Исходный технический документ, утвержденный заказчиком НИР (или ОКР) и устанавливающий комплекс требований к содержанию, объёму и срокам выполнения НИР (или ОКР).

Государственный заказчик. Федеральный орган исполнительной власти, осуществляющий заказы на разработку, производство и поставку специальной техники.

ОКР выполняется, как правило, для ракеты, в этом случае РДТТ выступает составной частью (СЧ) ОКР, а Заказчик утверждает кооперацию исполнителей ОКР. Для технического руководства ОКР (СЧ ОКР) назначается главный (генеральный) конструктор, а также главный технолог проекта.

По представлению заинтересованных организаций может быть создан Совет главных конструкторов.

Постановление Совета Министров СССР от 13 мая 1946 г. положило начало созданию в стране всей инфраструктуры ракетной промышленности. В постановлении за подписью И.В. Сталина прямо указывалось: «Считать работы по развитию реактивной техники важнейшей государственной задачей и обязать все министерства и организации все задания по реактивной технике как первоочередные». Руководство этой работой было возложено на Спецкомитет по реактивной технике [28].

Первым Главным конструктором отечественных баллистических ракет стал С.П. Королёв, двигателей к ним - В.П. Глушко, систем управления - Н.А. Пилюгин, М.С. Рязанский, В.И. Кузнецов, стартовых пусковых установок В.П. Бармин [21].

Именно они в конце 1940-х годов создали независимый орган коллективного мышления – Совет главных конструкторов. Его решения не имели юридической силы, не утверждались приказами либо распоряжениями, но обязательно воплощались в конкретные дела.

Дальнейшее развитие ракетной техники, необходимость серийного производства боевых баллистических ракет, освоения космоса привели к включению в кооперацию новых НИИ, КБ, заводов, главных конструкторов, руководителей организаций. Но первые создатели боевой и космической техники всегда останутся первыми [28].

Главный (генеральный конструктор) несёт ответственность за обеспечение технического уровня, обоснование и выполнение сроков создания изделия, полноту и достаточность отработки, за качество документации, качественное выполнение заключенных контрактов на каждом этапе выполнения ОКР, за качество и комплектность поставляемой продукции.

В целях своевременного выполнения этапов ОКР и ОКР в целом, а также контроля за выполнением работ на этапе разработки эскизного проекта (ЭП) разрабатывают организационный документ - единый сквозной план создания изделия и его составных частей (или сетевой план-график, или план совместных работ).

Согласованный и утвержденный план является обязательным для всех организаций и предприятий, участвующих в ОКР.

Для решения организационных вопросов может быть создан межведомственный координационный совет. Он необходим, если в работах принимают участие государственные или казённые предприятия, подчиняющиеся разным ведомствам государственных органов исполнительной власти.

В процессе ОКР поэтапно выполняют комплекс экспериментальных работ (макетирование, моделирование, испытания и др.), необходимых для подтверждения и проверки выбранных конструктивно-схемных и технологических решений, а также требований по надёжности, предъявляемых к опытному образцу.

 

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.