Средством выведения космических головных частей (КГЧ) на низкие опорные орбиты служит ракета-носитель (РН), т. е. многоступенчатая (2–5) ракета. Под КГЧ будем понимать совокупность полезного груза, разгонного блока и головного обтекателя.
Ракета-носитель является сложной технической системой, состоящей из определенного числа подсистем, которые, в свою очередь, также являются сложными. Объектом для рассмотрения выбрана одна из подсистем ракеты-носителя — система разделения ступеней (СР) как комплекс устройств и агрегатов, служащий для жесткого соединения частей составной конструкции РН в процессе наземной и летной эксплуатации, а также их разделение и увод с заданными параметрами и в определенный момент времени активного участка полета.
На рис. 1 приведена морфологическая структура рассматриваемого объекта (3 уровня детализации).
Элементы (i+1) уровня детализации: Средства разделения — агрегаты и устройства, фиксирующие и разъединяющие элементы конструкции ЛА в процессе эксплуатации.
Средства отделения (увода) — устройства, сообщающие необходимые относительные скорости и траектории движения отработавшим элементам конструкции после разделения.
Сопутствующие элементы — электроразъемы, гидроразъемы, пневморазъемы, отделяемые чехлы и кожухи, шпильки, убирающиеся шпильки.
Далее рассмотрим выбранный объект (систему разделения ступеней РН) в составе надсистемы (ракеты-носителя). Выделим требования (связи, ограничения), предъявляемые к системе разделения ступеней РН:
1) m — масса.
В составе РН элементы системы разделения должны иметь малую массу с тем, чтобы обеспечить выполнение требования минимизации массы РН в целом.
2) Г — габаритные размеры.
Необходимо целесообразно использовать ресурс пространства, то есть проектировать систему разделения максимально компактной, чтобы конструкция ракеты-носителя была наиболее рациональной.
3) Р — надежность.
Требование надежности СР обеспечивает своевременное ее срабатывание, безопасность и простоту в обращении и функционировании, надежное крепление и разделение элементов конструкции РН.