Файл: Объемные расчеты двухступенчатой баллистической ракеты с жидкостным ракетным двигателем по дисциплине Основы устройства ракет.docx

Принимаем схему топливного отсека РБ1 (рис.2) с раздельным расположение топливных баков. Баки разделены межбаковым отсеком. Расчетная схема бака окислителя приведена на рис.3.




Принимаем

Определяем расход окислителя (горючего) 1-й ступени

кг/с;

кг/с.

Определяем массу окислителя (горючего) расходуемую в полете 1-й ступени

кг;

кг.

Принимаем d_ок1 = d_г1 = 0.022

Добавочная масса окислителя (горючего) заправляемого в ракету равна

кг;

кг.

Масса заправки окислителя (горючего) в топливный бак равна

кг;

кг.

Объем заправленного в бак окислителя (горючего) равен

м³;

м³.

Полный объем бака окислителя (горючего) равен

м³;

м³.

2. Расчет продольных размеров бака окислителя и горючего

Принимаем, что верхнее и нижнее днища баков горючего и окислителя первой и второй ступени имеют одинаковую сферическую форму и размеры.

Определяем радиус сферического днища бака, принимая соотношение между радиусами днищ и радиусом бака (1.3-1.5),

м,

где м.

Определяем высоту сферического днища бака, а также его объем

м;

м³.

Определяем объем цилиндрической части бака окислителя (горючего)

м³;

м³.

Определяем длину цилиндрической части бака окислителя (горючего)

м;

м.

Длина бака окислителя (горючего) равна

м;

м.

Определяем длину топливного отсека РБ1

м.

2. 1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   12

Принимаем схему топливного отсека РБ2- баки с совмещенным днищем,рис.4. Баки образуют единый топливный отсек. Достоинство данной схемы по отношению к схеме принятой для РБ1 состоит в том, что у нее меньше длина и масса при одинаковых объемах.



Расчет бака окислителя (горючего)

Принимаем

Определяем расход окислителя (горючего) 2-й ступени

кг/c;

кг/с.

Определяем массу окислителя (горючего) расходуемую в полете 1-й ступени:

кг;

кг.

Принимаем d_ок2=d_г2=0.022

Добавочная масса окислителя (горючего) заправляемого в ракету равна

кг;

кг.

Масса заправки окислителя (горючего) в топливный бак равна

кг;

кг.

Объем заправленного в бак окислителя (горючего) равен

м³;

м³.

Полный объем бака окислителя (горючего) равен

м³;

м³.

2. Расчет продольных размеров бака окислителя и горючего

Определяем радиус сферического днища бака, принимая соотношение между радиусами днищ и радиусом бака (1.3-1.5),

м,

где м.

Определяем высоту сферического днища бака, а также его объем

м;

м³.

Из расчетной схемы топливного отсека рис.3 видно, что полный объем бака горючего равен объему его цилиндрической части

м³.

Определяем объем цилиндрической части бака окислителя

м³;

Определяем длину цилиндрической части бака окислителя (горючего)

м;

м.

Длина бака горючего, для схемы топливного отсека с совмещенным днищем, равна

м.

Длина бака окислителя равна

м;

Длина топливного отсека РБ2

Объемный расчет приборного, переходного и хвостового отсеков

3. 
   Приборный отсек
   

Объемный расчет приборного отсека связан с рациональным размещение приборов в небольшом пространстве приборного отсека. Приборы размещаются таким образом, чтобы они занимали, как можно меньше места и в тоже время к каждому из них был обеспечен свободный доступ.

Приборный отсек РБ1 2-х ступенчатой баллистической ракеты с ЖРД размещают в межбаковом пространстве топливного отсека (рис.5).

Приборный отсек РБ2 2-х ступенчатой баллистической ракеты с ЖРД размещают впереди топливного отсека.

Принимаем длину межбакового (приборного) отсека РБ1 равной L_МО=500мм.

Принимаем длину приборного отсека РБ2 равной L_ПО=500мм.

4. Переходной отсек

Переходной отсек предназначен для соединения последовательно расположенных ракетных блоков первой и второй ступени. Выбираем способ «горячего разделения» ступеней. При «горячем разделении» зазор между соплом двигателя второй ступени и днищем верхнего бака РБ1 должен обеспечить площадь растекания газов не менее площади среза сопла (см. рис.5).



На рисунке обозначено: 1-отделяемая ступень; 2-форма днища при холодном разделении; 3-форма днища при горячем разделении; 4-отделяемый ракетный блок; L_{перех о} - минимальная длина переходного отсека; D- диаметр ступени; d_a- диаметр среза сопла.

Принимаем длину переходного отсека L_{перех о} =500 мм.

3.2.5. Хвостовой отсек

Хвостовой отсек образует хвостовую часть ступени (ракетного блока) и предназначен для размещения двигателей и агрегатов двигательной установки. Корпус хвостового отсека II-ой и последующих ступеней, обычно сбрасываемый, также выполняет роль переходного отсека.

Перед расчетом хвостового отсека необходимо спроектировать (или подобрать) двигательную установку. Диаметр хвостового отсека обычно выбирают равным диаметру ракеты (ступени). Длина хвостового отсека зависит от габаритов двигательной установки (камеры сгорания, турбонасосного агрегата, рамы крепления двигателя).

Принимаем длину хвостового отсека РБ1 равной L_ХО1=2212 мм.

Принимаем длину хвостового отсека РБ2 равной L_ХО2= 1667 мм.
3.2.6. Определение длины ракеты

Определяем длину РБ1

м.

Определяем длину РБ2

м.

Определяем длину ракеты

м.

Определяем отклонение по длине ракеты, полученное при расчете габаритных размеров ракеты

%