ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 12.01.2024
Просмотров: 223
Скачиваний: 9
ступеняхизделия «Тополь-М»[30],атакженашлиприменениевпоследующих модификациях твердотопливных ракет, как обладающие лучшими энергомассовыми и функциональными характеристиками. Они используются в космических ракетах-носителях разработки США и других стран, также целесообразно использование РДТТ с ПУС в отечественных космических ракетах.Технический облик современного соплового блока маршевойступени ракеты представляет собой частично вдвинутое в камерусгорания РДТТ поворотное сопло с эластичным опорным шарниром, проточная часть которого изготовлена из эрозионностойкихитеплозащитныхматериалов.Моноблоккритическогосечениявыполнен из УУКМ, сверхзвуковая часть имеет профилированнуюоблицовкуизуглепластикаитонкостенныенеподвижныеилираздвижныенасадкиизУУКМ.Подвижнаячасть поворотного управляющего сопла черезкинематическиезвеньясоединенасрулевымимашинами.Притранспортировке и эксплуатации ракеты подвижная часть соплаудерживаетсявисходномположенииспециальными фиксаторами, срабатывающими при запуске РДТТ и освобождающими подвижную часть сопла. Рулевой привод поворота сопла, включающий рулевые машины и источник энергии для обеспечения их работы, смонтирован на каркасе, расположенном внутрихвостового или переходного отсека. В ряде случаев требуетсяобеспечить герметизацию надсопловой полости отсека, а такжекомпоновать в ней кроме привода поворота сопла органы управления по каналу крена, системуповорота аэродинамическихрулейсприводами,тормозныедвигателиидр.В настоящей работе представлены особенности конструктивного исполнения современных сопловых блоков РДТТ с поворотным управляющим соплом, особенности технологии изготовлениярядаэлементов
сопла,методикирасчетовхарактеристик сопла. Особое внимание уделено современным методам отработкисопловыхблоков,включаяназемнуюагрегатнуюотработкуэлементов сопла и отработку в составе двигательной установки,определение и подтверждение характеристик сопла по результатам летных испытаний ракеты. Показаны направления совершенствованияконструктивногоисполнения элементовсопла.Представленные материалы, полученные на основе опыта создания конструкций новых узлов современных РДТТ, отработки,определения и подтверждения характеристик, поворотных сопел,систематизируют и дополняют приведенные в ряде литературныхисточников[3,8,13]сведения.1.1. Конструктивно-компоновочные схемысопловыхблоковКонструктивноеисполнениесопловыхблоковопределяетсятехническимитребованиямикнимикРДТТвцелом.К сопловому блоку стартовой ступени баллистической ракетыпредъявляютсятакиетребования,какобеспечениеработоспо-собности под действием повышенных нагрузок при минометномстарте из контейнера, шахты или из-под воды; обеспечение ра-ботоспособности при возможном попадании воды в объем соплапри движении под водой; обеспечение управления на активномучастке полета ракеты по каналам тангажа, рысканья и крена; обеспечение герметичности надсоплового объема отсека; фикса-цияповоротногосопладоначалаработыРДТТ внеподвижномположениисдальнейшей расфиксацией;минимальныемассыотделяемыхэлементовпризапускеРДТТ.Требования к сопловому блоку маршевой высотной ступениракеты следующие: работа в условиях вакуума; жесткие ограни-чения по массе и длине, в том числе с возможностью раздвижкисложенного сопла; фиксация в исходном положении подвижнойчасти сопла до включения двигателя; управление
по тангажу, рысканью и крену.
В состав соплового блока (СБ) входят поворотное управляю- щее сопло с приводом, установленным, например, на неподвижном каркасе, жестко скрепленном с корпусом РДТТ. Устройство фиксации подвижной части ПУС в исходном транспортном положении, срабатывающее по команде системы управления и освобождающее подвижную часть перед началом функционирования. В надсопловoм объеме на каркасе могут быть установлены также устройства для управления ракетой по каналу крена с элементами привода, тормозные двигатели и др. В надсопловом объеме, ограниченном соплом, задним днищем корпуса двигательной установки, хвостовым или переходным отсеком, в ряде случаев предусмотрена установка специальных устройств для его герметизации, устройств разгрузки сопла при перемещениях заднего днища корпуса под действием рабочего давления в камере сгорания.
В зависимости от габаритных ограничений центр качания ПУС может быть смещен в сторону камеры сгорания или в сто- рону среза сопла. В первом случае ПУС принято обозначать как сопло с передним центром качания, а во втором — сопло с зад- ним центром качания.
На рис. 1.1.1 приведены схемы ПУС с передним и задним центрами качания:
-
схема ПУС с передним центром качания; -
б) схема ПУС с задним центром качания. -
сечения сопла
Целесообразность выбора первой или второй схемы (рис. 1.1.1) связана с конструктивными и габаритными ограничениями, располагаемыми запасами мощности привода, особенностями компоновки. ПУС с передним центром качания обеспечивает меньшие перемещения утопленной части сопла и, следовательно, возможность более полного заполнения камеры сгорания твердым топливом. Кроме этого, из-за бо´льшего плеча приложения усилия lпр в равных условиях требуется привод меньшей мощности.
С точки зрения компоновки привода ПУС возможно его осевое и тангенциальное расположение, рис. 1.1.2. В случае осевого расположения рулевых машин возникают дополнительные усилия на привод при выходе двигателя на режим, так как под действием давления в камере сгорания происходит осевая просадка ЭОШ. Исключение указанных нагрузок достигается тангенциальным расположением рулевых машин с компенсацией угловых перемещений в шарнирных соединениях кинематики привода.
Рис. 1.1.2. Компоновка привода ПУС: а) oсевое расположение РМ: 1— днище корпуса двигателя; 2— ЭОШ; 3— ПЧ ПУС; 4— рулевая машина; б) тангенциальное расположение РМ: