Формирование полезной нагрузки УБР5

Стр 1 из 5Следующая ⇒

Курсовой проект

“Проектирование летательных аппаратов”

Вариант №8

Выполнил: Абашин М. С.

Группа: СМ1-81

Преподаватель: Навагин К.В.

Москва 2016

Оглавление

Техническое задание3

Исходные данные4

Формирование полезной нагрузки УБР5

Расчет мощности и габаритов боевого блока 5

Расчет параметров платформы разведения7

Расчет параметров ступеней12

Распределение массы топлива по ступеням13

Оценка массы конструкции ступеней13

Задание значений времени работы ступеней13

Расчет перегрузок13

Определение масс конструкции и масс топлив ступеней 15

Задание значений давления в камерах сгорания15

Секундный массовый расход двигателей16

Определение допустимого свода горения17

Диаметры каналов зарядов ступеней20

Диаметры критических сечений сопел21

Диаметры выходных и входных сечений сопел22

Теоретические значения удельного пустотного импульса ДУ ступеней23

Практические значения удельного пустотного импульса ДУ ступеней 23

Массово-геометрические характеристик УБР24

Силовые оболочки корпусов ДУ ступеней 24

Юбки корпусов ДУ ступеней 29

Закладные элементы (фланцы) корпусов ДУ ступеней 30

Воспламенительные устройства ДУ ступеней 30

Теплозащитное покрытие силовых оболочек корпусов ДУ ступеней 31

Защитно-крепящие слои корпусов ДУ ступеней 32

Силовые оболочки утопленных частей сопел ДУ ступеней 33

Силовые оболочки раструбов сверхзвуковых частей сопел ДУ ступеней 34

Теплозащитное покрытие силовых оболочек утопленных частей сопел ДУ ступеней 35

Теплозащитное покрытие сопловых трактов (облицовок) ДУ ступеней 36

Горловины сопел ДУ ступеней с эластичным опорным шарниром 37

Приводы систем создания боковых усилий 37

Отсеки ступеней 39

Бортовая кабельная сеть ступеней 40

Головной обтекатель 40

Элементы монтажа 41

Таблица геометрических характеристик ракеты 41

Уточнение массово-геометрические характеристик УБР42

Массы конструкции ступеней 42

Стартовые массы ступеней 42

Относительные массы топлива ступеней 42

Массы конструкций ДУ ступеней 42

Относительные массы конструкций ДУ ступеней 43

Таблица массовых характеристик ступеней ракеты 43

Определение параметров АУТ и расчетной дальности полета44

Первоначальное определение параметров АУТ и расчетной дальности полета 44

Коррекция параметров УБР для компенсации рассогласования по дальности 47

Баллистическая сводка УБР 50

Дополнительная коррекция параметров УБР51

Определение необходимых масс топлива ступеней 54

Определение необходимых значений коэффициентов распределения масс по ступеням 55

Определение необходимых значений относительных масс конструкций ДУ ступеней 56

Длины цилиндрических частей с учетом корректировки 57

Список использованной литературы58

Техническое задание

Определить массово-геометрические и тяговые характеристики УБР, сформировать её конструктивную схему, обеспечивающую выполнение заданных требований.

Исходные данные:

· Размер зоны разведения: ;

· Отсутствует КСП ПРО;

· Способ базирования РК: стационарный.

Параметры поражаемых целей:

1). Точечная цель:

· среднеквадратичное отклонение;

· вероятность поражения точечной цели;

2). Площадная цель:

Ограничения:

Материалы элементов конструкций:

· Органопластик: - удельная прочность материала;

· ТЗП (для ДУ):

Характеристики топлива:

· удельный импульс в стандартных условиях;

· плотность топлива;

· скорость горения топлива;

· показатель степени в законе горения;

· коэффициент теплопроводности топлива;

· разброс скорости горения;

· случайная составляющая отклонения давления от номинального значения;

· k = 1.15– показатель адиабаты продуктов сгорания;

· z = 0.35 – массовая доля конденсированной фазы в продуктах сгорания.

Формирование полезной нагрузки УБР

К полезной нагрузке УБР относят БО, двигательную установку, систему управления, платформу и приборный отсек.

Расчет массы боевой ступени

Определим массы составных частей боевой ступени.

Масса боевого оснащения

Масса платформы разведения

Масса системы управления

Масса доводочного двигателя

Масса конструкции БС (приборный и агрегатные отсеки)

Масса боевой ступени

Примем заложенный заряд топлива БС

Тогда предполагаемая конечная масса БС

Подведем итог

Расчетная конечная масса боевой ступени

Предполагаемая конечная масса боевой ступени

Расчетная начальная масса боевой ступени

Предполагаемая начальная масса боевой ступени

Таким образом, примем массу полезной нагрузки ракеты

Заложенный заряд топлива боевой ступени

Расчетный требуемый запас топлива боевой ступени

Остаток топлива платформы разведения

Полное время разведения боевых блоков по целям

Выбрано поперечное размещение доводочной ДУ.

Расчет перегрузок

Максимальная перегрузка по условию .

При постоянном расходе рабочего тела ДУ

для смесевых и модифицированных топлив

Примем

Получим

Проверим правильность выбора значения времени работы для 2 ступени.

удовлетворяет заданному условию.

Уточнение масс конструкций

1. Силовая оболочка корпуса:

Удельная прочность материала силовых оболочек корпусов ДУ:

Масса силового корпуса двигателя:

где

· коэффициент безопасности [2, стр.84]. Примем ;

· коэффициент учёта падения прочности при старении [2, стр.84];

· коэффициент учёта разброса прочностных свойств [2, стр.84];

· – коэффициент отклонения давлений от номинальных значений [2, стр.84] Примем .

Коэффициент согласования для силовой оболочки корпуса ДУ:

Длины цилиндрических частей, переднего и заднего днищ силовой оболочки корпуса ДУ, м:

где

· – переднее днище, – заднее;

· коэффициент объёмного заполнения цилиндрической части силовой оболочки корпуса ДУ;

· коэффициент объёмного заполнения днища силовой оболочки корпуса ДУ.

Максимально возможные значения коэффициентов объемного заполнения:

Для первой ступени:

Относительный диаметр переднего полюсного отверстия силовой оболочки корпуса ДУ:

Диаметр заднего полюсного отверстия силовой оболочки корпуса ДУ:

Относительный диаметр заднего полюсного отверстия силовой оболочки корпуса ДУ:

Для второй ступени:

Относительный диаметр переднего полюсного отверстия силовой оболочки корпуса ДУ:

Диаметр заднего полюсного отверстия силовой оболочки корпуса ДУ:

Относительный диаметр заднего полюсного отверстия силовой оболочки корпуса ДУ:

2. «Юбка» корпуса:

Масса «юбки» корпуса:

где коэффициент согласования.

Длина «юбки» корпуса:

Для первой ступени:

Для второй ступени:

3. Закладные элементы (фланцы):

Масса фланцев:

где

· Материал фланцев: титан;

· предел прочности материала фланцев;

· коэффициент согласования [2, стр.86].

Для первой ступени:

Для второй ступени:

4. Крышка воспламенительного устройства:

Масса крышки воспламенительного устройства:

где

· коэффициент согласования [2, стр.87];

· плотность материала крышки;

Для первой ступени:

Для второй ступени:

5. Защитно-крепящие слои двигателя:

Материал – резина, коэффициент

Масса защитно-крепящего слоя:

где

Для первой ступени:

Для второй ступени:

6. Теплозащитное покрытие:

Масса ТЗП:

где

· коэффициент согласования [2, стр.87];

· .

Для первой ступени:

Для второй ступени:

7. Заряд воспламенительного устройства:

Масса заряда воспламенительного устройства:

где

· коэффициент согласования [2, стр.87].

Для первой ступени:

Для второй ступени:

Таким образом, масса силового корпуса типа «кокон» ДУ первой ступени:

Масса силового корпуса типа «кокон» ДУ второй ступени:

Таблица 3.1. Массы конструкций двигателя

Величина	1 ступень	2 ступень
масса силового корпуса двигателя, кг
масса «юбки» корпуса, кг
масса фланцев, кг
масса крышки воспламенительного устройства, кг
масса заряда воспламенительного устройства, кг
масса защитно-крепящего слоя, кг
масса теплозащитного покрытия, кг
масса силового корпуса ДУ, кг

Заключение

В заключении приведены сводки по рассчитанным параметрам УБР.

Таблица 5.1. Сводка по размерам

Величина	1 ступень	2 ступень
диаметры передних полюсных отверстий силовых оболочек корпусов ДУ ступеней, мм
диаметры задних полюсных отверстий силовых оболочек корпусов ДУ ступеней, мм
длины цилиндрических частей силовых оболочек корпусов ДУ ступеней, мм
длины передних днищ силовых оболочек корпусов ДУ ступеней, мм
длины задних днищ силовых оболочек корпусов ДУ ступеней, мм
длины юбок корпусов ДУ ступеней, мм
диаметры каналов зарядов ступеней, мм
диаметры критических сечений ДУ ступеней, мм
диаметры выходных сечений сопел ДУ ступеней, мм
длины сопел ДУ ступеней, мм
глубины утопленности сопел ДУ ступеней, мм
диаметры ступеней, мм
диаметры входных сечений сопел ДУ ступеней, мм
длины входных сечений сопел ступеней, мм
длины хвостовых отсеков, мм
длины переходных отсеков, мм
длина отсека полезной нагрузки, мм
диаметр ББ, мм
длина ББ, мм
длина носового обтекателя, мм
Радиус притупления носка ББ, мм
длина ракеты, мм

Таблица 5.2. Сводка по массе

Величина	1 ступень	2 ступень
Двигатель
масса силового корпуса двигателя, кг
масса «юбки» корпуса, кг
масса фланцев, кг
масса крышки воспламенительного устройства, кг
масса заряда воспламенительного устройства, кг
масса защитно-крепящего слоя, кг
масса теплозащитного покрытия, кг
масса силового корпуса ДУ, кг
Сопловой блок
силовой оболочки утопленной части сопла, кг	9, 372	4, 347
масса ТЗП силовой оболочки утопленной части сопла, кг	9, 543	4, 726
масса ТЗП облицовки, кг
масса корпуса раструба, кг
масса горловины сопла, кг
масса привода, кг
масса соплового блока, кг
масса двигателя, кг	759, 031	328, 304
масса сухого отсека, кг		112, 009
масса БКС, кг		10, 323
масса головного обтекателя, кг
масса элементов монтажа, кг		11, 765
стартовая масса в начале работы ступени, кг		4772, 016
масса конструкции ДУ, кг		269, 85
масса топлива ступени, кг		3491, 929
масса конструкции ступени, кг		470, 344
Головная часть
масса полезной нагрузки ракеты, кг	819, 884
заложенный заряд топлива БС, кг	118, 5
остаток топлива платформы разведения, кг	0, 133
масса боевого блока, кг
масса боевого оснащения, кг
масса платформы разведения, кг
масса системы управления, кг	103, 66
масса доводочного двигателя, кг
масса конструкции БС, кг

Таблица 5.2. Сводка по времени

Двигательные установки ступеней
время работы первой ступени, с
время работы второй ступени, с
общее время работы ступеней, с
ДУ платформы разведения
время компенсации гарантированного промаха, с
время первого маневра, с
время второго маневра, с	42, 292
время третьего маневра, с	62, 265
полное время разведения боевых блоков по целям, с

Список сокращений

· АУТ – активный участок траектории;

· ББ – боевой блок;

· БКС – бортовая кабельная сеть;

· БО – боевое оснащение;

· БС – боевая ступень;

· ВУ – воспламенительное устройство;

· ГЧ – головная часть;

· ДУ – двигательная установка;

· КСП ПРО – комплекс средств преодоления противоракетной обороны;

· МБР – межконтинентальная баллистическая ракета;

· ОНФП – оружие на новых физических принципах;

· ПФЯВ – поражающие факторы ядерного взрыва;

· РДТТ – ракетные двигатели твёрдого топлива;

· РК – ракетный комплекс;

· СУ – система управления;

· УБР – управляемая баллистическая ракета.

Список использованной литературы

1. Основы проектирования твердотопливных управляемых баллистических ракет. Часть 1: Учебное пособие / Ю.М.Николаев, С.Д.Панин, Ю.С.Соломонов, М.П.Сычёв. – М.: Издательство МГТУ им.Н.Э.Баумана, 1998. – 104с.: ил.

2. Основы проектирования твердотопливных управляемых баллистических ракет. Часть 2: Учебное пособие / Ю.М.Николаев, С.Д.Панин, Ю.С.Соломонов, М.П.Сычёв. – М.: Издательство МГТУ им.Н.Э.Баумана, 2000. – 140с.: ил.

Курсовой проект

“Проектирование летательных аппаратов”

Вариант №8

Выполнил: Абашин М. С.

Группа: СМ1-81

Преподаватель: Навагин К.В.

Москва 2016

Оглавление

Техническое задание3

Исходные данные4

Формирование полезной нагрузки УБР5

Расчет мощности и габаритов боевого блока 5

Расчет параметров платформы разведения7

12 3 4 5 Следующая ⇒