Материал: Объемные расчеты двухступенчатой баллистической ракеты с жидкостным ракетным двигателем по дисциплине Основы устройства ракет
СОДЕРЖАНИЕ
ФГАОУ ВО «Омский государственный технический университет» Кафедра «Авиа- и ракетостроение»
Содержание пояснительной записки (перечень подлежащих разработке разделов)
Перечень графического материала (с указанием обязательных чертежей)
Основная рекомендуемая литература
2. Объемный расчет головной части
Объемный расчет топливного отсека РБ2
2. Объемный расчет головной части
Цель расчета. Определить объем, занимаемый полезной нагрузкой, размещенной в головной части; положение центра масс головной части; длину отделяющейся головной части.Исходные данныеМасса головной части Диаметр ракеты Угол раскрытия конуса обтекателя Взрывчатое вещество (ВВ) ГексогенПлотность взрывчатого вещества Масса головной части состоит из массы полезной нагрузки (ВВ) и массы конструкции головного обтекателя.В первом приближении можно принять: В качестве головного обтекателя берем конический обтекатель со сферическим притуплением (рис. 2)Рис. 2. Расчетная схема головной частиОпределяем теоретическую длину головного обтекателяРадиус сферы притупления в первом приближении равенОпределяем действительную длину головного обтекателяПо приближенной зависимости определяем массу полезной нагрузкиСледовательно, масса конструкции конического обтекателя равнаОпределяем объем взрывчатого веществаПринимаем что, взрыватель расположен на расстоянии от действительного носка ракеты. Определяем расстояние от теоретического носкаголовной части до места установки взрывателя
Определяем радиус конического обтекателя в месте установки взрывателя
При выбранной схеме головной части объем взрывчатого вещества будет располагаться в объеме усеченного конуса высотой h. Зная объем, занимаемый взрывчатым веществом 
, из объема усеченного конуса определяем его высоту
,
где R – радиус основания усеченного конуса
,
После подстановки выражения, определяющего R, в формулу объема усеченного конуса получается кубическое уравнение, из которого можно определить высоту усеченного конуса h.
Вместо решения кубического уравнения высоту усеченного конуса h можно определить численно, методом последовательных приближений.
Подбирая значения высоты усеченного конуса h, при котором объем этого конуса будет равен 
, получаем высоту 
.
При этом радиус основания усеченного конуса будет равен 
Проверка. Объем усеченного конуса при выбранной высоте равен
Вывод. Высота усеченного конуса подобрана правильно.
Определяем положение центра масс взрывчатого вещества относительно основания усеченного конуса (основания отсека полезного груза)
Определяем положение центра массы взрывчатого вещества относительно теоретического носка головной части
Для отделяющейся корпуса ГЧ можно принять, что положение центра масс корпуса ГЧ находится на расстоянии 
от теоретического носка ракеты.
Вывод
В ходе практической работы, мы определили, объем, занимаемый полезной нагрузкой, размещенной в головной части , так же определили положение центра масс головной части и длину отделяющейся головной части . По результатам объемного расчета погрешность первого приближения составила 0,175%. Ниже приведена расчетная схема головной части (в сантиметрах).-
Объемный расчет топливного отсека
-
Объемный расчет топливного отсека РБ1 Исходные данные
| Диаметр ракеты | Dр = 2.1 м |
| Время полета 1-й ступени | τ1 = 87 с |
| Топливная пара | (20% АТ+80% АК)+ НДМГ |
| Массовое соотношение компонентов топлива | КМ = 3.37 |
| Расход топлива ДУ 1-й ступени |  кг/c |
| Плотность горючего | ρг = 808 кг/м3 |
| Плотность окислителя | ρок =1497 кг/м3 |
-
Расчет бака окислителя и горючего
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 dок1 = dг1 = 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.-
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.- 1 2 3 4 5 6 7 8 9 ... 12