Министерство образования российской федерации
Тульский государственный университет
Кафедра ракетостроения
Проектирование ПТУР с кинетической боевой частью
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
к курсовой работе по дисциплине «Проектирование ракет»
Студент гр. Лапшев А.А.
Руководитель: к.т.н., доц. Орлов А. Р.
Тула 2012
Министерство образования российской федерации
Тульский государственный университет
Кафедра ракетостроения
ЗАДАНИЕ НА КУРСОВУЮ РАБОТУ
по дисциплине «Проектирование ракет»
Студент группа
Тема: ПТУР переносного ПТРК с наведением по лучу лазера.
Исходные данные для проектирования:
Дальность до цели Х = 50…2000м;
Средняя скорость Vср = 200 м/с;
Бронепробитие b=900 мм за динамической зашитой (ДЗ);
Дульная скорость Vд=30 м/с;
Начальная масса m0
14
кг
Срок представления работы к защите _____« »________2012 г.
Руководитель работы________________ Орлов А. Р.
Задание принял к исполнению_________________
Содержание:
1.Состав комплекса 4
ПТРК 4
ПТУР 4
2. Формирование облика ракеты 4
2.1. Выбор аэродинамической схемы 4
2.2. Выбор характера движения в канале крена 4
2.3. Выбор типа привода 5
2.4. Выбор бортового источника питания 5
2.5. Выбор типа взрывателя 5
2.7. Выбор типа ДУ 5
3. Проектирование кумулятивной боевой части 5
4. Расчет калибра 7
5. Расчет массы полезной нагрузки 7
6. Определение параметров профиля скорости 8
7. Расчет относительной массы топлива 10
8. Расчет стартовой массы 10
9. Расчет массы топлива 11
10. Выбор формы заряда и марки топлива. 11
11. Расчет площади крыла 12
12. Расчет коэффициента массового совершенства двигателя. 14
13. Компоновка и центровочный расчет 15
14. Расчет коэффициента лобового сопротивления. 15
15. Расчет площади рулей 18
16. Проверка эффективности рулей 19
17.Расчет параметров движения ЛА 20
Список литературы 22
1.Состав комплекса
В соответствии с полученным заданием ПТУР предназначена для самоходной пусковой установки.
ПТРК
ПТУР
Транспортно-пусковой
контейнер
Оптический
прицел
Комплекс данного ПТУР является переносным. ТПК представляет собой цилиндрическую трубу с оптическим прицелом, в которой располагается ракета, и выполняет роль направляющей, а также защищает изделие от воздействия окружающей среды при хранении и транспортировке.
Действие оружия сопровождается “мягким” пуском и слабым уровнем дымообразования, шума при минимальном обратном выбросе пламени при выстреле, что позволяет применить данное оружие для стрельбы из помещений ограниченного объема и использовать в условиях городского боя.
В состав аппаратуры управления входят следующие функциональные составные части: электронная аппаратура, гирокоординатор, бортовая батарея, приемник излучения, отсек рулевого привода.
Бортовая аппаратура управления предназначена для приема модулированного излучения оптический квантовый генератор (лазера), преобразования его в электрические сигналы, формирование сигнала, определяющего координаты ракеты относительно луча, преобразование координат из неподвижной системы координат в систему, связанную с ракетой, преобразования электрических сигналов управления в механические отклонения рулей.
2. Формирование облика ракеты
Выбор аэродинамической схемы
Для данной ПТУР выбираем аэродинамическую схему «Утка».
Выбор характера движения в канале крена
Ракета вращается вокруг продольной оси. При этом появляется необходимость установки на борту гироскопа.
Выбор типа привода
Будем использовать воздушно-динамический привод.
2.4. Выбор бортового источника питания
В качестве бортового источника питания будем использовать батарею на твердых солях.
2.5. Выбор типа взрывателя
Используем электроконтактный взрыватель с предохранительными механизмами, механизмом дальнего взведения и самоликвидатором.
2.7. Выбор типа ДУ
В качестве двигательной установки выберем однокамерный двухрежимный двигатель с нерегулируемым соплом.
3. Проектирование кумулятивной боевой части
Для преодоления динамической защиты предлагается спроектировать два кумулятивных узла: основной и лидирующий.
а) Основной кумулятивный узел
, где
b—
величина бронепробития
где
-
коэффициент, зависящий от материала
корпуса КБЧ и угла раствора облицовки.
При
для алюминиевого корпуса
.
Масса кумулятивного узла:
Рис.1. Основные соотношения между размерами кумулятивного узла
б) Лидирующий кумулятивный узел
Лидирующий кумулятивный узел имеет цилиндрическую форму с углом раствора облицовки 600.
Масса ЛКУ:
где - коэффициент, зависящий от материала корпуса КБЧ и угла раствора
облицовки.
При
для алюминиевого
корпуса
.
Рис.2. Основные соотношения между размерами лидирующего кумулятивного узла
Найдем массу боевой части:
,
.
4. Расчет калибра
Анализируя аналоги, принимаем m0=10
Найдем калибр, исходя из условия обеспечения удлинения фюзеляжа, близкого к оптимальному λ=7
,
Принимаем
5. Расчет массы полезной нагрузки
6. Определение параметров профиля скорости
Рис 3. Профиль скорости
,
Найдем значения тяги на разгонном участках траектории:
Уточним значение маршевой скорости:
Повторный расчет:
7. Расчет относительной массы топлива
Принимаем, что топливный заряд изготовлен из малодымящего балиститного топлива.
а) Относительная масса топлива разгонного участка
б) Относительная масса топлива маршевого участка
8. Расчет стартовой массы
Далее будем считать, что стартовая масса 10 кг.
9. Расчет массы топлива
10. Выбор формы заряда и марки топлива.
Будем считать, что δоб=1,5 мм; δбр=3 мм; δтзп=2,5 мм; Н=8 мм
Найдем диаметр топливного заряда без бронировки:
DЗ=D-2(δоб +δбр+ δтзп+H)=120 мм;
Для маршевого двигателя принимаем заряд торцевого горения.
Рассмотрим возможность применения нескольких марок топлива для обеспечения маршевого режима работы.
Марка топлива |
l, м |
u+20, м/с |
Р-50,МПа |
Р+20,МПа |
Р+50,МПа |
Руд,м/с |
НМФ-6 |
0,06 |
0,007 |
4,5 |
5,5 |
7,5 |
2158 |
ППЛ |
0,06 |
0,007 |
5 |
6,5 |
7 |
2090 |
Принимаем
топливо с большим удельным импульсом,
т.е. НМФ-6 (
).
;
Найдем диаметр канала:
dк=Dз-4eр=0,12-4*0,028=0,008.
Найдем длину заряда:
;
lр=0,032м;
Определим длину камеры сгорания
Рис.4. Топливный заряд