Содержание задания на курсовую работу по оркт для см-8 2012/13 учебный год

Исходными данными к заданию на курсовую работу являются компоненты ракетного топлива, параметры двигательной установки (ДУ) - p_k, p_a; масса полезного груза - m_пг и дальность, на которую он должен быть доставлен - L.

Целью выполнения данной работы является:

- овладение навыками работы с программой термодинамического расчета параметров двигательной установки «Terra»;

- овладение навыками определения проектно-конструктивных параметров ракеты с использованием готовых программ;

- изучение конструктивно-компоновочной схемы, а также конструкции основных узлов и агрегатов УБР.

Номера вариантов заданий, фамилии студентов и консультантов указаны в таблицах 6.1 и 6.2 для групп СМ8-51 и СМ8-52 соответственно.

Собственно исходные данные для выполнения курсовой работы приведены в таблице 7.1 – для УБР ЖРД и таблице 7.2 – для УБР РДТТ.

При выполнении работы необходимо:

При проектировании УБР ЖРД

1. Для заданных компонентов жидкого ракетного топлива и значения коэффициента избытка окислителя (), также значений давления в камере сгорания (p_k) и на срезе сопла (p_a) при помощи программы Terra определить параметры ЖРД, сведя их в таблицу 1.1.

Таблица 1.1

Параметр двигательной установки	Значение
	в камере сгорания	в критическом сечении	на срезе сопла
Удельный импульс в пустоте	-	-
Температура
Давление
Среднее значение показателя изоэнтропы
Расходный комплекс	-		-
Относительная площадь сопла	-
Удельная площадь сопла	-
Скорость истечения	-

*Среднее значение показателя изоэнтропы процесса определяется по формуле:

.

2. Определить по программе RK1 проектно-конструктивные параметры УБР, задавая в качестве исходных данных параметры ДУ, полученные в процессе термодинамического расчета по программе Terra. Рассчитать не менее 3 вариантов конструктивного исполнения ракеты, стремясь к минимуму стартовой массы.

3. Для наилучшего расчета представить на мм-бумаге в масштабе общий вид ракеты. Привести пневмо-гидравлическую схему (ПГС) маршевой и (при использовании такого органа управления) рулевой двигательной установки для ракеты с ЖРД. ПГС должна соответствовать схеме, указанной в задании, выбранному варианту расчета и используемым компонентам топлива.

4. Представить общий вид пусковой установки (ПУ) (на усмотрение консультанта).

Принципиальные элементы конструктивного исполнения ракеты, отображаемые по возможности подробно на общем виде и выносных элементах:

- узлы крепления двигателя (для ЖРД);

- узлы крепления и отделения головной части (ГЧ);

- узлы крепления и разделения ступеней;

- размеры сопла: D_кр и D_a;

- диаметры трубопроводов для ЖРД;

- органы управления (ОУ) УБР;

- места установки стыковочных шпангоутов.

При проектировании УБР РДТТ

1. Для заданного процентного соотношения компонентов твердого топлива: % Г + % О + % Al

и так называемых «стандартных значений» давления в КС и на срезе сопла: p_k=4 МПа; p_a=0,1 МПа

при помощи программы Terra определить следующие характеристики топлива, сведя их в таблицу 1.2.

Таблица 1.2

Параметр двигательной установки	Значение
	в камере сгорания	в критическом сечении	на срезе сопла
Удельный импульс в пустоте	-	-
Удельная площадь сопла	-
Давление
Стандартный удельный импульс	-	-
Температура
Расходный комплекс	-		-
Скорость истечения	-

*Значение стандартного удельного импульса вычисляется как .

Здесь отношение носит название удельной площади сопла и имеет размерность м²с/кг.

Также для выполнения последующих расчетов необходимо определить плотность твердого топлива.

**Значение стандартного удельного импульса задается в качестве основной характеристики топлива при проведении последующего проектного расчета.

2. Определить по программе Missile проектно-конструктивные параметры УБР, задавая в качестве исходных данных характеристики ТТ, полученные в процессе термодинамического расчета по программе Terra. Недостающие данные – характеристику процесса горения следует взять из таблицы – варианта задания. Рассчитать не менее 2 вариантов конструктивного исполнения ракеты, варьируя, например, соотношение диаметров ступеней.

3. Для наилучшего расчета представить на мм-бумаге в масштабе общий вид ракеты.

4. Представить общий вид пусковой установки (ПУ) (на усмотрение консультанта).

Принципиальные элементы конструктивного исполнения ракеты, отображаемые по возможности подробно на общем виде и выносных элементах:

- узлы крепления и отделения головной части (ГЧ);

- узлы крепления и разделения ступеней;

- размеры сопла: D_кр и D_a;

- органы управления (ОУ) УБР;

- места установки стыковочных шпангоутов;

- узел крепления соплового блока РДТТ одной из ступеней.

*Программа Missile выдаст в качестве результатов по ступеням ракеты:

- значение давления в корпусе РДТТ p_k;

- значение массы топлива ;

- значение времени работы ДУ .

Этих данных достаточно для определения диаметра критического сечения сопла по формуле

,

а также диаметра среза сопла, который будет определен как

- для первой ступени;

, (i=2,3)

- для второй и третьей ступеней ракеты. Здесь d_i-1 – диаметр корпуса предыдущей (то есть нижней) ступени.

Примерный перечень вопросов, необходимых для защиты к/р:

- как осуществляется запуск, работа и останов двигателя;

- как осуществляется старт УБР;

- как осуществляется заправка и слив компонентов топлива (для ЖРД);

- зачем нужен наддув топливных баков (для ЖРД);

- как осуществляется отделение ГЧ;

- как осуществляется разделение ступеней;

- как осуществляется управление ракетой в полете;

- определение расхода компонентов топлива;

- определение проектно-баллистических параметров ракеты;

- основные понятия и определения дисциплины: тяга ракетного двигателя, удельный импульс, расходный комплекс, проектно-баллистические параметры и пр.;

- назначение компонентов смесевого твердого топлива;

- основные конструкционные материалы, используемые в конструкции УБР (как РДТТ, так и ЖРД);