1.2 Розрахункові випадки, коефіцієнти безпеки

Розрахунок елементів бака виконують в розрахункових випадках на активній ділянці траєкторії:

РВ1–максимум внутрішнього надлишкового тиску;

РВ2–максимум поперечних навантажень на корпус ЛА;

РВ3-максимум повздовжнього навантаження на корпус ЛА. Враховується нагрів елементів конструкції, обумовлений гарячим наддуванням. Розрахунок ведеться за розрахунковими навантаженнями

;

;

;

.

Згідно з нормами міцності [2] приймаються наступні коефіцієнти безпеки

f_т=1,3;

f_м=1,3;

f_р=1,5;

f_р=1 (при розрахунку розвантаження).

Нагрів оболонки ураховуємо шляхом зниження механічних характеристик матеріалу. Розкид тиску .

Так як баки виготовляються з матеріалів з порівняно високою пластичністю, то впливом краєвих ефектів на міцність баків при виконанні проектувального розрахунку можна нехтувати, і визначати напружено-деформований стан елемента з достатньою ступінню точності за формулами безмоментної теорії оболонок. [5].

1.3. Розрахунок стінки бака

1.3.1. Розрахунок гладкої стінки

Знайдемо товщину циліндричної стінки бака, виходячи з умови міцності при розтягненні (РВ1). Розрахунок будемо проводити в двох перерізах (рис. 2). Відповідно до вихідних даних температура в перетині 1 , в перетині 2

рис.2

Критичний перетин 1

Рівняння рівноваги відсіченої частини оболонки в проекції на вертикаль має вигляд

Звідки

З рівняння Лапласа

Одержуємо

Скориставшись третьою теорією міцності знайдемо еквівалентне напруження

Умова не руйнування . Виходячи з цієї умови знайдемо товщину стінки бака за формулою:

Критичний перетин 2

Рівняння рівноваги відсіченої частини оболонки в проекції на вертикаль має вигляд

Звідки

Із рівняння Лапласа , де отримаємо:

Скориставшись третьою теорією міцності, знайдемо еквівалентне напруження

Умова не руйнування . Виходячи з цієї умови знайдемо товщину стінки бака за формулою:

Виходячи з розрахованої в перерізі 1 і 2 товщини циліндричної стінки бака, вибираємо більшу. Відповідно h_тех=2.95мм

Знайдемо товщину стінки бака, виходячи з умови стійкості. Осьова стискаюча сила Т і згинаючий момент М, діючі на корпус літального апарату досягають своїх максимальних значень у різні моменти польоту. При проектувальних розрахунках одночасну дію осьової стискаючої сили і згинального моменту приблизно враховуємо використовуючи еквівалентну силу Т_екв. Напруження стискання у перетинах корпусу від цієї сили дорівнюють сумарним напруженням від дії осьової стискаючої сили і згинального моменту

Для того, щоб визначити найгірший с точки зору стійкості варіант, розрахуємо еквівалентну силу у другому та третьому розрахункових випадках. С урахуванням розвантаження отримаємо:

РВ2

Для перетину 1

РВ3

Для перетину 1

РВ2

Для перетину 2

РВ3

Для перетину 2

В усіх розрахункових випадках розвантаження перевищує еквівалентну стискаючу силу. Таким чином втрата стійкості стінки циліндричного баку не реалізується. Тобто для циліндра приймаємо товщину з умов міцності.