- •Бийский технологический институт (филиал)
- •А.В. Яскин конструкции и отработка ракетных двигателей на твёрдом топливе
- •Содержание
- •Введение
- •1 Конструктивно-компоновочные схемы ракетных двигателей на твёрдом топливе (рдтт)
- •1.1 Общая характеристика рдтт и его составных частей
- •1.2 Физические процессы, происходящие при работе рдтт
- •1.3 Рдтт баллистических ракет и космических систем
- •1.3.1 Рдтт межконтинентальных баллистических ракет
- •1.3.2 Космические системы
- •2 Корпуса рдтт
- •2.1 Конструктивные схемы корпусов рдтт
- •1 Примотанная к силовой оболочке консольная обечайка корпуса; 2 оболочка корпуса (второй кокон); 3 силовая оболочка (первый кокон)
- •1 Корпус двигателя; 2 ракетный отсек; 3 периферийный центральный шпангоут корпуса
- •1 Нижний удлинённый узел стыка корпуса; 2 узлы крепления специального двигателя; 3 специальный двигатель
- •1 Укороченные узлы стыков корпусов двигателей верхней и нижней ступеней ракет; 2 ракетный отсек
- •1 Периферийное отверстие на корпусе с крышкой; 2 – верхнее центральное (полюсное) отверстие в корпусе с крышкой; 3 нижнее центральное (полюсное) отверстие в корпусе
- •1 Верхнее днище корпуса; 2 разъёмы на цилиндрической (конической) части корпуса; 3 нижнее днище корпуса
- •Корпуса рдтт из композиционных материалов
- •2.2.1 Общее описание конструкции корпуса
- •1 Верхний шпангоут; 2 слой резины; 3 верхний стыковочный узел; 4 эластичный клин; 5 нижний шпангоут; 6 заклепки
- •2.2.2 Обеспечение герметичности корпусов
- •2.2.3 Конструкционные и теплозащитные материалы
- •2.3 Металлические корпуса рдтт
- •2.3.1 Особенности конструирования металлических корпусов
- •1, 3 Шпангоуты; 2 обечайки
- •1, 3, 10 Фланцы; 2 переднее днище; 4, 7, 8 шпангоуты; 5 обечайка; 6 пластиковый слой; 9 заднее днище; I местное увеличение толщины обечайки в зоне сварки
- •1 Шпангоут; 2 днище; 3 фланец
- •1 Крышка; 2, 4, 8 шпангоуты; 3 обечайка; 5, 7 регулировочные кольца; 6 корпус газосвязи; 9 соединительная труба
- •2.3.2 Корпуса рдтт вспомогательного назначения
- •1 Днище; 2 коническая обечайка; 3 теплозащитное покрытие; 4 манжета (бронирующий чехол); 5 стыковочный шпангоут; 6 крепление манжеты к тзп
- •1 Стыковочный шпангоут; 2 обечайка корпуса; 3 теплозащитное покрытие; 4 эластичный клин
- •2.4 Сборка корпуса рдтт с передней крышкой и сопловым блоком
- •2.4.1 Разъёмные соединения
- •2.4.2 Уплотнительные узлы и устройства
- •2.4.3 Методы контроля степени негерметичности
- •3 Сопловые блоки рдтт
- •3.1 Типовая конструкция сопла. Применяемые материалы
- •1 Утопленная часть; 2 раструб; 3 разрезное кольцо; 4 теплоизолирующая подложка; 5, 6 шпонки
- •3.2 Сопла с переменной степенью расширения
- •1 Сопло; 2 утопленное сопло; 3 раздвижное сопло
- •3.3 Конструкции сопловых заглушек
- •4 Узлы системы запуска, отсечки тяги рдтт
- •4.1 Узлы системы запуска двигателя
- •4.1.1 Инициаторы
- •4.1.2 Узлы газовой связи
- •4.1.3 Воспламенители
- •1 Футляр; 2 навеска
- •1 Пакет; 2 навеска
- •1 Мембрана; 2 крышка; 3 воспламенитель; 4 воспламенительный состав; 5 корпус; 6 герметизирующая оболочка; 7 форсажная трубка
- •1 Фланец; 2 предвоспламенитель в футляре; 3 плетеный каркас; 4 топливные шашки; 5 центрирующая форсажная трубка
- •4.2 Узлы отсечки тяги
- •1 Дуз; 2 пиродетонатор; 3 раструб отсечки; 4, 6 положение
- •7 Передающий дуз
- •5 Заряды рдтт
- •5.1 Основные конструктивные формы зарядов твёрдого топлива
- •5.2 Особенности работы торцевого заряда, прочно скреплённого с корпусом
- •5.3 Бронирующие покрытия
- •6 Перспективные композиционные материалы для рдтт
- •7 Опытно-конструкторские работы по созданию рдтт
- •7.1 Организация опытно-конструкторских работ (окр)
- •7.2 Этапы создания ракет и рдтт и задачи, решаемые при проектировании
- •7.3 Структура методических документов для отработки рдтт
- •7.4 Виды испытаний рдтт
- •7.5 Анализ отказов рдтт при стендовых испытаниях
- •8 Оснащение баллистических ракет подводных лодок (брпл) твёрдотопливными зарядами разработки фнпц «алтай»
- •8.1 Первая отечественная твёрдотопливная ракета морского базирования рсм-45
- •8.2 Твёрдотопливная ракета морского базирования рсм-52 («Тайфун»)
- •8.3 Твёрдотопливная ракета морского базирования рсм-52в («Барк»)
- •8.4 Эффективность проведённых разработок
- •8.5 О ликвидации зарядов рдтт после завершения срока службы ракеты
- •8.6 Применение флегматизирующих покрытий для регулирования расхода рдтт
- •Приложение а Проектирование и проектный расчёт заряда рдтт
- •А.2 Основные расчётные зависимости, используемые при проектировании заряда рдтт а.2.1 Расчёт площади горящей поверхности
- •А.2.2 Давление в камере сгорания
- •А.2.3 Текущие массовый расход продуктов сгорания и тяга рдтт
- •А.2.4 Определение проектных средних параметров заряда
- •А.2.5 Предельное максимальное давление в камере сгорания
- •А.3 Расчёт характеристик заряда а.3.1 Перечень исходных данных для курсового проекта
- •А.3.2 Перечень выполняемых расчётных работ в курсовом проекте
- •А.4 Требования к содержанию и оформлению курсового проекта
- •А.5 Пример расчёта а.5.1 Исходные данные
- •А.5.2 Расчёт
- •Литература
- •Конструкции и отработка ракетных двигателей на твёрдом топливе
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
Бийский технологический институт (филиал)
государственного образовательного учреждения
высшего профессионального образования
«Алтайский государственный технический университет
им. И.И. Ползунова»
А.В. Яскин конструкции и отработка ракетных двигателей на твёрдом топливе
Учебное пособие
Бийск
Издательство Алтайского государственного технического университета им. И.И. Ползунова
2010
УДК 621.454.3(075.8)
ББК 39.62
Я 81
Рецензенты: Гл. конструктор по НИОКР ФГУП «ФНПЦ «Алтай»
к.т.н. А.В. Литвинов;
проф. каф. РД ВУАС БТИ АлтГТУ к.т.н. С.Н. Козлов
Я
Я 81
Конструкции и отработка ракетных двигателей на твёрдом топливе: учебное пособие / А.В. Яскин; Алт. гос. техн. ун-т, БТИ. Бийск: Изд-во Алт. гос. техн. ун-та, 2010. 200 с.
Приведены схемные решения, используемые и перспективные материалы, характеристики, описание важнейших составных частей и узлов конструкций РДТТ, применяемых в военной и космической технике.
Рассмотрены вопросы организации отработки РДТТ, даны рекомендации по проектированию и проектному расчёту заряда РДТТ.
Учебное пособие предназначено для студентов специальности 160302 «Ракетные двигатели» по дисциплинам «Основы конструирования ракетных двигателей», «Отработка РДТТ» и «История ракетной техники».
УДК 621.454.3(075.8)
ББК 39.62
Рассмотрено и одобрено на заседании научно-методического совета Бийского технологического института.
Протокол № 7 от 01.07.2010 г.
Яскин А.В., 2010
БТИ АлтГТУ, 2010
Содержание
ВВЕДЕНИЕ……………………………………………………..…….. |
5 |
1 КОНСТРУКТИВНО-КОМПОНОВОЧНЫЕ СХЕМЫ РАКЕТНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ НА ТВЁРДОМ ТОПЛИВЕ (РДТТ)……………………………………………………………….… |
8 |
1.1 Общая характеристика РДТТ и его составных частей………. |
8 |
1.2 Физические процессы, происходящие при работе РДТТ….… |
22 |
1.3 РДТТ баллистических ракет и космических систем………… |
30 |
2 КОРПУСА РДТТ…………………………………………..…….…. |
55 |
2.1 Конструктивные схемы корпусов РДТТ………………….….. |
55 |
2.2 Корпуса РДТТ из композиционных материалов…………….. |
61 |
2.3 Металлические корпуса РДТТ………………………………… |
76 |
2.4 Сборка корпуса РДТТ с передней крышкой и сопловым блоком……………………………………………………………….… |
84 |
3 СОПЛОВЫЕ БЛОКИ РДТТ……………………………………….. |
90 |
3.1 Типовая конструкция сопла. Применяемые материалы….….. |
92 |
3.2 Сопла с переменной степенью расширения……………….…. |
94 |
3.3 Конструкции сопловых заглушек………………………….….. |
98 |
4 УЗЛЫ СИСТЕМЫ ЗАПУСКА, ОТСЕЧКИ ТЯГИ РДТТ……...… |
100 |
4.1 Узлы системы запуска двигателя………………………….….. |
100 |
4.2 Узлы отсечки тяги……………………………………………… |
105 |
5 ЗАРЯДЫ РДТТ……………………………………………...……… |
108 |
5.1 Основные конструктивные формы зарядов твёрдого топлива………………………………………………………………… |
108 |
5.2 Особенности работы торцевого заряда, прочно скреплённого с корпусом………..…………………….……. |
117 |
5.3 Бронирующие покрытия………………………………………. |
121 |
6 ПЕРСПЕКТИВНЫЕ КОМПОЗИЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ РДТТ…………………………………………… |
123 |
7 ОПЫТНО-КОНСТРУКТОРСКИЕ РАБОТЫ ПО СОЗДАНИЮ РДТТ………………………………………………. |
138 |
7.1 Организация опытно-конструкторских работ (ОКР)………... |
138 |
7.2 Этапы создания ракет и РДТТ и задачи, решаемые при проектировании……………………………………………….…. |
140 |
7.3 Структура методических документов для отработки РДТТ… |
145 |
7.4 Виды испытаний РДТТ………………………………………… |
147 |
7.5 Анализ отказов РДТТ при стендовых испытаниях…………... |
149 |
8 ОСНАЩЕНИЕ БАЛЛИСТИЧЕСКИХ РАКЕТ ПОДВОДНЫХ ЛОДОК (БРПЛ) ТВЁРДОТОПЛИВНЫМИ ЗАРЯДАМИ РАЗРАБОТКИ ФНПЦ «АЛТАЙ»…………………………………… |
155 |
8.1 Первая отечественная твёрдотопливная ракета морского базирования РСМ-45………………………………………………… |
156 |
8.2 Твёрдотопливная ракета морского базирования РСМ-52 («Тайфун»)…………………………………………………………… |
160 |
8.3 Твёрдотопливная ракета морского базирования РСМ-52В («Барк»)………………………………………………………………. |
162 |
8.4 Эффективность проведённых разработок…………………… |
167 |
8.5 О ликвидации зарядов РДТТ после завершения срока службы ракеты……………………………………………………….. |
169 |
8.6 Применение флегматизирующих покрытий для регулирования расхода РДТТ………………………………………. |
175 |
ПРИЛОЖЕНИЕ А. Проектирование и проектный расчёт заряда РДТТ………………………………………………………….. |
181 |
ЛИТЕРАТУРА……………………………………………………….. 195