1. Предварительный расчет параметров стартового сверхкритического пад

Цель работы – приближенное определение основных конструктивных параметров стартового сверхкритического ПАД и системы запуска в целом, обеспечивающих запуск объекта с определенными МГХ, с требуемыми параметрами запуска, в заданных условиях осуществления запуска.

Рассматривается минометная схема запуска из установки с полной обтюрацией.

1. Основные допущения предварительного расчета

• Движение запускаемого объекта до момента выхода из пусковой установки считаем равноускоренным;

• Считаем справедливыми соотношения для идеального газа в объемах, заполненных воздухом, продуктами сгорания ТТ и их смесью;

• Струйные течения и ударно-волновые процессы не рассматриваются;

• Тепловые потери в объемах установки учитываются интегральными коэффициентами χ_п и χ_кс, характеризующими тепловые потери.

1. Другие допущения предварительного расчета

• Рассматривается одномерное движение запускаемого объекта;

• Запускаемый объект представляет из себя неупругое тело;

• Трение постоянно на пути движения объекта;

• …

3. Исходные данные для предварительного расчета

Все исходные данные, необходимые для проведения предварительного расчета, можно разделить на пять групп:

• массогабаритные характеристики запускаемого объекта;

• требуемые параметры запуска;

• условия окружающей среды;

• характеристики, зависящие от материала вкладыша КС ПАД;

• табличные физические величины.

Значения исходных данных первых трех групп являются индивидуальным вариантом задания. Остальные исходные данные являются общими для всех вариантов заданий или определяются\выбираются самостоятельно в процессе расчета. Состав исходных данных первых трех групп и их значения, которые будут использоваться при рассмотрении примера предварительного расчета, представлены в таблице.

mи, кг	Dи, м	Lи, м	υвых, м/с	Рн, Па
84000	2,7	16	21	4·105

В таблице:

• m_и – масса запускаемого объекта;

• D_и – диаметр запускаемого объекта. В расчетах будем принимать внутренний диаметр установки равным диаметру объекта;

• L_и – длина запускаемого объекта. В расчетах будем принимать путь объекта до выхода из установки\путь разгона равным длине объекта;

• υ_вых – требуемая скорость выхода объекта из установки;

• Р_н – давление окружающей среды на уровне верхнего\переднего среза установки.

Будем считать заданным марку материала вкладыша КС ПАД, т.е. считаем известными табличными данными характеристики, зависящие от материала вкладыша. Численные значения этих характеристик будут приводиться в тексте примера расчета при необходимости их использования. Аналогичным образом будем поступать со значениями других необходимых величин и коэффициентов.

Значения общеизвестных табличных физических величин специальным образом не приводятся.

4. Расчетная схема

Н а рисунке упрощенно представлена кормовая часть установки.

На рисунке обозначено:

• 1 – кормовая часть объекта;

• 2 – кормовая часть установки;

• 3 – кормовой пояс обтюрации, перекрывающий кольцевой зазор объект-установка;

• 4 – КС ПАД;

• 5 – вкладыш из ТТ;

• Р_п, Т_п, V_п – параметры среды в задонном объеме установки (давление, температура, величина объема);

• Р_кс, Т_кс, V_кс – параметры среды в объеме КС (давление, температура, величина объема);

• Р_с – суммарная сила сопротивления, приведенная к эквивалентной величине давления;

• Р_п – поршневая\движущая сила, приведенная к эквивалентной величине давления.

Приведение сил к эквивалентной величине давления осуществляется делением величины соответствующей силы на площадь миделя объекта Sи. Площадь миделя определяется по заданному (исходные данные) диаметру объекта Dи.

На схеме и в примере расчета рассмотрен вертикальный запуск (угол возвышения продольной оси объекта к горизонту 90^о). При необходимости (в соответствии с индивидуальным вариантом задания), учет невертикальности запуска производится самостоятельно.

Для объемов установки задаются значения двух коэффициентов, характеризующих величины тепловых потерь: χ_кс = 0,95 – объем камеры сгорания ПАД; χ_п = 0,8 – задонный\закормовой объем установки (объем установки за кормовым срезом объекта).