- •Основы проектирования ракет-носителей.
- •Оглавление
- •Список сокращений
- •Предисловие
- •Введение
- •1. Общие вопросы проектирования
- •1.1. История создания баллистических ракет и ракет-носителей
- •1.1.1. История создания первых ракет на жидких компонентах топлива
- •1.1.2. Становление ракетной промышленности ссср
- •1.1.3. Первые космические полёты
- •1.4. Классификация ракет-носителей
- •1.5. Проектирование и стадии разработки ракет-носителей
- •I стадия разработки
- •II стадия разработки
- •III стадия разработки
- •2. Основные положения теории ракетного движения
- •2.1. Структура многоступенчатой ракеты
- •2.2. Относительные характеристики масс составных частей ракеты
- •2.3. Функциональная связь между относительными характеристиками масс составных частей ракеты
- •2.4. Характеристические скорости ракеты
- •2.5. Удельный импульс
- •2.6. Влияние атмосферного давления на тягу ракетного двигателя
- •2.7. Скорость ракеты с учетом реальных условий полета
- •2.8. Типовая приближенно-оптимальная программа изменения угла наклона траектории ракеты
- •2.9. Уравнения движения рн для поверочных расчётов
- •3. Характеристики и основные проектные параметры ракет-носителей
- •3.1. Характеристики ракет-носителей
- •3.2. Основные проектные параметры ракеты
- •3.3. Выбор основных проектных параметров ракеты
- •3.3.1. Основные проектные параметры, полученные из анализа идеальной скорости ракеты
- •3.3.2. Основные проектные параметры, полученные из анализа потери скорости ракеты от действия гравитационных сил
- •3.3.3. Основные проектные параметры, полученные из анализа потери скорости ракеты от действия аэродинамических сил
- •3.3.4. Основные проектные параметры, полученные из анализа потери скорости ракеты от действия сил, возникающих при изменении давления воздуха на срезе сопла ракетного двигателя
- •3.3.5. Основные проектные параметры многоступенчатых ракет-носителей
- •3.4. Сопоставление значений потерь скорости ракеты
- •4. Сбор и обработка статистических данных по ракетам-носителям
- •5.2.1. Требования по назначению
- •5.2.2. Требования к надежности
- •5.2.3. Требования к эксплуатации, удобству технического обслуживания, ремонту и хранению
- •5.2.4. Требования к транспортабельности
- •5.2.5. Требования к безопасности
- •5.2.6. Конструктивные требования
- •5.2.7. Технико-экономические требования
- •5.2.8. Другие требования
- •8. Оптимальное распределение массы ракеты-носителя по ступеням и расчет стартовой массы ракеты
- •8.2.1. Постановка задачи
- •8.2.2. Решение задачи
- •8.4. Выбор количества ступеней ракеты-носителя
- •8.4.1. Выбор количества ступеней ракеты по критерию минимума стартовой массы
- •8.4.2 Выбор количества ступеней ракеты-носителя из условия функционального назначения ракетных блоков
- •9. Определение предварительных объемно-габаритных характеристик ракет-носителей
- •10. Разработка предварительной компоновочной схемы ракеты-носителя
- •10.1. Методические вопросы разработки предварительной компоновочной схемы ракеты-носителя
- •10.2. Компоновка хвостовых отсеков
- •10.2.3. Компоновочные и силовые схемы хвостовых отсеков
- •10.3. Компоновка топливных отсеков
- •10.3.1. Компоновочные схемы топливных отсеков нижних ступеней рн
- •10.3.2. Компоновочные схемы топливных отсеков верхних ступеней
- •10.3.3. Определение масс и объемов окислителя и горючего
- •10.3.4. Определение геометрических размеров баков
- •10.3.5. Особенности компоновки твердотопливных отсеков
- •10.4. Компоновка переходных отсеков
- •10.4.1. Схема с холодным разделением
- •10.4.2. Схема с горячим разделением
- •10.4.3. Схема с теплым разделением
- •10.5. Компоновка приборных отсеков
- •10.6. Компоновка космических головных частей
- •11. Уточнение компоновочной схемы ракеты-носителя
- •11.1. Уточнение компоновочной схемы ракеты-носителя с последовательным соединением ракетных блоков
- •11.2. Уточнение компоновочной схемы ракеты-носителя с параллельным соединением ракетных блоков
- •11.2.1. Уточнение габаритов и мест сопряжения ракетных блоков
- •11.2.2. Схемы с унифицированными ракетными блоками
- •11.2.3. Схема с неразъемными соединениями ракетных блоков
- •11.2.4. Схема с отдельными блоками горючего и окислителя
- •11.3. Уточнение сбрасываемых элементов ракеты-носителя
- •11.4. Схемы с переливом топлива
- •12 Расчёт масс основных элементов конструкций ракеты-носителя
- •12.1. Предварительный расчет масс основных элементов конструкции ракеты-носителя
- •12.2 Предварительная массовая сводка
- •12.3. Проверка значений конструктивных характеристик ракетных блоков
- •12.4. Проектировочный расчет масс составных частей ракеты-носителя
- •12.4.1. Выбор расчетных случаев
- •12.4.2. Расчет нагрузок, действующих на рн
- •12.4.3. Выбор расчетных сечений ракеты-носителя
- •12.4.4. Расчет осевых сил в сечениях
- •12.4.5. Расчет изгибающих моментов
- •12.4.6. Расчет приведенной сжимающей силы
- •12.4.7. Расчет давления наддува баков
- •12.4.8. Расчет массы баков
- •12.4.9. Уточненные расчеты массы бака
- •12.4.10. Расчет массы сухих отсеков
- •12.4.11. Расчет прочих масс ракеты-носителя
- •12.5. Детальный расчет
- •13. Расчет координат центра масс и моментов инерции ракеты-носителя
- •13.1. Расчет координат центра масс ракеты
- •13.2. Расчет моментов инерции ракеты
- •13.3. Расчетные таблицы
- •13.4. Расчет положения координат центра масс ракеты-носителя по времени полета
- •14. Автоматизация выбора основных характеристик ракет-носителей
- •14.2. Программа для расчета масс составных частей ракеты-носителя и предварительной массовой сводки
- •14.3. Программа для расчета положения координат центра масс и моментов инерции рн
- •14.4. Программа для поверочных расчетов характеристик движения ракет-носителей
- •14.5. Разработка циклограммы запуска ракеты
- •15. Методика разработки твердотельных моделей ракет-носителей
- •15.1. Информационная поддержка жизненного цикла изделий
- •15.2. Особенности разработки твердотельных моделей ракеты
- •15.3. Разработка моделей отсеков ракетных блоков
- •15.3.1. Разработка моделей топливных баков
- •15.3.2. Разработка моделей сухих подкрепленных отсеков
- •15.3.3. Разработка моделей ферменных конструкций
- •15.3.4. Разработка моделей элементов крепления двигателей
- •15.4. Разработка моделей космических головных частей
- •15.5. Разработка модели ракеты космического назначения
- •15.5.1. Сборка ракетных блоков
- •15.5.2. Сборка ракеты и создание анимационной картины разделения составных частей рн в полёте
- •15.6. Определение геометрических и массоинерционных характеристик конструкции ракеты-носителя в системе твердотельного моделирования
- •16. Космические разгонные и апогейные ракетные блоки
- •16.1. Космические разгонные блоки
- •16.2. Апогейные блоки
- •16.3 Методика выбора характеристик разгонного блока при модернизации ракеты-носителя
- •17. Совершенствование средств выведения полезных нагрузок в космос
- •17.1. Создание серии рн различной грузоподъемности на основе унификации ракетных блоков
- •17.2. Модернизация ракет-носителей на базе рн «Союз»
- •17.3. Методика приближенной оценки грузоподъемности рн, составленных из существующих ракетных блоков
- •17.4. Методика оптимизации массы модернизируемых ракетных блоков в составе существующих рн3
- •17.5. Использование возвращаемых ракетных блоков
- •18. Согласование характеристик ракет-носителей, космодрома и стартового комплекса
- •18.3. Согласование характеристик рн с элементами технических и наземных стартовых комплексов
- •18.3.1. Требования к ракетно-космическому комплексу
- •18.3.2. Требования к стартовому комплексу
- •18.3.3. Подготовка ракеты космического назначения на техническом и стартовом комплексах
- •18.4. Согласование схем крепления рн с опорными элементами стартовых сооружений
- •18.5. Согласование характеристик рн с расположением космодрома и азимутами пуска
- •18.6.Морской старт
- •18.7. Воздушные старты
- •18.8. Оценка весовой эффективности воздушных стартов
- •18.8.1. Постановка задачи
- •18.8.2. Определение потребной характеристической скорости для рн при воздушном старте
- •18.8.3. Результаты расчётов и их анализ
- •18.9. Полностью многоразовые многоцелевые авиационно-космические системы
- •18.10. Запуск малогабаритных космических аппаратов
- •Заключение
- •Приложение а рекомендации по выполнению курсовых и дипломных проектов а1. Основные этапы курсового проектирования рн
- •А2. Типовые вопросы, рассматриваемые в дипломных проектах
- •Приложение б пример выполнения курсового проекта и оформления пояснительной записки4
- •Выбор основных характеристик и проектного облика ракеты-носителя
- •Реферат
- •Содержание
- •Введение б
- •Б1 сбор и обработка статистических данных по ракетам-носителям заданного класса
- •Б3 определение потребной характеристической скорости
- •Б4 выбор топлива
- •Б5 определение массы ракетных блоков и стартовой массы ракеты-носителя
- •Б6 предварительная компоновка б6.1 Определение предварительных габаритов ракеты
- •Б8 расчет масс элементов ракеты-носителя
- •Протокол расчета масс элементов конструкций ракеты-носителя
- •Б9 расчет центровочных характеристик и моментов инерции
- •Б10 обоснование и выбор бортовых систем
- •Б10.2 Системы крепления и разделения составных частей ракеты-носителя
- •Б11 конструкция и функционирование ракеты б11.1 Конструкция ракеты-носителя
- •Заключение б
- •443086 Самара, Московское шоссе, 34.
Реферат
Курсовой проект по дисциплине «Автоматизация проектирования и конструирования летательных аппаратов»
Пояснительная записка: 47 с, 16 рис., 12 табл., 8 источников.
Графическая документация: компоновочная схема РН (в приложении).
Твердотельная модель РН: в электронном виде, выполненная в системе твердотельного моделирования SolidWorks (файлы прилагаются).
Анимационный фильм: разделения ракетных блоков, головного обтекателя и полезной нагрузки (файлы прилагаются).
РАКЕТА-НОСИТЕЛЬ, СТАТИСТИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ, ТАКТИКО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ, ПОТРЕБНАЯ ХАРАКТЕРИСТИЧЕСКАЯ СКОРОСТЬ, ТОПЛИВО, МАССА, КОМПОНОВКА, РАКЕТНЫЙ БЛОК, ХВОСТОВОЙ ОТСЕК, ТОПЛИВНЫЙ БАК, МЕЖБАКОВЫЙ ОТСЕК, ПРИБОРНЫЙ ОТСЕК, ПЕРЕХОДНЫЙ ОТСЕК, ПОЛЕЗНАЯ НАГРУЗКА, ГОЛОВНОЙ ОБТЕКАТЕЛЬ, ТВЕРДОТЕЛЬНАЯ МОДЕЛЬ, SOLID WORKS, ВЕСОВАЯ СВОДКА, ЦЕНТРОВОЧНАЯ ВЕДОМОСТЬ, БОРТОВЫЕ СИСТЕМЫ, КОНСТРУКЦИЯ, ФУНКЦИОНИ-РОВАНИЕ, СИСТЕМА АВАРИЙНОГО СПАСЕНИЯ, ПНЕВМОГИДРАВЛИЧЕСКАЯ СИСТЕМА, СИСТЕМА КРЕПЛЕНИЯ И РАЗДЕЛЕНИЯ.
Собраны и обработаны статистические данные по ракетам-носителям заданного класса. Разработаны тактико-технические требования для проектируемой ракеты-носителя, рассчитана потребная характеристическая скорость. Осуществлен выбор топлива ракетных блоков и определена стартовая масса ракеты. Вычислены объемно-габаритные характеристики, разработана компоновочная схема и построена твердотельная модель ракеты-носителя в системе SolidWorks. Рассчитаны массы основных элементов конструкции, координаты центра масс и моментов инерции ракеты-носителя. Проведен выбор бортовых систем и описано их функционирование.
Содержание
ВВЕДЕНИЕ Б Б1 СБОР И ОБРАБОТКА СТАТИСТИЧЕСКИХ ДАННЫХ ПО РАКЕТАМ-НОСИТЕЛЯМ ЗАДАННОГО КЛАССА Б2 РАЗРАБОТКА ТАКТИКО-ТЕХНИЧЕСКИХ ТРЕБОВАНИЙБ3 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОТРЕБНОЙ ХАРАКТЕРИСТИЧЕСКОЙ СКОРОСТИ Б4 ВЫБОР ТОПЛИВА Б5 ОПРЕДЕЛЕНИЕ МАССЫ РАКЕТНЫХ БЛОКОВ И СТАРТОВОЙ МАССЫ РАКЕТЫ-НОСИТЕЛЯ Б6 ПРЕДВАРИТЕЛЬНАЯ КОМПОНОВКА Б6.1 Определение предварительных габаритов ракеты Б6.2 Компоновка отсеков ракеты-носителя Б7 РАЗРАБОТКА ТВЕРДОТЕЛЬНОЙ МОДЕЛИ РАКЕТЫ Б8 РАСЧЕТ МАСС ЭЛЕМЕНТОВ РАКЕТЫ-НОСИТЕЛЯ Б9 РАСЧЕТ ЦЕНТРОВОЧНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК И МОМЕНТОВ ИНЕРЦИИ Б10 ОБОСНОВАНИЕ И ВЫБОР БОРТОВЫХ СИСТЕМ Б10.1 Пневмогидравлическая система ракетного блока первой ступени Б10.2 Системы крепления и разделения составных частей ракеты-носителя Б11 КОНСТРУКЦИЯ И ФУНКЦИОНИРОВАНИЕ РАКЕТЫ Б11.1 Конструкция ракеты-носителя Б11.2 Функционирование ракеты-носителя в полете ЗАКЛЮЧЕНИЕ Б Б СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ ПРИЛОЖЕНИЕ БА КОМПОНОВОЧНАЯ СХЕМА РАКЕТЫ-НОСИТЕЛЯ
|
396
397 402
406 412
415 421 421 424 428 435
438 444
444
446 448 448 451 455 456 459 457
|