Расчет веса элементов конструкции сопла.

6. Расчет веса облицовки сопла.

Облицовка сопла включает в себя облицовку раструба и насадка. В основу расчета принята одна из многих моделей деструкции углепластика, в соответствии с которой начальная средняя толщина облицовки . Тогда, с учетом того, что поверхность облицовки , а получаем:

(6)

где: [ ] – коэффициент истечения ( ; ; - удельный пустотный импульс топлива, - см. газодинамические таблицы);

для первой ступени, исходя из условия безотрывного течения в сопле при , и обеспечения максимального среднего значения удельного импульса по траектории полета, величину целесообразно принимать равной 3.8-4.0, т.е . Для верхних ступеней, исходя из условия вписываемости выходного сечения сопла в габариты соединительных отсеков, диаметр выходного сечения сопла , , где - количество ступеней. Площадь критического сечения сопла i-й ступени [ ], тогда диаметр критического сечения . .

– коэффициент согласования.

7. Расчет веса входной части сопла.

Входная часть сопла включает в себя, тепловой экран корпуса входной части, ТЗП эластичного шарнира, воротник, кольцо входное, облицовку вкладыша, подложку вкладыша, упорное кольцо.

Для расчета веса входной части сопла используется формула (6) при и другим значением коэффициента согласования

(7)

8. Расчет веса корпуса сопла.

В качестве расчетного случая для корпуса раструба принят случай работы на устойчивость от сжимающей силы, представляющей собой ту часть тяги, которая приложена к сверхзвуковой части сопла. В этом случае толщина корпуса раструба . Учитывая, что поверхность корпуса раструба , получаем в итоге:

(8)

где: – геометрическая степень расширения части сопла, охватываемой корпусом раструба;

Для 1-й ступени ;

Для верхних ступеней ;

[ ] – плотность и модуль упругости материала раструба;

– коэффициент согласования.

9. Расчет веса корпуса входной части (“утопленной” в камеру сгорания).

Расчетным случаем для определения веса корпуса, “утопленного” в камеру сгорания, является сохранение устойчивости под воздействием внешнего давления (давления в камере сгорания).

В этом случае толщина “утопленного” корпуса

,

а поверхность “утопленного” корпуса .

Тогда

(9)

где:

;

– плотность и модуль упругости материала корпуса;

– коэффициент согласования.

Расчет других весов, входящих в вес ступени

10. Расчет веса органов управления (ОУ).

При наличии в составе ступени ДУ с поворотным управляющим соплом, к органам управления будем относить рулевой привод и креновое устройство.

вес ОУ рассчитывается по формуле

(10)

где: – коэффициент согласования.

11. Расчет веса отсеков ступени.

Расчет веса отсеков ступени проводится применительно к показанной на рисунке 10 схеме.

Рис. 10. Отсеки ступени.

вес отсеков при суммарной длине определяется по формуле

(11)

где – коэффициент согласования:

– при схеме отсеков с продольно-поперечным делением;

– при схеме отсеков только с поперечным делением.

12. Расчет веса бортовой кабельной сети (БКС).

При расчете веса БКС i-й ступени учитывается как вес кабелей, идущих непосредственно на эту ступень, так и вес кабелей, транзитно проходящих через эту ступень на следующие за нею

(12)

где: – порядковый номер ступени;

– длина ступени:

Веса остальных элементов конструкции ступеней определяются исходя из статистических данных, и зависят либо от запасов топлив на ступенях, либо от диаметра ступеней.