Южно-Уральский государственный университет Кафедра «Летательные аппараты и автоматические установки» Государственный экзамен по специальности 160801 – ракетостроение

БИЛЕТ № 3

3.1. Нарисуйте схему привода турбины ТНА на вспомогательном компоненте (например, Н₂О₂). Рисунок сопроводите подписью с указанием основных элементов ПГС.

3.2. Определите массу вспомогательного компонента для привода турбины ТНА.

3.3. На языке С₊₊ напишите фрагмент программы (до вывода результатов) расчета зависимости относительного расхода топлива на привод турбины от давления в камере сгорания ЖРД. Давление варьировать в пределах 5...13 МПа с шагом 2 МПа. Указание: использовать идентификатор перепада давления на насосах ∆Р → DP, относительного расхода топлива на привод турбины q_b → QB.

3.4. Определите максимальную осевую перегрузку (n_x1)_max на активном участке полета. Оцените толщину оболочки из АМг-6 для герметичного приборного отсека (d_o=1.8 м, М_гч=800 кг).

3.5. На основе конструктивно-технологического анализа спроектируйте шаровой баллон ВАД (Р_э = 20 МПа; D = 300 мм).

3.6. Напишите зависимость потребного объема ВАД при редукторной системе наддува топливных емкостей ракеты. Объем V_o + V_г = V_б; давление наддува Р; начальное давление ВАДа р_ао.

3.7. Определите напряжения в биметаллической части трубопровода при комнатной температуре t_о, если соединение получено натягом при повышенной температуре t и давление между трубами при этой температуре отсутствует (наружный трубопровод изготовлен из АМг-6; внутренний – из стали 1Х18Н9Т с наружным диаметром d; толщина стенки трубопроводов равна h_a и h_с).

3.8. Трубчатый элемент стержневой рамы из АМг-6Н с размерами 600 х 36 х 3.5 мм нагружен продольной силой Р =1.2^. 10⁺⁵Н. Найти число промежуточных опор, обеспечивающих общую устойчивость стержня.

9. Даны параметры полета в конце активного участка траектории: скорость - 5000 м/с, высота - 250 км, угол наклона вектора скорости к местному горизонту - 30° градусов. Определите скорость и высоту в вершине траектории участка свободного полета.

3.10. ЛА на высоте Н = 20000 м имеет скорость V = 3000 м/с. Определите максимальное значение температуры воздуха на "адиабатической" поверхности корпуса.

Указания:

1. в расчетах изменением теплоемкостей пренебречь;

2. параметры свободного потока на корпусе вне пограничного слоя принять равными параметрам набегающего потока;

3. критическое число Рейнольдса принять равным 6.5^. 10⁶, Р_h = 41 мм рт.ст., T_h = 216.5° К, ρ_h = 0.0883 кг/м³, ν_h =1.55^. 10^-4 м²/с.

Зав.кафедрой ЛАиАУ В.Г. Дегтярь

Федеральное агентство по образованию РФ

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Южно-Уральский государственный университет Кафедра «Летательные аппараты и автоматические установки» Государственный экзамен по специальности 160801 – ракетостроение

БИЛЕТ № 4

4.1. Нарисуйте схему ЖРД с насосной подачей и приводом турбины от ГГ на основных компонентах топлива. Схему сопроводите подписью с указанием основных элементов ПГС.

4.2. Определите удельный импульс двигателя, если удельный импульс камер сгорания и выхлопного патрубка турбины равны, соответственно, 2400 м/с и 700 м/с.

4.3. На языке С₊₊ напишите программу исследования зависимости массы КС ЖРД от давления в камере сгорания Р_К и давления на срезе сопла Р_а , описываемую формулой

М_кс =122.9 Р_к ^-0,313 Р_а^-0,288

Указание: варьировать Р_к = 3...15 МПа с шагом 2 МПа; Р_а - 0.08 МПа; использовать идентификаторы для М_кс → МК, для Р_к → РК, для Р_а → РА.

4.4. Нарисуйте пневмогидравлическую схему регулирования параметров двигателя с помощью регулятора давления и регулятора соотношения компонентов.

5. Определите опасные сечения корпуса ракеты в момент действия максимальной осевой перегрузки.

6. Как повысить надежность разделительного днища (конструктивные, технологические меры, выбор материала)?

7. Выберите шаг и размеры зигов тоннельного трубопровода с радиусом R= 100 мм, выполненного из сплава АМг-6. Максимальное давление в баке Р_э = 0.5 МПа.

8. Определите напряжение в стяжной ленте пояса РМА, если в поясе 12 амортизаторов и каждый из них отжимается от опорного шпангоута плоской упругой пружиной, размеры которой в свободном состоянии: ширина-15.4 мм, толщина- 2 мм, стрела прогиба 30х193мм. Ширина ленты 39 мм, толщина - 3 мм.

4.9. Даны параметры полета в конце активного участка траектории: скорость - 5000 м/с, высота - 250 км, угол наклона вектора скорости к местному горизонту - 30 градусов. Определите время движения на участке свободного полета до точки приземления.

4.10. ЛА на высоте Н = 20000 м имеет скорость V = 3000 м/с. Найдите распределение давления на притуплённом по сфере носке ЛА. Определите максимальное значение давления.

Указания: использовать усовершенствованный метод Ньютона; Р_h=41 мм рт.ст., T_h = 216.5° К, ρ_h = 0.0883кг/м³, v_h =1.55^. 10^-4 м²/с.

Зав.кафедрой ЛАиАУ В.Г. Дегтярь

Федеральное агентство по образованию РФ

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования