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

БИЛЕТ № 7

7.1.Нарисуйте ПГС ЖРД первой ступени жидкостной ракеты с турбонасосной подачей топлива с дожиганием газа после турбины. Газогенератор привода турбины работает на основных компонентах топлива, α >> 1.

2. Определите массу конструкции ракетной части первой ступени жидкостной ракеты (массу отделяющейся части ступени).

3. Какими проектными решениями можно уменьшить величину скоростного напора в момент разделения ступеней, если он в этот момент имеет недопустимо большое значение?

4. Проверьте устойчивость двенадцатистержневой фермы переходного отсека, если заданы его размеры: h = 0.7 м; d_o = 1.8 м; площадь и радиус инерции трубчатого сечения стержней f_o = 5^.10^-4 м²; I = 0.012 м и материал АМг-6Т. Ферма нагружена сжимающей силой Т = 1.2^. 10⁵ Н и изгибающим моментом М = 0.9^.10⁵ Нм.

5. Предложите метод практического определения массы первой ступени в условиях производства и положения координат центра масс этой ступени. Приведите схему и последовательность решения задачи.

6. Объясните, как обеспечивается регулирование кажущейся скорости первой ступени ракеты.

7.7. Определите массу топлива порохового аккумулятора давления, газом которого наддувается кольцевая трубка с плоскоовальным поперечным сечением размером 20х5 мм при отделении астрокупола, закрепленного по радиусу R=446 мм семью шпильками из стали З0ХГСН2А на расстоянии 16 мм от оси трубки. Диаметр ослабленного сечения шпильки 4 мм.

7.8. С какой целью отделяется головная часть? Определите начальное усилие отделения и ход толкателя для порохового механизма отделения: m_гч = 650 кг, m_корп. = 1000 кг, d_o = 1.5 м, H_к = 40 км, V_к = 3500 м/с (прототип ракеты 4К50).

7.9. Даны параметры входа ЛА в плотные слои атмосферы: высота – 65 км, скорость - 5000 м/с, угол наклона вектора скорости к местному горизонту - 30 градусов, масса - 600 кг, коэффициент лобового сопротивления С_х = 0.2, диаметр сечения миделя d_o =1м. Определите скорость приземления ЛА.

7.10.Жидкость типа керосина с кинематической вязкостью ν = 2 10^-6 м²/c движется в трубопроводе диаметром 100 мм со скоростью 10 м/с. Труба имеет два местных сопротивления с коэффициентами потерь 0.2 и 0.3. Определите потери напора на длине 10 м.

Указание: расчет путевых потерь провести по формуле Альтшуля, эквивалентную шероховатость трубопровода принять равной 0.02 мм.

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 № 8

1. Нарисуйте эскиз снаряженного РДТТ первой ступени Л А с корпусом типа "кокон" из композиционного материала. Сопроводите эскиз указанием позиций основных узлов РДТТ и подрисуночной надписью с названиями этих узлов.

2. Определите геометрические размеры топливного заряда, если он имеет цилиндрическую форму с центральным каналом и пропилами.

3. Определите расчетную схему и выпишите все необходимые условия для проектировочного расчета негерметичного переходного отсека.

4. Определите увеличение диаметра внутреннего канала заряда при действии на него давления газов (сечение кольцевое d_K = 0.4 м, D_з = 1.6 м, корпус абсолютно жесткий), давление в камере р_к = 8 МПа, модуль упругости топлива Е_з = 4 МПа, коэффициент Пуассона μ_з = О.45.

5. Определите время наддува свободной полости двигателя первой ступени (V= 3 м³) от наземной аккумуляторной батареи (Р = 30 МПа) через трубопровод (d = 10 мм) до давления 0.5 МПа.

8.6. Определите выигрыш в массе цилиндрического корпуса (внешний диаметр d=180мм, толщина стенки h = 2мм) тормозного РДТТ за счет кольцевой подмотки органопластикой СВМ, если при разрушающем давлении 20 МПа уменьшить толщину металлической части корпуса вдвое. Свойства СВМ: σ_в = 1470МПа, ρ = 1350 кг/м³, δ_слоя= 0.12 мм.

8.7. Предложите схему и методику экспериментального определения прочности корпуса РДТТ с замером упругих и остаточных деформаций.

8.8. Определите, какая часть обшивки работает вместе с лонжероном П-образной формы из Д16, если расстояние между заклепками соседних полок лонжерона равно 60 мм, а толщина обшивки 1.5 мм.

8.9. Даны параметры входа ЛА в плотные слои атмосферы: высота - 65 км, скорость - 5000 м/с, угол наклона вектора скорости к местному горизонту – 30 градусов, масса - 600 кг, коэффициент лобового сопротивления С_х = 0.2, диаметр сечения миделя d_o =1 м. Определите максимальное значение скоростного напора на конечном атмосферном участке траектории (воспользоваться приближенными теоретическими зависимостями).

8.10. Жидкость плотностью 800 кг/м³ движется в трубопроводе длиной 10 м со скоростью 10 м/с. Труба имеет толщину стенки 1 мм, диаметр 100 мм, модуль упругости материала трубы 2^. 10⁵ МПа. Модуль объемной упругости жидкости 2^. 10³ МПа. Определите повышение давления при мгновенном закрытии клапана в конце трубопровода.

Указание: расчет провести по Н.Е.Жуковскому.

Зав.кафедрой ЛАиАУ В.Г. Дегтярь

Федеральное агентство по образованию РФ

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования