7.5. Прикидочный расчет габаритных размеров двигательной установки второй ступени

Цель расчета

Определить основные габаритные размеры двигательной установки второй ступени баллистической ракеты.

Исходные данные

Тяга одной камеры сгорания Р = 198,8 ∙ 10³ Н;

Число камер сгорания Z = 1;

Давление в камере сгорания р_к = 6,0 ∙ 10⁶ Па;

Давление на срезе р_а = 0,015∙ 10⁶ Па;

Удельный импульс тяги на Земле

Температура горения топлива Т_к1 = 3587 К;

Газовая постоянная R_ст = 324;

Показатель адиабаты k = 1,11.

Диаметр критического сечения

где m₁ – расход топлива через одну камеру сгорания

К₀ – коэффициент, зависящий от термодинамических свойств топлива

Принимаем диаметр критического сечения D_кр2 = 0,150 м.

Диаметр на срезе сопла

где

Принимаем диаметр на срезе сопла D_а1 = 1,025 м

Диаметр камеры сгорания

Радиус кривизны контура сопла по формуле

где – угол на срезе сопла;

– угол раскрытия сопла;

– линейные участки контура сопла;

– радиус среза сопла;

– радиус критики.

Длина сверхзвуковой части сопла

Длина входа в сопло

Высота головки камеры сгорания

Длина цилиндрической части камеры сгорания

Длина двигателя

Длина двигательной установки

_{С учетом проведенного расчета и резервирования места под установку ТНА принимаем длину хвостового отсека} второй ступени равной

Рис.9. Схема камеры сгорания РБ 2-ой ступени М 1:25

7.6. Расчет приборного и переходного отсеков Приборный отсек

Объемный расчет приборного отсека связан с рациональным размещением приборов в небольшом пространстве приборного отсека. Приборы размещаются таким образом, чтобы они занимали, как можно меньше места и в тоже время к каждому из них был обеспечен свободный доступ. Приборный отсек первой ступени размещают в межбаковом пространстве топливного отсека Приборный отсек второй ступени размещаем впереди топливного отсека. Принимаем длину приборного отсека РБ 1-ой ступени и РБ 2-ой ступени равной L_ПО = 500 мм.

Рис.10. Схема приборного отсека первой и второй ступени

Переходный отсек

Переходный отсек предназначен для соединения последовательно расположенных ступеней ракеты. Выбираем способ «горячего разделения» ступеней. При «горячем разделении» зазор между соплом двигателя второй ступени и днище бака первой ступени должен обеспечить площадь растекания газов не менее площади среза сопла, а длина переходного отсека равна

.

Принимаем длину переходного отсека .

Длина ракетного блока первой ступени

.

Длина ракетного блока второй ступени

.

Длина ракеты

Определяем отклонение по длине ракеты, полученное при расчете габаритных размеров ракеты:

Библиографический список

1. Объемные расчеты баллистических ракет: методические указания к курсовому проектированию по дисциплине «Устройство и проектирование » / Сост. И.Н. Гречух, Л.И. Гречух. Омск: Изд-во ОмГТУ, 2010. 57 с.