Аннотация
В данной курсовой работе были проведены проектировочные расчеты на прочность конструкций ракеты, то есть расчеты, проводимые на начальной стадии проектирования ракеты. В пояснительной записке представлены расчеты на прочность головного обтекателя, сухого отсека и топливного бака двухступенчатой баллистической ракеты с ЖРД, со следующими основными параметрами:
Дальность полета ракеты Lmax = 8000 км;
Диаметр ракеты Dр = 2,15 м;
Длина ракеты Lр = 23,58 м;
Топливо Кислород + Керосин;
Масса ГЧ mГЧ = 2600 кг;
Масса РБ1 mРБ1 = 35200 кг;
Масса РБ2 mРБ2 = 12990 кг;
Курсовая работа включает в себя пояснительную записку объемом 56 листов, в том числе 25 рисунков, 3 таблицы. Также к записке прилагается лист задания на курсовую работу. Библиографический список содержит 2 публикации.
Содержание
Введение
1. Расчет головного обтекателя
1.1. Конструкция, геометрические характеристики, расчетные схемы
Головной обтекатель (ГО) необходим, для защиты полезной нагрузки от аэродинамического и теплового воздействия при полете ракеты на активном участке траектории, а так же служат для герметизации полезной нагрузки при транспортировке ракеты к месту старта.
Размеры и форма ГО (рис.1.1.1) определяются габаритными размерами полезной нагрузки.
|
|
|
|
|
а |
б |
в |
г |
д |
Рис. 1.1.1. Аэродинамические формы головных обтекателей |
||||
ГО делают сбрасываемыми. В плотных слоях атмосферы благодаря обтекателю достигается снижение лобового аэродинамического сопротивления, действующего на ракету. В разряженных слоях атмосферы влияние обтекателя на снижение лобового аэродинамического сопротивления незначительное, он сбрасывается, так как его вес становится балластом. Типовой схемой сброса является продольное разделение обтекателя на две части с последующим расталкиванием этих частей в стороны. На ГО предусмотрены люки.
Главное требование к ГО – симметрия относительно базовых плоскостей.
Как коническая, так и цилиндрическая части обтекателя выполняются в виде обычных каркасированных отсеков. К силовому набору приклепывается тонкая обшивка. Торцевой шпангоут (стыковочный) делается усиленным по сравнению с промежуточными шпангоутами.
На ГО действуют нагрузки:
усилия при транспортировке;
избыточное внутреннее давление;
аэродинамические нагрузки (рис.1.1.2)
Расчетным случаем для корпуса ГО является момент полета, когда достигается максимум значения скоростного напора (qmax).
Исходные данные
Диаметр ракеты Dр = 2,15 м;
Угол полураствора конуса βК = 17,5 = 17º30`;
Максимальный скоростной напор qmax = 72170 Па;
Скорость ракеты V = 639,98 м/с;
Угол атаки α = 3º;
Скорость звука а = 340 м/с;
Коэффициент безопасности f = 1,3.
Рис.1.1.2. Расчетная схема конического головного обтекателя
Геометрические характеристики головного обтекателя
Радиус сферического наконечника
Угол сферического сегмента (носка)
Диаметр наконечника
Длина наконечника
Длина конической части обтекателя по оси х
Площадь миделя наконечника
Площадь миделя ракеты
Площадь кольца ГО – проекция поверхности усеченного конуса на нормальную к оси х плоскость
