2.1.2. Расчет днищ.
Из условия прочности σэкв≤σ0,2 получим:
Согласно сортаменту листов АМг6 принимаем толщину днищ δд=5 мм.
Определение коэффициента запаса прочности.
2.2. Проектировочный прочностной расчет ферменного отсека.
Исходные данные:
Rб=1,35 м – радиус большего основания;
Rм=0,7 м – радиус меньшего основания;
H=0,6 м – высота фермы;
n=10 – число стержней фермы;
Определить:
δтр – толщина стенки стержня;
Rтр – радиус сечения стержня.
Определение внутренней осевой силы (Nx1).
Nx1= -Fx1
Nx1= -3∙9,8∙(965,971+633,4+3513)= -150303,7= -15,03∙104 Н
Определение расчетной эквивалентной осевой силы (NЭР).
NЭР=f∙ Nx1=1,3∙(-15,03∙104)= -19,54∙104 Н
Расчетное усилие в одном стержне равно:
L – длина стержня – рассчитывается по формуле:
Определение толщины стенки стержня.
k=0,15 – коэффициент устойчивости
Е=0,7∙1011 Н/м2 – модуль упругости
Определение радиуса сечения стержня.
3. Компоновка рб.
3.1. Зона полезного груза рн.
Целью компоновки является минимизация продольного размера зоны разгонного блока. Уменьшение продольного размера зоны РБ повышает качество компоновки.
Для выведения проектируемого разгонного блока на орбиту используется ракета-носитель Союз-У2.
Диаметр обтекателя РН D=3 м
Длина обтекателя РН L=6 м
Зазор между головным обтекателем и полезным грузом составляет 150 мм. Этот зазор необходим для исключения ударов полезного груза об обтекатель при выведении на рабочую орбиту.
Продольный размер зоны РБ составляет 2,6 м.
3.2. Расчет объемов топливных баков и подсистем рб.
Исходные данные:
Допустимая
масса РБ, кг:
Масса
ПН, кг:
Масса
топлива, кг:
Масса
ПГС, кг:
Масса
систем, кг:
Масса
двигателя, кг:
Масса
конструкции, кг:
Соотношение
компонентов топлива:
Плотность
окислителя, кг/м3:
Плотность
горючего, кг/м3:
Коэффициент
объема баков:
Диаметр
обтекателя, м:
Длина
обтекателя, м:
Угол
конуса обтекателя, град:
Удельный
импульс двигателя, м/с:
Количество
шаровых баллонов для
управления
ДУ:
Решение:
Масса РБ должна быть меньше допустимой
Масса и объем бака окислителя:
Масса и объем бака горючего:
Радиусы шаровых баков окислителя и горючего:
Диаметр
обтекателя РН, м:
Радиус
зоны полезной нагрузки РН:
,
Суммарный
импульс двигателя, Н*с:
,
Если
условия
и
не
выполняются, тогда форма бака окислителя
принимается цилиндрической со сферическими
днищами.
Вытеснительная
подача топлива в камеру сгорания
:
Насосная
подача топлива в камеру сгорания:
Давление в топливных баках при вытеснительной подаче 5-7 МПа/м2 Давление в КС 5-15 МПа
Давление в топливных баках при насосной подаче 0.12 МПа/м2
Давление
в шаровых баллонах с азотом, МПа/м2:
Назначаем
давление в топливных баках, МПа:
Показатель
адиабаты:
Объем шар баллонов с азотом для заполнения бака с циклином, м3:
Количество
шаровых баллонов с азотом объемом 0.01
м3
для заполнения бака с циклином:
Общее
количество шаровых баллонов с азотом:
Радиус
торового бака горючего, м:
Радиус сечения торового бака горючего, м:
Расчет длины цилиндрического бака окислителя
Высота
шарового сегмента:
Длина цилиндрического бака со сферическими днищами:
Полученные результаты:
радиус зоны полезной нагрузки RПН=1,35 м
радиус сечения торового бака горючего rtor=0,303 м
радиус торового бака горючего Rtor=0,7 м
длина цилиндрического бака окислителя Lpc=0,465 м
высота шарового сегмента hc=0,1 м
радиус сечения тора приборного отсека rtor=0,26 м
радиус тора приборного отсека Rtor=2,7 м
ПРИЛОЖЕНИЕ 1