Министерство высшего и среднего специального образования Российской Федерации Московский ордена Ленина, ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового Красного Знамени ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ имени Н. Э. БАУМАНА ФАКУЛЬТЕТ СМ (Специальное машиностроение) КАФЕДРА СМ3(Баллистика и аэродинамика ) Домашнее задание по курсу “Проектирование КА” Студент: Клишин С.А. Группа: СМ3-102 Преподаватель: Миненко В.Е. . . Москва 2012 г.

Содержание.

Проектные данные и задание на проект: 3

1 Назначение и требования к проектируемому ЛА 4

1.1 Назначение ЛА (Цель) 4

1.2 Требования к ЛА 4

2 Расчёт объёмно-поверхностных характеристик ЛА 5

2.1 Определение размеров ЛА 5

2.2 Расчёт объёмно-поверхностных характеристик 6

составляющих элементов 6

2.3 Расчёт объёмно-поверхностных характеристик ла 7

2.4 Расчет коэффициента заполнения 7

3 Определение аэродинамических характеристик ЛА 8

3.1 Определение аэродинамических характеристик составных частей 8

в связанной системе координат 11

3.3 Определение характеристик ЛА в скоростной системе координат 11

3.3 Определение аэродинамического качества 12

4 Массовая сводка 15

5 Тепловой режим спуска 16

5.1 Баллистика спуска 16

5.2 Определение числа Рейнольдса 18

5.3 Определение теплового потока 18

5.4 Температура поверхности 20

6 Определение моментов инерции по объёму и по поверхности 22

6.1 Сферический сегмент 22

6.2 Усечённый конус 1 23

6.2 Усечённый конус 2 24

6.3 Момент инерции ЛА 25

Приложение 27

Приложение № 1. Теоретический чертёж. 27

Приложение № 2. Объёмно-поверхностные характеристики. 28

Приложение № 3. Аэродинамические характеристики. 29

Приложение № 4. Схема действия аэродинамических сил. 30

Приложение № 6. Баллистика и тепловой расчёт. 31

Проектные данные и задание на проект:

Дано:

1. Диаметр миделева сечения: D=2.5 м,

2. Радиус носового затупления: R₀=0.5 м,

3. Удлинение конуса 2: λ_K2 = 1.76,

4. Удлинение цилиндрической части:λ_Ц=0

5. Угол наклона образующей конуса 1: Θ_К1=10º,

6. Угол наклона образующей конуса 2: Θ_К2=3,5º,

7. Данные необходимые для составления массовой сводки.

Задание:

1. Описать назначение и требования к ЛА

2. Рассчитать объемно-поверхностные характеристики ЛА и разработать теоретический чертеж ЛА. Рассчитать объёмный коэффициент заполнения

3. Рассчитать аэродинамических характеристик аппарата в гиперзвуковом диапазоне скоростей. Построить графиков аэродинамических характеристик в заданном диапазоне углов атаки. Определить положение центра давления. Определить координаты центра масс аппарата. Построить схему действия аэродинамических сил.

4. Составить массовую сводку ЛА.

5. Рассчитать величину теплового потока и температуры в характерных точках ЛА

6. Рассчитать моменты инерции ЛА по объему и по площади поверхности.

1 Назначение и требования к проектируемому ла

1.1 Назначение ла (Цель)

Проектируемый ЛА предназначен для следующих целей:

1. Доставки, смены и возвращения экипажей ОС численностью 3 человека.

2. Доставки одновременно с экипажем полезного груза массой 1500 кг.

3. Возвращения с ОС на Землю результатов и объектов научно-экспериментальных исследований.

4. Постоянного нахождения а составе орбитальной станции в качестве корабля-спасателя для экстренной эвакуации экипажа с ОС и возвращения его на Землю.

5. Выполнения в процессе дежурства на станции отдельных операций в поддержку ее функционирования в рамках располагаемых ресурсов корабля.

1.2 Требования к ла

Перспективный пилотируемый корабль класса «несущий корпус» должен обеспечивать выполнение следующих основных требований:

1. Переход ЛА с орбиты выведения на рабочую орбиту в течении 1 ..3 суток

2. Возможность как автоматического, так и ручного сближения, причаливания, стыковки и расстыковки ЛА с орбитальной станцией

3. Нормальные условия жизнедеятельности и безопасность экипажа при выведении на орбиту, в автономном полете, на участке спуска и после посадки при нахождении экипажа в ЛА, а именно:

   • давление Р = 1 атм;

   • температура Т = 10...40^º С;

   • влажность φ = 20 %;

   • атмосфера: О₂ - 20%; N₂ - 80%

4. Управление системами ЛА как по командам с Земли, так и с пульта космонавтов

5. Условия функционирования бортовых систем, обеспечивающих успешный спуск экипажа на землю, в расчётных нештатных ситуациях, включая разгерметизацию ЛА.

6. Возращение экипажа и полезного груза на Землю с посадкой в заданном районе.

7. Поиск и обнаружение ЛА после посадки.