
- •2.Уравнение тяги как результирующая действия всех газодинамических сил. Полный импульс тяги. Удельный импульс и удельная тяга. Давление, температура горения топлива, энергомассовое совершенство
- •3.Термодинамический расчет процессов в камере. Основные термодинамические характеристики топлива, порядок их определения.
- •5.Определение газодинамических параметров течения в сопле с помощью газодинамических фнункций.
- •6. Типы зарядов и их основные характеристики. Требования, предьявляемые к зарядам. Выбор требуемой поверхноси горения .Расчет заряда канально-щелевой формы.
- •8.Причины отклонения параметров рдтт от номинальной величины. Определение разброса вбх. Регулирование по давлению и тяге.
- •8.1 Классификация жрд, облости применения ,преимущества и недостатки.Характеристики камеры и двигателя. Коэффициенты потерь. Характеристики: расходная высотная. Топлива для жрд.
- •9.Основные элементы процессов превращения. Назначение и виды форсунок. Головки к.С. Схемы расположения форсунок. Расчет соотношения по сечения камеры.
- •10. Регулирование жрд. Запуск и остановка двигателя. Основные задачи регулирования.
- •11. Охлаждение жрд. Процессы теплообмена и защиты стенок камеры сгорания. Особенности теплообмена. Способы охлаждения. Расчет охлаждения.
- •13. Система управления ла. Типы траекторий. Определение дальности полета. Траектория наведения. Системы управления ла.
- •14.Основные характеристки рдтт
- •15.Компоновка ла
- •16.Компоновочные схемы ракет; способы создания управляющих сил и моментов. Принцип разбиение ракеты по ступеням.
- •17.Основные весовые и геометрические характеристики ла
- •18. Основные конструктивные схемы гибридных, турбореактивных, ракетно-прямоточных двигателей, комбинированных ракетно-прямоточных двигателей. Основные узлы и элементы.
- •19.Эллиптическая траектория. Интеграл площадей и энергий. Форма и основные участки траектории.Оптимальный угол бросания.Оценка дальности полета по эллиптической и паробалической траекториям
- •21.Системы управления движением ла, их назначение и общая структурная схема. Управление дальностью полета.
- •3.Управление дальностью полета.
- •3.Управление дальностью полета. По Бульбовичу:
- •22. Возмущенное движение ла. Линеаризация уравнений возмущенного движения. Разложение возмущеного движения на продольное и боковое. Динамические коэффициенты.
- •25. Классификация динам. Нагрузок, действующих на ла на различных этапах его эксплуатации. Нагрузка при транспортировке. Ветровая нагрузка. Акустическая нагрузка. Пульсация давления в камере рдтт.
- •29.Задачи динамического анализа ла. Основные задачи динамического анализа. Методы решения динамических задач. Технические решения на этапе динамического анализа.
- •33.Основные особенности 2-х фазного течения. Потери удельного импульса в сопле: их классификация, физические процессы их обуславливающие.
- •37. Назначение хвостового оперения. Балансировочная зависимость. Общий подход к выбору оперения в начальном приближении.
- •44. Основные модели напряженно-деформированного состояния,используемые для прочноскрепленных зарядов рдтт. Запасы прочности, как соотношение разрушающей и расчетной нагрузок. Коэффициент безопасности.
- •45. Математическая постановка мкэ. Основные этапы решения задачи мкэ. Запись основных соотношений теории упругости для конечного элемента в матричной форме.
- •46.Расчет пластин. Основные уравнения и гипотезы. Вывод основных уравнений теории тонких пластин в декартовой системе координат.
- •47.Изгиб пластин. Дифференциальное уравнение упругой поверхности пластины. Методы решения дифференциального уравнения пластины.
- •48.Геометрия оболочек вращения. Гипотезы кирхгофа-лява и геометрические соотношения. Основные соотношения общей теории оболочек.
- •49. Уравнения безмоментной теории оболочек(бто). Уранения осесимметиричной задачи. Сферическая и цилиндрическая оболочки при действии внутреннего давления.
- •51.Устойчивость цилиндрических оболочек. Основные уравнения устойчивости цилиндрических оболочек. Устойчивость цилиндрических оболочек при осевом сжатии и внешнем давлении.
- •52. Основные силы, действующие на корпус ла в полёте и характер их изменений. Определение осевых сил, действующих на корпус ла в полёте.
- •53.Расчет топливных отсеков. Расчет корпуса рдтт. Расчет сферических, эллиптических и торосферических днищ. Особенности расчета на прочность конструкции жрд.
- •54.Конструкция и расчет сопловых блоков двигателей.
- •55.Конструкция и расчет обечаек камер сгорания рдтт.
- •56.Конструкция и расчет органов управления
- •57.Конструкторско-технологическая характеристика соединений.
- •2.Неразъемные
- •58. Конструкция баростендов для испытания двигателей
- •59. Надежность ла на этапе отработки.
- •60.Надежность ла на этапе серийного производства..
- •61. Содержание эксплуатационных испытаний рдтт при отработке.
- •62. Испытание рдтт на служебную безопасность.
- •63.Способы наведния на цель. Системы управления зур.
- •64.Расчетные траектории – телеуправляемые, самонаводящиеся, с комбинированной системой управления.
- •65.Классификация крылатых ракет. Типы траекторий крылатых ракет. Траектория пикирования крылатой ракеты.
- •66.Особенности конструкции, системы наведения и проектированияя авиационными ракетами. Противоспутниковые авиционные ракеты
- •68. Классификация ракетных снарядов
- •69.Методика проведения статического прочностного анализа прочноскрепленного заряда рдтт с использованием конечно-элементных пакетов.
- •70. Методика проведения модального анализа прочноскрепленного заряда рдтт с использованием конечно- элементных пакетов.
- •71.Методика проведения гармонического анализа прочноскрепленного заряда рдтт с использованием конечно-элементных пакетов.
- •72.Методика проведения динамического анализа прочноскрепленного заряда рдтт с использованием конечно-элементных пакетов.
- •73. Методика определения ндс прочноскрепленного заряда рдтт при действии температуры с использованием конечно-элементных пакетов.
- •74.Методика проведения температурно-прочностного анализа прочноскрепленного заряда рдтт с использованием конечно-элементных пакетов.
- •75.Методика проведения расчета на устойчивость цилиндрической оболочки с использованием конечно-элементных пакетов.
- •76.Общие сведения о пкм. Основные определения, структура материалов, фазы, назначение связующих и наполнителей в составе материалов.
- •78.Формование изделий из пкм методы форования:намотка, прессование, автоклавное формование, режимы формования.
- •79. Физико-мех., теплофизические и др. Свойства угле-, стекло-, органо , боропластиков, термопластичных км.
- •80. Теплонапряженные узлы ла и дла из пкм. Расчет температурных полей,анализ толщин с учетом и без учета абляции,оценка тепло и термостоикости.
- •81.Структурные особенности материала и учет их в конструкциях, анализ прочности.
- •82. Химическая стойкость пкм в конструкциях ла и дла
- •83. Техническая подготовка производства.
- •84. Тип производств и его определение.
- •85.Точечные диаграммы и практические кривые распределения (рассеивания) размеров(погрешностей).
- •86.Классификация баз. Принципы совмещения баз при постороении операций. Принцип постоянства баз.
- •87. Погрешности обработки, вызываемые установкой заготовок.
- •88.Припуски. Максимальный и минимальный припуски.
- •89.Понятине технологичности. Количественная оценка технологичности. Качественная оценка технологичности.
- •90. Основные принципы построения технологических процессов.
- •91 Принципы выбора топлива и формы заряда для конкретной конструкции рдтт
- •92. Сравнительный анализ характеристик баллиститных и смечевых твердых топлив.
- •93.Особенности проектирования заряда торцевого горения.
- •94. Факторы, влияющие на скорость горения твердого топлива
- •95. Принцип выбора бронирующего покрытия для заряда тт.
- •96.Типы воспламенительных составов и принципы проектированиявоспламенителей.
- •97. Технология производства зарядов из смесевых твердых топлив.
- •98.Технология изготовления зарядов из баллиститных твердых топлив.
- •99.Технология нанесения бронирующих (от 3 до 8 мм)
- •100.Технология крепления зарядов твердого топлива в камере сгорания рддт
- •101.Технология подготовки корпусов рдтт перед их заполнением.
- •102.Технология производства пиротехнических воспламенительных составов.
- •109. Назначение и содержание технического задания.
- •110.Назначение и содержание технического предложения
- •111. Назначение и содержание эскизного и технического проектов
- •112.Назначение и содержание программы и методики испытаний.
- •113.Назначение и содержание правил по обращению.
- •114.Назначение и содержание технических условий
- •115.Динамика системы поверхность горения - камера
- •120.Динамическое состояние заряда: вязкоупругая модель.
- •122.Расчет динамического ндс по коэффициентам усиления. Определения расчетных случаев оценки динамической прочности заряда при продольной акустической неустойчивости рдтт.
54.Конструкция и расчет сопловых блоков двигателей.
Односопловые блоки получили наибольшее распространение в РДТТ. Такие блоки в меньшей степени подвержены несимметричному эрозионному разрушению и возникновению эксцентриситета тяги; им свойственны меньшие потери удельного импульса. Конструкция односоплового блока позволяет реализовать большую степень расширения и применять такие способы управления, как вдув газа и впрыск жидкости в сверхзвуковую часть. К недостаткам односопловых блоков можно отнести значительные размеры и массу. В простейших небольших двигателях с кратковременной работой сопло может быть выполнено в едином узле сопловой крышки, а раструб коническимрис. 1
рис.
1
Профиль
конического сопла образуется двумя
конусами: входным — сужающимся и выходным
— расширяющимся. Оба конуса сопрягаются
между собой радиусами r
и г2
или соединяются цилиндрической
проточкой, образуя относительно оси
поверхность критического сечения сопла
(рис. 6.2). Центры радиусов расположены
в плоскости критического сечения.
Радиусы рекомендуется выбирать в
следующих пределах:
= (0,5 ... 2)r
, г2
= (0,5 ... 3) r
.
Цилиндрическая
поверхность, по диаметру равная DKp
и шириной в несколько
миллиметров, создает условия для лучшего
сохранения Dкр
в процессе работы двигателя и является
удобной технологической базой при
изготовлении сопла.
Входной конус обычно конструируют исходя из геометрических соотношений днища и сопла, расположения заряда в камере сгорания и др. Однако, если входная часть сопла спроектирована с отклонениями от рекомендованных соотношений, можно ожидать заметных потерь удельного импульса двигателя, появления скачков уплотнений в сверхзвуковой части сопла.
Для
входной части рекомендуется выбирать
угол
BX
= 30 ... 60° к продольной
оси сопла. При увеличении угла
свыше 60° возрастают тепловые потоки,
направленные к стенке. В некоторых
случаях входную часть сопла выполняют
по дуге окружности
или эллипса. Выходной
конус рекомендуется
выбирать с углом к продольной
оси
вых
= = 7 ... 25°. Увеличение
угла
вых
вызывает уменьшениедоли
потерь
на трение и увеличение потерь на
рассеяние. Уменьшение
угла
вых
приводит
к обратным результатам. Опыт эксплуатации
конических сопл показывает, что
оптимальным является
значение угла
вых
= 9 ... 12°.
Длина
расширяющейся части определяется, в
основном, отношением
=Dа/DKp.
Если Dа
выбирать
для условий полного расширения
газов, сопло получается длинным и
тяжелым. Для
получения приемлемых характеристик по
тяге и массе сопла для
одноступенчатых ракет класса земля—земля
рекомендуется проектировать
с
=
1,5 ... 2,5.
При большом удлинении расширяющейся части сопла прирост тяги (удельного импульса) не компенсирует увеличение массы сопла. Укорочение сопла производится по тому сечению, где увеличение тяги становится меньше прироста массы сопла (рис. 6.3).
Наиболее ответственным является размер диаметра критического сечения сопла. В первом приближении его можно найти по заданному значения тяги двигателя с помощью уравнения
откуда
гдеKR
-
коэффициент
тяги РДТТ.
Для построения контура сверхзвуковой части сопла должны быть известны следующие параметры:
радиус минимального сечения, гф;
длина сверхзвуковой части сопла, L;
радиус среза сопла, га\
радиус скругления горловины сопла, г2;
показатель изоэнтропы, п.
Газовые потоки современных РДТТ содержат в своем составе жидкие или твердые частицы продуктов сгорания. Воздействие такого потока на стенки сопла сопровождается эрозией. Особенно заметно эрозионное воздействие проявляется на входе в критическую часть сопла и на выходной кромке. Защита критического сечения сопла от эрозии осуществляется применением эрозионностойких материалов, таких, как графит, стекло- и углепластики и других материалов на их основе.
Применение
односопловых блоков, особенно в
крупногабаритных двигателях, приводит
к увеличению длины РДТТ.С цельюсокращения
длины сопло частично утапливают внутрь
камеры двигателя.
В существующих конструкциях степень
утопленности сопла
различна и колеблется в пределах от
0,15 до 1,0. Под степенью
утопленности сопла понимаем отношение
расстояния от плоскости
входного сечения сопла до плоскости,
проходящей через фланец
крепления сопла,к общей длине сопла: Ln
=
L
/L,
где
LП
— глубина погружения; L
—
общая длина сопла. Для
двигателей небольших размеров сопло
можно заглублять значительно
больше, чем для крупных двигателей.
Неподвижные сопла можно заглублять на
всю длину. Для сопл с газодинамическим
управлением степень утопленности
определяется местом расположения
органов управления, приводов и удобством
обслуживания
системы.
Входная часть сопла должна быть хорошо
защищена от термоэрозионного
воздействия газового потока. Для этого
применяется комбинация
различных материалов,каждый из которых
выполняет определенные
функции. Наружной поверхности утопленной
части сопла
придают такую форму и задают зазоры
между зарядом и
соплом, чтобы скорость течения продуктов
сгорания была минимальной.
При недостаточных зазорах возрастает
интенсивность разрушения и унос
теплозащитного покрытия. Кроме того,
возникают
кольцеобразные вихри, которые, срываясь,
могут усиливать акустические продольные
колебания, возникающие в результате
вибрационного
горения топлива.
Профиль входа внутренней части выполняется
по дуге эллипса с
соотношением осей 3 : 2. Все сопрягающиеся
поверхности должны
сопрягаться радиусами. Наибольший унос
материала наблюдается
на входной кромке утопленной части
сопла, поэтому необходимо
делать эту часть из эрозионно стойких
композиционных
материалов. Наружная часть сопла имеет
металлическую или стеклопластиковую
(органопластиковую) силовую оболочку
с элементами
крепления к корпусу двигателя. Внутренняя
поверхность
стенки сопла защищена слоем эрозионно
стойкого покрытия
(ЭСП).
В неуправляемых ракетах многосопловой блок применяется для сокращения длины двигателя, отклонения газовой струи от деталей и устройств, на которые не допускается воздействие струи, стабилизации ракеты в полете вращением.
В управляемых ракетах многосопловые блоки применяются для размещения исполнительных органов управления, создания управляющих усилий и моментов.
Многосопловой блок по сравнению с односопловым имеет следующие недостатки:в нем ухудшаются условия входа газов в сопло, что приводит к более интенсивному уносу теплозащитного слоя и неравномерному разгару критических сечения и раструбов сопл;разнотяговость сопл вследствие разброса размеров при изготовлении и неравномерного разгара в процессе работы РДТТ; относительно большие потери в удельном импульсе.
Сопла, с установленным внутри центральным телом, получили название кольцевых. Критическое кольцевое сечение может лежать в плоскости, перпендикулярной оси сопла, или быть наклоненным к ней под некоторым углом. Многочисленные схемы кольцевых сопл можно свести к двум основным разновидностям: сопло с внешним расширением или штыревое (рис.а, б) и сопло с внутренним расширением или тарельчатое сопло (см. рис. в).
По сравнению с круглыми соплами, кольцевые сопла саморегулируются по высоте, что позволяет получать лучшие характеристики удельной тяги по траектории полета ракеты. С помощью центрального тела кольцевого сопла можно регулировать вектор тяги по величине и направлению. Свободный объем центрального тела может быть использован для размещения приводов, заряда воспламенителя и др.К недостаткам кольцевых сопл следует отнести некоторые потери, связанные с установкой опор для закрепления центрального тела, для уменьшения тепловых потоков, поступающих в центральное тело, применяют тепловую защиту.
Существует реальная возможность увеличения удельного импульса высотной ступени ракеты путем увеличения геометрической степени расширения сопла
Раздвижные сопла. Общим в этой группе является принцип складывания и развертывания сопла, состоящего из отдельных конических или профилированных элементов. В сложенном состоянии насадки располагаются вокруг неподвижной части сопла и удерживаются в таком положении фиксаторами. Пневмоцилиндр имеет телескопическую конструкцию и в сложенном положении располагается под большим углом к оси сопла. Пневмоцилиндры могут приводиться в действие сжатыми инертными газами или газами, отобранными из двигателя. Недостатками этой конструкции является необходимость иметь громоздкие устройства для развертывания — пневмоцилиндры; возможная герметичность узлов стыка секций; возможность перекоса из-за неодновременного раздвижения нескольких пневмоцилиндров. Разворачивание сопла без пневмоцилиндров может производится с помощью щитков, которые помещаются в газовую струю двигателя. После того как сопло развернется, щитки сбрасываются. Такое решение значительно упрощает и облегчает конструкцию. Для соосного и равномерного движения секций необходимо иметь направляющие
сопла с деформируемым насадком . Подвижная часть сопла изготавливается из тонкого листа жаропрочной стали или ниобиевого сплава. Один торец оболочки соединен с неподвижной частью сопла. Выходная часть закрыта мембраной из прорезиненной ткани. В сложенном состоянии подвижная часть располагается вокруг неподвижной части сопла. Под действием незначительного давления газов в момент запуска двигателя сопло разворачивается. При этом в тонкой оболочке происходит пластическая деформация, способствующая образованию жесткой оболочки. После того как сопло полностью развернется, мембрана разрушается. Конструкция имеет достаточную жесткость и малую массу.
Конструкциясопла
с продольно-гофрированным насадком
позволяет
сократить Da
в
нерабочем положении. Насадок выполняется
из
тонколистового ниобиевого сплава. С
одной стороны насадок крепится
к неподвижной части сопла. В нерабочем
положении насадок
укладывается за срезом неподвижной
части сопла с образованием
продольных гофров. Перевод в рабочее
положение может производиться
телескопическими пневмоцилиндрами или
другими подобными
механизмами. При подъеме на высоту
уменьшается внешнее давление и появляется
перепад давлений, в результате происходит
расширение насадка и образование
конического сопла, при
этом гофрированная поверхность
расправляется.
Разворачивающееся
сопло с мягким насадком,закрепленным
на
неподвижной части сопла, укладывается
внутри сопла с
образованием гофров. Эластичная часть
сопла выполнена
из армированного каучука или листового
асбеста, армированного
проволокой и пропитанного тефлоном.
Перевод в рабочее положение происходит
под действием истекающих газов.
Недостатком
конструкции является малая жесткость
насадка, которая может
привести к потере устойчивости .
Другая конструкция эластичного разворачивающегося сопла Конструкция компактна, имеет малую массу. Разворачивающаяся часть сопла изготовлена из ткани, основу которой составляют кварцевые волокна «ковер». Внутренняя поверхность сопла армирована пучками углеродных волокон, которые заделаны в ткань наподобие ковра. Углеродные волокна со стороны заделки в ткань закреплены слоем эластомера.