2.7 Баллистический расчет

Вычислим приведенную относительную массу топлива

.

Скорость в конце активного участка траектории вычислим по формуле

, приняв = 1,18.

.

Тогда получим:

= 2928 м/с,

м/с.

По данным, представленным в [1], при  м/с дальность = 8000 км,

а при м/с дальность = 10 000 км.

Воспользуемся методом линейной интерполяции и вычислим дальность полета при м/с:

9805 км.

8. Массовые характеристики ракеты

Используя результаты расчетов, получаем:

– стартовая масса первой ступени = 45 100 кг;

– стартовая масса второй ступени = 14 503,8 кг;

– стартовая масса третьей ступени m₀₃ = 4664,3 кг;

– масса разгонного блока первой ступени  =      =

= 45 100 – 14 503,8 = 30 596,2 кг;

– масса разгонного блока второй ступени  =    m₀₃  = 

= 14 503,8 – 4664,3 = 9839,5 кг;

– масса разгонного блока третьей ступени m*₀₃ = m₀₃ – =

= 4664,3 – 1500 = 3164,3 кг;

– масса топлива первой ступени = = 0,619·45100 = 27917 кг;

– масса топлива второй ступени = = 0,6032·14503,8 = 8749 кг;

– масса топлива второй ступени m_т3 = μ_т3 m₀₃ = 0, 5865·4664,3 = 2736 кг;

– масса конструкции ракеты с полезной нагрузкой и остатками топлива =   – m_т3 = 45100 – 27917 – 8749 – 2736 = 5698 кг;

– масса «сухой» ракеты (  ) ( + + m_т3) =

= 5698 – 0,01 (27917 + 8749 + 2736) = 5304 кг.

8. Геометрические характеристики ракеты

Основные геометрические величины, из которых формируется облик разгонного блока ракеты с РДТТ, представлены на рисунке 4.

Рисунок 4 – Разгонный блок ракеты с РДТТ

Вычислим для каждой ступени основные геометрические параметры РДТТ.

1. Диаметр внутреннего канала заряда .

м,

м.

2. Диаметр критического сечения .

м,

м,

м.

3. Диаметр среза сопла .

м,

м,

м.

4. Диаметр входа в сопловой насадок .

м,

м,

м.

5. Диаметр отверстия под воспламенитель :

м,

м.

6. Длина закритической части сопла , где  = 0,45 – коэффициент укорочения профиля сопла.

м,

м,

м.

7. Длина утопленной части сопла .

м,

м,

м.

8. Длина докритической части сопла .

м,

м,

м.

9. Длина сопла .

м,

м,

м.

10. Длина воспламенителя .

м,

м.

11. Длина днища .

м,

м.

12. Длина цилиндрической обечайки корпуса .

м,

м,

м.

13. Диаметр отверстия под сопло

.

м,

м,

м.

14. Длина двигателя каждой ступени со сложенными сопловыми насадками:

– для первой ступени м;

– для второй ступени м;

– для третьей ступени м.

При вычислении длин двигателей второй и третьей ступеней принято во внимание, что вылет складывающихся сопел двигателей составляет половину и тpеть соответственно.

15. Полная длина ракеты:

= м,

Все рассчитанные геометрические характеристики сведены в таблицу 4.

Таблица 4 – массовые и геометрические характеристики ракеты

Паpаметp	№ ступени
	1	2	3
кг	45 100	14 503,8	4664,3
кг	27 917	8749	2736
м	1,9	1,9	0,9
м	0,418	0,418	0,198
	3,0	0,94	2,79
мм/с	13,85	13,21	12,52
	0,179	0,103	0,185
м	0,340	0,195	0,167
	17,9	49,6	74,2
м	1,441	1,384	1,438
м	0,5	0,3	0,25
м	0,72	0,54	0,43
м	0,38	0,38	0,18
м	1,446	1,562	1,698
м	0,43	0,47	0,51
м	1,012	1,093	1,188
м	0,272	0,158	0,134
м	6,6	2,1	2,9
м	0,19	0,19	0,09
м	0,57	0,57	0,27
м	7,61	2,65	3,3

По рассчитанным геометрическим характеристикам построена конструктивно-компоновочная схема трехступенчатой ракеты с РДТТ, представленная на рисунке 5.

Рисунок 5– Конструктивно-компоновочная схема

трехступенчатой ракеты с РДТТ