ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ГОУ ВПО ОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Кафедра «Авиа- и ракетостроение»
Специальность 160801- «Ракетостроение»
Курсовой проект по дисциплине
«Основы проектирования, конструирования и производства ЛА»
на тему: “Проектирование двухступенчатой баллистической
ракеты с ЖРД”
Омск 2006
Содержание
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ
ВВЕДЕНИЕ
БАЛЛИСТИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ
ВЫБОР КОНСТРУКТИВНОЙ СХЕМЫ РАКЕТЫ
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК ТОПЛИВА
ВЫБОР ПРОЕКТНЫХ ПАРАМЕТРОВ
ПРОЕКТИРОВОЧНЫЙ БАЛЛИСТИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ
ПРОВЕРОЧНЫЙ БАЛЛИСТИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ
ВЕСОВОЙ РАСЧЕТ
ВЫБОР ОПТИМАЛЬНЫХ ПРОЕКТНЫХ ПАРАМЕТРОВ
ВЕСОВОЙ РАСЧЕТ РАКЕТЫ ПРИ ВЫБРАННЫХ ОПТИМАЛЬНЫХ ПРОЕКТНЫХ ПАРАМЕТРАХ
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОСНОВНЫХ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЯГОВЫХ ХАРАКТЕРИСТИК
ОБЪЕМНЫЙ РАСЧЕТ РАКЕТЫ
ОБЪЕМНЫЙ РАСЧЕТ ГЧ
ОБЪЕМНЫЙ РАСЧЕТ ТОПЛИВНЫХ ОТСЕКОВ
1 СТУПЕНЬ
2 СТУПЕНЬ
ПРИКИДОЧНЫЙ РАСЧЕТ ГАБАРИТОВ ДУ1
РАСЧЕТ ДУ 1 СТУПЕНИ
РАСЧЕТ ДУ 2 СТУПЕНИ
ОБЪЕМНЫЙ РАСЧЕТ ПРИБОРНОГО, ХВОСТОВОГО И ПЕРЕХОДНОГО ОТСЕКОВ
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЦЕНТРА ТЯЖЕСТИ РАКЕТЫ НА АУТ
РАСЧЕТ НАГРУЗОК ДЕЙСТВУЮЩИХ НА РАКЕТУ В ПОЛЕТЕ
РАСЧЕТ ТОПЛИВНЫХ БАКОВ РАКЕТЫ
РАСЧЕТ ОБЕЧАЕК ТОПЛИВНЫХ БАКОВ
БАК ОКИСЛИТЕЛЯ 2-Й СТУПЕНИ
БАК ГОРЮЧЕГО 2-Й СТУПЕНИ
БАК ОКИСЛИТЕЛЯ 1-Й СТУПЕНИ
БАК ГОРЮЧЕГО 1-Й СТУПЕНИ
РАСЧЕТ РАСПОРНЫХ ШПАНГОУТОВ
РАСПОРНЫЕ ШПАНГОУТЫ ВЕРХНИХ ДНИЩ
РАСПОРНЫЙ ШПАНГОУТ НИЖНЕГО ДНИЩА БАКА ГОРЮЧЕГО ПЕРВОЙ СТУПЕНИ
РАСПОРНЫЙ ШПАНГОУТ НИЖНЕГО ДНИЩА БАКА ГОРЮЧЕГО ВТОРОЙ СТУПЕНИ
РАСПОРНЫЙ ШПАНГОУТ НИЖНЕГО ДНИЩА БАКА ОКИСЛИТЕЛЯ ПЕРВОЙ СТУПЕНИ
РАСПОРНЫЙ ШПАНГОУТ НИЖНЕГО ДНИЩА БАКА ОКИСЛИТЕЛЯ ВТОРОЙ СТУПЕНИ
РАСЧЕТ ДНИЩ ТОПЛИВНЫХ БАКОВ
НИЖНЕЕ ДНИЩЕ БАКА ОКИСЛИТЕЛЯ 2-Й СТУПЕНИ
НИЖНЕЕ ДНИЩЕ БАКА ГОРЮЧЕГО 2-Й СТУПЕНИ
НИЖНЕЕ ДНИЩЕ БАКА ОКИСЛИТЕЛЯ 1-Й СТУПЕНИ
НИЖНЕЕ ДНИЩЕ БАКА ГОРЮЧЕГО 1-Й СТУПЕНИ
ВЕРХНИЕ ДНИЩА БАКОВ РАКЕТЫ
РАСЧЕТ ОКАНТОВОК ОКОЛО КРУГОВЫХ ОТВЕРСТИЙ ТОПЛИВНЫХ БАКОВ
РАСЧЕТ ОКАНТОВОК БАКА ГОРЮЧЕГО ПЕРВОЙ СТУПЕНИ
РАСЧЕТ ОКАНТОВОК БАКА ОКИСЛИТЕЛЯ ПЕРВОЙ СТУПЕНИ
РАСЧЕТ ОКАНТОВОК БАКА ГОРЮЧЕГО ВТОРОЙ СТУПЕНИ
РАСЧЕТ ОКАНТОВОК БАКА ОКИСЛИТЕЛЯ ВТОРОЙ СТУПЕНИ
РАСЧЕТ ТОННЕЛЬНЫХ ТРУБ.
ТОННЕЛЬНАЯ ТРУБА 1-Й СТУПЕНИ
ТОННЕЛЬНАЯ ТРУБА 2-Й СТУПЕНИ
РАСЧЕТ ФЛАНЦЕВОГО СОЕДИНЕНИЯ КРЕПЛЕНИЯ КРЫШКИ ЛЮКА-ЛАЗА
РАСЧЕТ СУХИХ ОТСЕКОВ РАКЕТЫ
РАСЧЕТ ПРИБОРНОГО ОТСЕКА 2 СТУПЕНИ
РАСЧЕТ МЕЖБАКОВОГО ОТСЕКА 2 СТУПЕНИ
РАСЧЕТ ХВОСТОВОГО ОТСЕКА 2 СТУПЕНИ
РАСЧЕТ ПРИБОРНОГО ОТСЕКА 1 СТУПЕНИ
РАСЧЕТ ХВОСТОВОГО ОТСЕКА 1 СТУПЕНИ
РАСЧЕТ ФЕРМЫ ПЕРЕХОДНОГО ОТСЕКА
РАСЧЕТ СТЫКОВОЧНОГО ШПАНГОУТА ГЧ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
Исходные данные
Число ступеней ракеты n = 2
Максимальная дальность полета Lmax = 8000 км
Масса полезной нагрузки mмн = 2200 кг
Топливо : АТ + Гидразин
Введение
Данная двухступенчатая баллистическая ракета спроектирована на основе задания. Предназначена для доставки полезного груза массой 2200 кг на расстояния до 8000 км.
Баллистический расчет
Выбор конструктивной схемы ракеты
Выбираем схему с последовательным соединением ступеней.
Рис. 1 Компоновочная схема
ГЧ - головная часть
БО - бак окислителя
МБ - межбаковый отсек
ПО - приборный отсек
ДУ - двигательная установка
ХО - хвостовой отсек
Такая схема имеет следующие преимущества: хорошая компактность, наименьшая стартовая масса за счет простоты узлов соединения и рациональной схемы ракеты, сравнительно небольшие возмущения при разделении ступеней, небольшое лобовое аэродинамическое сопротивление, простое стартовое устройство.
Недостатки схемы: необходимость отработки и проектирования каждой ступени в отдельности, запуск двигателя второй ступени при низком атмосферном давлении, чувствительность к поперечным перегрузкам.
Количество ступеней ракеты определено в исходных данных и равно двум.
Отделение головной части осуществляется с помощью расталкивающей системы отделения. Исполнительный механизм - пневмотолкатель. Источником энергии для пневмотолкателя служит давление газа содержащееся в бортбаллоне. Достоинством этой схемы является простота конструкции, малая масса и габариты по сравнению с тормозными системами отделения.
Разделение ступеней осуществляется торможением первой ступени с помощью тормозных ПРД (холодное разделение ступеней). Достоинством схемы является то, что разделения ступеней происходит под действием небольших сил, а так же продольных и угловых колебаний, сравнительно небольшая масса узлов системы разделения, отсутствует достартовый расход топлива второй ступени (как в случае горячего разделения), не требует дополнительной теплозащиты верхнего днища бака окислителя первой ступени. Недостатки: большие потери по дальности полета засчет действия гравитационных сил, так как включение двигателя второй ступени происходит после отработки двигателя первой ступени и тормозных двигателей; сложность запуска двигателя последующей ступени, так как не действуют продольные ускорения, которые обеспечивали бы контакт топлива с заборным устройством.
Система управления. Органы управления первой ступени - это управляющие двигатели, работающие на основных компонентах топлива. Органы управления второй ступени - управляющие сопла работающие от основного газогенератора.
Система подачи топлива. В двигателях первой и второй ступени применяется турбонасосная система подачи топлива. Преимущества насосной подачи над вытеснительной: масса турбонасосной системы подачи не зависит от времени работы, топливные баки значительно разгружены, имеется возможность создание больших давлений в камере сгорания, что снижает габариты двигателя и увеличивает тягу. Двигатель выполнен по схеме без дожигания генераторного газа. Такая схема применяется в двигателях с давлением в камере от 8 до 12 МПа. Более высокие давления существенно усложняют конструкцию двигателя и турбонасосного агрегата. Уменьшение габаритных размеров камеры, связанное с повышением давления, ведет к проблемам охлаждения стенок камеры сгорания из-за уменьшения поверхности теплоотдачи.