Мир Знаний

Проектирование твердотопливного ракетного двигателя третьей ступени трехступенчатой баллистической ракеты (стр. 5 из 7)

Толщина металлической обечайки корпуса


м,

Где

- коэффициент запаса прочности;

- временное сопротивление материала обечайки с учетом нагрева, которое равно

;

- коэффициент, учитывающий снижение прочности при нагреве
.

- максимально возможное давление в КС РДТТ при максимальной температуре эксплуатации заряда

;

- максимальное расчетное давление в КС РДТТ;

- коэффициент, учитывающий разброс по давлению и скорости горения заряда,
=1,15.

Принимаем

м.

Расчет силовой оболочки сопловой крышки

Толщина сопловой крышки РДТТ

,

где

- запас прочности сопловой крышки;

- внутренний диаметр силовой оболочки КС;

- предел прочности материала сопловой крышки;

- коэффициент, определяющий высоту днища по отношению к диаметру
.

Для сопловой крышки принимаем тот же материал, что и для обечайки.

Принимаем

.

Расчет переднего днища

Исходные данные:

Внутренний диаметр камеры
;
Диаметр заряда
;
Материал днища Сталь;
Предел прочности
;
Диаметр отверстия под фланец
.

Порядок расчета:

Толщина днища

,

где

- коэффициент, учитывающий снижение прочности днища от отверстия под воспламенитель,

.

Наиболее нагруженными являются точки стыка обечайки корпуса РДТТ и днища, а также стыка днища и воспламенителя.

Главные радиусы кривизны

и
для выбранных расчетных точек (рис. 9).

Рис. 9 Расчетная схема к определению радиусов кривизны днища

и
в расчетных точках днища.

Точка 1.

,
,

где

- текущий радиус
;

а – большая полуось эллиптического днища

;

b – малая полуось эллиптического днища

.

Главные радиусы кривизны в точке 1:

,

.

Толщина днища в точке 1


.

Принимаем

Точка 2.

Угол

в точке 2, когда

равен
.

Главные радиусы кривизны в точке 2:

,

.

Толщина днища в точке 2

Принимаем


3. Расчет теплозащитных покрытий РДТТ, выполненного по схеме «кокон»

3.1 Расчет тепловых потоков в элементах РДТТ

Исходные данные:

Диаметр КС
Диаметр входа в сопло
Диаметр критики сопла
Температура продуктов сгорания в камере
Расход газа через сопло

Расчет теплового потока у переднего днища

Коэффициент конвективной теплопередачи

,

Где

- коэффициент теплопроводности продуктов сгорания;

- ускорение полета ракеты;

- коэффициент объемного расширения продуктов сгорания;

- температура поверхности теплообмена;

- коэффициент вязкости продуктов сгорания.

Суммарный коэффициент теплопередачи

,

Где

- коэффициент теплопередачи излучением.

Суммарный тепловой поток от газа к поверхности переднего днища

.

Расчет теплового потока в стенку КС и сопловой крышки

Коэффициент конвективной теплопередачи

,

Где

- теплоемкость продуктов сгорания.

Суммарный коэффициент теплопередачи

.

Суммарный тепловой поток от газа в стенку КС и сопловой крышки

.

Расчет тепловых потоков в стенку сопла

Коэффициент теплопередачи по сечениям сопла:

Сечение на входе в сопло

.

Сечение в критике сопла

.

Сечение сверхзвуковой части сопла

.

Сечение сверхзвуковой части сопла

.

Суммарный коэффициент теплопередачи

Для сечения на входе в сопло

.