Мир Знаний

Проектирование твердотопливного ракетного двигателя третьей ступени трехступенчатой баллистической ракеты (стр. 6 из 7)

Для сечения в критике сопла

.

Для сечения

.

Для сечения

.

Суммарный тепловой поток от газа в стенку сопла

Для дозвуковой части сопла

.

Для критики сопла

,

Где

- температура газа в критическом сечении сопла (результат предварительных вычислений). Для критики расчет
проводится с помощью таблиц газодинамических функций. В первом приближении можно принять:
.

Для сверхзвуковой части сопла:

;

,

Где

- температура газа в соответствующих сечениях сопла.

также определялась расчетом с помощью таблиц газодинамических функций. В первом приближении можно принять:

;
.

3.2 Расчет теплозащитного покрытия двигателя

Исходные данные:

Время работы РДТТ
Начальная температура материала
Толщина стенки: переднего днища
обечайки корпуса
сопловой крышки
Коэффициент теплопередачи:переднее днище
обечайка корп. и сопловая крышка
Материал переднего днища и обечайки корпуса ППН-100
плотность
удельная теплоемкость
допустимая температура нагрева
Материал сопловой крышки 28Х3СНМВФА (СП-28)
плотность
удельная теплоемкость
допустимая температура нагрева

Расчет толщины теплозащитного покрытия переднего днища

Для переднего днища, работающего в условиях высоких температур, но небольших скоростей движения газов, применяем фенольно-каучуковый материал ИРП-2049 (Р-161) – эластичное резиноподобное покрытие.

Теплофизические характеристики ИРП-2049:

Плотность
Удельная теплоемкость
Коэффициент теплопроводности

,

Где

;
- коэффициент аппроксимации;

- константа аппроксимации;

- относительный параметр, равный

;

- коэффициент температуропроводности ТЗП

;

- температурный симплекс (безразмерная температура)

.

Принимаем толщину ТЗП переднего днища

Расчет толщины ТЗП обечайки корпуса и сопловой крышки

Для обечайки корпуса и сопловой крышки, работающих в условиях высоких температур и скоростей движения газов, применим слоистый материал на основе углеродных тканей, углепластик УПФК-1, имеющий следующие теплофизические свойства:

Плотность
Удельная теплоемкость
Коэффициент теплопроводности

Обечайка корпуса

Где

- параметр, равный

- коэффициент температуропроводности ТЗП

- температурный симплекс (безразмерная температура)

.

Сопловая крышка

где

- параметр, равный

- температурный симплекс (безразмерная температура)


Принимаем: толщину ТЗП оболочки корпуса

; толщину сопловой крышки
.

Расчет длины теплоизолируемой части КС

,

Где

- длина цилиндрической части заряда;

- коэффициент заполнения цилиндрической части КС

,

- для скрепленного заряда;

;

- относительная толщина заряда;

Расчет теплозащитного покрытия сопла

Исходные данные:

Толщина стенки: входного раструба сопла
выходного раструба сопла
Коэффициент теплопередачи: воротник сопла
сопловой вкладыш в критике
сверхзвуковой раструб сопла
Материал входного раструба сопла 30Х2ГСНВМА (ВМ-Д)
плотность
удельная теплоемкость
допустимая температура нагрева
Материал выходного раструба сопла 30ХГСА
плотность
удельная теплоемкость
допустимая температура нагрева

Расчет толщины теплоизолирующего покрытия воротника