Корпус разгонного блока из титана

Оглавление
Введение 3
1 Баллистический и массовый расчеты разгонного блока 4
1.1 Баллистические расчеты 4
1.2 Расчет массово-энергетических характеристик 5
2 Проектирование элементов конструкции РБ 8
2.1 Проектировочный прочностной расчет корпуса топливного бака 8
2.2 Проектировочный прочностной расчет ферменного отсека 10
3 Компоновка РБ 12
3.1 Зона полезного груза РН 12
3.2 Расчет объемов топливных баков и подсистем РБ 13
Заключение 17
Список использованных источников 19
ПРИЛОЖЕНИЕ 1. Оптимизация импульсной скорости при двухимпульсном некомпланарном перелете ТКА с круговой на более высокую круговую орбиту. 20
ПРИЛОЖЕНИЕ 2. Оптимизация начальной перегрузки на первом импульсе из условия минимума суммарной массы топлива на компенсацию гравитационных потерь и массы двигателя. 23
ПРИЛОЖЕНИЕ 3. Оптимизация начальной перегрузки моноблочного РБ при двухимпульсном перелете по максимальному значению относительной массы ПН. 28
ПРИЛОЖЕНИЕ 4. Графики оптимизации 32

Например, можно взять значения массовых коэффициентов 0,01, а не 0,1, как при первоначальном расчете.Список использованных источников1.Гардымов Г.П. Композиционные материалы в ракетно-космическомаппаратостроении. – СПб: СпецЛит, 1999.2. Смыслов В.И., Цыплаков О.Г. Технологические основы и опыт создания элементов ракет из композиционных материалов. – СПб: Изд-во ЛМИ, 1993.3. Кулик В.И., Мешков Е.В., Нилов А.С. Механическая и физико-техническая обработка композиционных материалов. – СПб: Изд-во БГТУ, 2004.4. Гардымов Г.П., Парфенов Б.А., Пчелинцев А.В. Технология ракетостроения. – СПб: Специальная литература, 1997.5. Буланов И.М., Воробей В.В. Технология ракетных и аэрокосмических конструкций из композиционных материалов. – М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э.Баумана, 1998.6. Белякова И.Т., Зернова И.А. Технология сборки и испытаний космических аппаратов. – М.: Машиностроение, 1990.7. ГОСТ 22178-76. Листы из титана и титановых сплавовПРИЛОЖЕНИЕ 1. Оптимизация импульсной скорости при двухимпульсном некомпланарном перелете ТКА с круговой на более высокую круговую орбиту.Исходные данные:Значения поворота вектора скорости в перигее, в град: Δip=0,0.2…2°Радиус перигея переходной орбиты, в км:rp=6.571∙103кмРадиус апогея переходной орбиты, в км:ra=2.657∙104кмУгол некомпланарности, в град: Δi=2°Решение: Суммарная импульсная скорость, км/с: Рисунок П1 – Зависимость суммарной импульсной скорости от угла некомпланарности.Минимальная суммарная импульсная скорость составляет 3.512 км/с при 0.4° поворота вектора скорости в перигее. С поворотом перигейного вектора на 0.4°экономия в скорости, км/с:3,512-3,512=0Расчет изменения скорости в перигее в Mathcadвыглядит следующим образом:Таблица П1 – Зависимость изменения скорости в перигее от значения поворота вектора скорости в перигееПри минимальном значении суммарной скорости изменение скорости в апогее, км/с: 3,512-2,075=1,437 км/сРасход топлива: Iud=3.2 км/сMo=7300кгvΣ=3.512 км/сВывод:Поворот всей плоскости орбиты осуществляется в апогее. Масса топлива на перелет равна 4864 кг.ПРИЛОЖЕНИЕ 2. Оптимизация начальной перегрузки на первом импульсе из условия минимума суммарной массы топлива на компенсацию гравитационныхпотерь и массы двигателя.Исходные данные:Начальная масса, кг: Мо=7300 кгУдельный импульс топлива, км/с:Iud=3.2 км/сПервая импульсная скорость, км/с:vi1=2.075 км/сВторая импульсная скорость, км/с: vi2=1.437км/сРадиус орбиты перегея, км: r1=6571 кмРадиус орбиты аппогея, км: r2=26371 кмНачальные перегрузки: no1=0.1,0.2…1Массовый коэффициент двигателя: γдв=0.0065Решение:Расчет объема 1 вMathcadвыглядит следующим образом:Таблица П2 – Зависимость объема 1 от значения перегрузок Расчет объема 2 в Mathcadвыглядит следующим образом:Таблица П3 – Зависимость объема 2 от значения перегрузок Расчет суммарного объема в Mathcadвыглядит следующим образом:Таблица П4 – Зависимость суммарного объема от значения перегрузок Расчет массы груза в Mathcadвыглядит следующим образом:Таблица П5 – Зависимость массы груза от значения перегрузок Расчет массы двигателя в Mathcadвыглядит следующим образом:Таблица П6 – Зависимость массыдвигателя от значения перегрузок Расчет общеймассы в Mathcadвыглядит следующим образом:Таблица П7 – Зависимость общей массы от значения перегрузок Рисунок П2 – Зависимости массы двигателя, груза и общей массы от начальных перегрузок.Вывод:При перегрузке 0.5 будет получена минимальная суммарная масса двигателя и гравитационных потерь, равная 32.744 кг.ПРИЛОЖЕНИЕ 3. Оптимизация начальной перегрузки моноблочного РБ при двухимпульсном перелете по максимальному значению относительной массы ПН.Исходные данные: Начальная масса ТКА, кг: M01=7300 кгВысота начальной орбиты, км: h1=200 кмВысота конечной орбиты, км: h2=20000 кмИмпульсная скорость в перигее, км/с: vи1=2.075 км/сИмпульсная скорость в апогее, км/с: vи2=1.437км/сМассовый коэффициент двигателя: γдв=0.0065Массовый кэффициент ПГС: αПГС=0.1Массовый коэффициент служебных систем: αc=0.1Массовый коэффициент несущих конструкций:ασ=0.05Удельный импульс топлива, км/с: I=3.2 кН∙сДиапазон варьирования начальной перегрузки на первом импульсе: n01=0.1,0.15,…,1Расчет массы двигателя в Mathcadвыглядит следующим образом:Расчет относительной массы ПН в Mathcadвыглядит следующим образом:Таблица П8 – Зависимость относительной массы ПН от значения перегрузок Рисунок П3 – Зависимость относительной массы ПН от начальной перегрузки на первом импульсеВыбор перегрузки и результаты расчета: Оптимальное значение начальной перегрузки на первом импульсеn01=0.5.Оптимальное значение начальной перегрузки на втором импульсе n02=0.96.Относительная масса ПН: μпн(n01)=0.132Масса ПН, кг: mпн=965.971 кгМасса топлива на первый импульс, кг: mт1=3.497∙103кгМасса топлива на второй импульс, кг: mт2=1.376103кг Время работы ДУ для первого импульса, с: td(n01,μк1)=312.534 сВремя работы ДУ для второго импульса, с: td(n02,μк2)=122.954сВывод:Оптимальное значение перегрузки равно 0.5 при значении целевой функцииотносительной масса ПН, равном 0,132.ПРИЛОЖЕНИЕ 4. Графики оптимизацииРисунок П4 –График оптимизации угла разворота плоскости орбиты в точке перигеяРисунок П5 – График оптимизации начальной перегрузки по минимуму суммарной массы двигателя и гравитационных потерь топливаРисунок П6 – График оптимизации начальной перегрузки по максимуму относительно массы полезной нагрузки