Пример расчета энергетических и габаритно–массовых характеристик ДУ на твердом топливе

Исходные данные:

1. Выбираем полиуретановое топливо.

Состав: перхлорат аммония (NH₄ClO₄) – 68%

полиуретан –17%

алюминий – 15%

Паспортные параметры топлива: Р_УДСТ=2460 [м/с]; ρ_Т =1800 [кг/м³]; Т_СТ=3300 [⁰К]; R_СТ=290 [Дж/кгּград]; k_СТ=1,16; U(p_к)=5,75р_к^0,4 [мм/с]

2. Получено при баллистическом проектировании:

Р_П=1000Кн;

р_к=10МПа;

р_а=0,06МПа.

3. Диаметр двигателя (ракеты) D_р=1,6 м.

Последовательность расчетов.

1.Определяем удельный импульс тяги двигателя в пустоте:

;

.

3. Определяем расходные характеристики и запас топливаРДТТ

u=5,75ּ10^0,4=14,43 мм/с

3.Определяем геометрические параметры двигателя:

,

,

,

4. Определяем массовые характеристики двигателя.

Для изготовления корпуса двигателя выберем органопластик с пределом прочности σ_в=1400МПа и плотностью ρ_м=1400 кг/м³. Для изготовления сопла используем титановый сплав с плотностью ρ_с=4700 кг/м³. Для защиты от тепловых воздействий используем ТЗП на основе совмещенного связующего с ρ_тзп=1600 кг/м³. Для бронировки заряда выберем покрытие на основе феноло – формальдегидной смолы с плотностью ρ_бр=1300 кг/м³ [2].

- масса цилиндрической части камеры сгорания

,

- масса днищ

,

- масса бронировки

кг

- масса сопел

(здесь cредняя плотность материала сопла получена в предположении, что соотношение толщин стенки сопла и теплозащитного покрытия составляет 1:2 [2]).

- масса теплозащиты

- масса узлов крепления

- масса двигателя

.

5. Определяем массу органа управления

Примем расход рабочего тела через РП равным =2 кг/с, коэффициент совершенства конструкции α_к=0,15, тогда:

.

6.Масса двигательной установки

.

Таким образом, определены все необходимые параметры РДТТ для дальнейшего проектирования ракеты.

Литература.

1. Проектирование и испытания баллистических ракет. Под ред. В.И. Варфоломеева и М.И. Копытова, издательство МО, М., 1970 – 392с., ил.

2. Павлюк Ю.С. Баллистическое проектирование ракет. Учебное пособие для вузов. Издательство ЧГТУ, Челябинск, 1996 – 114с., ил.

Date: 2015-06-11; view: 535; Нарушение авторских прав