Материал: 4-4

1.5.3 Определение силы, обусловленной влиянием массы топлива

Величина силы, обусловленная влиянием массы топлива, определяется по формуле:

где - дополнительная осевая сила от давления жидкости. Для баков цилиндрической формы ;

- усилия, обусловленные давлением жидкости на задние днища баков, определим их по формуле:

,

Для бака окислителя I ступени высота столба топлива h определяется по формуле:

где местный радиус конического бака.

где V – объем топлива в конической части бака.

где m=25618,8 кг – масса топлива в конической части бака,

плотность топлива в баке окислителя I ступени.

.

Таким образом

Н.

Н,

где =8058 кг – масса топлива в днище бака,

масса топлива в цилиндре с высотой h и радиусом основания

Н.

Для бака горючего I ступени:

кг,

где =5938 кг – масса топлива в днище бака горючего I ступени,

13498,1 кг - масса топлива в цилиндрической части бака горючего I ступени;

кН.

Для бака горючего II ступени:

кг,

где =1838 кг – масса топлива в днище бака горючего II ступени;

кН.

Для бака окислителя II ступени:

кг,

где =1343 кг – масса топлива в днище бака окислителя II ступени,

кг - масса топлива в цилиндрической части бака окислителя II ступени;

кН.

Эпюра силы представлена на рисунке 1.10.

1.5.4 Определение силы, обусловленной тягой двигателя

Вклад тяги двигателя может быть определен по формуле:

где - тяга i-го двигателя.

В нашем случае Н.

Тогда .

Эпюра силы представлена на рисунке 1.10.

1.5.5 Определение осевой силы

Осевую силу можно получить путем суммирования эпюр

в соответствующих сечениях.

Эпюры , представлена на рисунке 1.10.

Рисунок 1.10 — Эпюры ,

Значения всех составляющих нормальной осевой силы представлены в Таблице 1 на странице 19.

1.5.6 Проверка правильности построения эпюр

В крайнем сечении корпуса (т.е. при , где L – длина летательного аппарата) должны выполняться равенства:

,

где =9010 кг- масса сухой конструкции;

- масса топлива в рассматриваемый момент времени;

m=68123,8 кг - масса ЛА в рассматриваемый момент времени;

Тогда получаем:

Н.

Суммируя эпюры и , получим значение:

Н.

Н.

.

По эпюре значение Н.

Н.

По эпюре ,

Погрешность построения эпюр и , как видно из эпюр, равны нулю, следовательно:

1.6 Расчет нормальной перегрузки и величины углового ускорения

Нормальная перегрузка вычисляется по формуле:

,

где P=1760 кН – сила тяги двигателя летательного аппарата;

– нормальная аэродинамическая сила;

– угол поворота двигателя;

m=68123,8 кг – масса летательного аппарата на расчётный момент времени;

м/с² – ускорение свободного падения.

Полная нормальная аэродинамическая сила рассчитывается по формуле

,

где – суммарное значение всех полных нормальных аэродинамических сил на конических участках;

– суммарное значение всех полных нормальных аэродинамических сил на цилиндрических участках.

где – удлинение цилиндра;

- площади основания конуса.

На рисунке 1.11 изображена схема ЛА с обозначением необходимых для определения нормальной аэродинамической силы участков и расположение оснований, необходимых для расчета и приведенных для наглядности.

Рисунок 1.11 – Схема ЛА с обозначением расположения участков и оснований конусов

Н,

где - площади основания конуса.

Н,

где - площади основания конуса.

Н,

где - площади основания конуса.

Н,

где – удлинение цилиндрического участка 1-4,

– площадь основания цилиндрического участка 1-4,

Н,

где – удлинение цилиндрического участка 7-9,

– площадь основания цилиндрического участка 7-9,

Полная нормальная аэродинамическая сила:

Нормальная перегрузка в этом случае:

Угловое ускорение можно найти из уравнения вращательного движения летательного аппарата вокруг оси z

,

где – момент всех внешних сил;

кгм² – массовый момент инерции летательного аппарата относительно оси z.

Момент всех внешних сил определяется по формуле:

,

где м – расстояние от носка до центра масс летательного аппарата для расчётного момента времени;

= 29,2 м – координата точки приложения тяги двигательной установки;

– координата точки приложения равнодействующей нормальной аэродинамической силы.