Материал: Основы проектирования РН Куренков
где mТ i - масса топлива i-го ракетного блока;
kТО 0,04...0,06 - коэффициент пропорциональности, который
назначается по статистике.
Существуют и другие зависимости для расчёта масс конструкции топливных отсеков, основанные на статистических характеристиках их конструкционного совершенства (9.11) – (9.13):
m |
|
ТО i |
|
ТО1 |
ср i |
; |
|
|
|
||||
ТО i |
|
WТО i |
|
WТО i |
|
|
|
|
|
|
|||
mТО i ТО 2 mТ i ; |
|
|
||||
mТО i mТ i .ТО3
5. Масса конструкции приборного отсека считается пропорциональной начальной массе ракеты-носителя m01 и максимальному
значению перегрузки nxmax1 , которое, как правило, имеет место в конце работы первой ступени:
m |
k |
КПО |
m nmax , |
(12.5) |
КПО |
|
01 x1 |
|
где kКПО 0,0005...0,0007 - коэффициент пропорциональности, ко-
торый назначается также по статистике.
Выразим максимальное значение перегрузки через известные проектные характеристики:
nmax |
R |
|
k |
R |
|
kв |
m01 |
g0 |
n01 |
|
kв |
m01 n01 |
k |
|
|
|
, (12.6) |
|
|
1п |
|
в 01 |
|
|
|
|
|
|
|
n |
z |
||||||
x1 |
g0 |
m01k |
|
g0 m01k |
|
|
g0 m01k |
|
|
m01k |
|
в |
01 |
1 |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
где m01k - конечная масса первой ступени; m01 - начальная масса первой ступени;
z1 - число Циолковского первой ступени.
В первом приближении можно принять следующие значения проектных характеристик: kв 1,15 ; n01 1,5 . Число Циолковского можно определить, зная начальную массу ступени и массу топлива первой ступени ( z1 m01 
m01 mT1 ).
266
Подставляя (12.6) в (12.5), получим
mКПО kКПО m01 kв n01 z1 . |
(12.7) |
Если ПО располагается на РБ второй ступени, то можно получить
mКПО kКПО m02 n02 z 2 .
6. Масса приборов системы управления (для ракетного блока последней ступени ракеты-носителя) считается пропорциональной начальной массе этой ступени:
mСУ i kСУ i m0i , |
(12.8) |
где kСУ i 0,002...0,006 - коэффициент пропорциональности.
Можно также получить статистические зависимости и для расчёта масс других элементов конструкций ракет-носителей (межступенчатых отсеков, переходного отсека, головного обтекателя и др.).
В учебных проектах предварительный расчёт масс элементов РН может проводиться с помощью программы UMRMK.EXE, разработанной на кафедре летательных аппаратов СГАУ Л.П.Юмашевым в 90-х годах 20-го века. Исходные данные по геометрическим характеристикам должны браться с компоновочной схемы. Протокол расчета для одного из проектов трёхступенчатой РН представлен ниже.
Ракетный блок первой ступени:
267
Расчетная конструктивная характеристика: S расч = 7.98.
Ракетный блок второй ступени:
268
Расчетная конструктивная характеристика: S расч = 12.19.
Ракетный блок третьей ступени:
269
Расчетная конструктивная характеристика: S расч = 9.45.
12.2 Предварительная массовая сводка
По результатам предварительного расчёта масс основных элементов конструкции ракеты-носителя составляется предварительная массовая сводка (в некоторой литературе - весовая сводка), которая выдается смежным подразделениям проектной организации перед началом этапа «Разработка эскизного проекта». Такая сводка приведена в табл. 12.1 для одной из баллистических ракет, созданных для пуска с подводных лодок [14].
Компоновочная схема этой ракеты показана на рис. 12.1. На рисунке показаны следующие позиции: 1 – головная часть; 2 – приборный отсек; 3 - переходный отсек; 4, 5 – баки окислителя и горючего второй ступени; 6 – хвостовой отсек второй ступени; 7 – переходный отсек; 8, 9 – баки окислителя и горючего первой ступени; 10 – хвостовой отсек первой ступени. Длина ракеты составляет 19,8 м.
270