Материал: Основы проектирования РН Куренков
Рис. 14.6. Окно программы «Коэффициенты и характеристики материалов»
Ниже в таблицах приведён пример расчета масс составных частей РН с последовательной схемой соединения ракетных блоков.
Исходные данные по массам и геометрическим характеристикам РН приведены в табл. 14.2, а по характеристикам отдельных блоков и их составным частям – в табл. 14.3. Все ракетные блоки РН имеют баки цилиндрической формы.
Результаты расчета некоторых геометрических характеристик составных частей ракеты-носителя представлены в табл. 14.4, а предварительная массовая сводка - в табл. 14.5.
Таблица 14.2. Исходные данные по массам и геометрическим
характеристикам РН
Параметр |
Значения |
|
|
Стартовая масса РН, кг |
163000 |
|
|
Масса полезной нагрузки, кг |
4000 |
|
|
Длина РН, м |
44 |
|
|
Диаметр головного обтекателя, м |
3 |
|
|
Длина головного обтекателя, м |
8,34 |
311
Таблица 14.3. Исходные данные по характеристикам составных частей
ракеты-носителя
Характеристики ракетных блоков |
РБ первой |
РБ второй |
|
ступени |
ступени |
||
|
|||
Удельный импульс (на земле/в пустоте), м/с |
3288/3590 |
|
|
|
|
|
|
Конструктивная характеристика |
16 |
10 |
|
|
|
|
|
Масса РБ, кг |
130953 |
24844 |
|
|
|
|
|
Диаметр блока, м |
3 |
3 |
|
|
|
|
|
Отношение масс окислителя и горючего |
2,8 |
2,5 |
|
|
|
|
|
Плотность окислителя, кг/м3 |
1140 |
1140 |
|
Плотность горючего, кг/м3 |
780 |
780 |
|
Длина переходного отсека, м |
0,967 |
0,967 |
|
|
|
|
|
Длина межбакового отсека, м |
0,990 |
2,036 |
|
|
|
|
|
Длина хвостового отсека, м |
3,548 |
2,075 |
|
|
|
|
|
Радиусы днищ баков, м |
2,4 |
1,5 |
|
|
|
|
|
Длина бака окислителя, м |
13,235 |
3,706 |
|
|
|
|
|
Длина бака горючего, м |
6,860 |
2,263 |
|
|
|
|
|
Тяга ДУ, кН |
1715 |
300 |
|
|
|
|
Таблица 14.4. Некоторые геометрические характеристики составных
частей РН
Геометрические параметры, мм |
РБ первой |
РБ второй |
|
ступени |
ступени |
||
|
|||
Приведенная толщина переходного отсека |
3,5 |
2,5 |
|
|
|
|
|
Приведенная толщина межбакового отсека |
5 |
3 |
|
|
|
|
|
Приведенная толщина хвостового отсека |
4 |
3,5 |
|
|
|
|
|
Толщина верхнего днища бака «О» |
3 |
1,5 |
|
|
|
|
|
Толщина нижнего днища бака «О» |
3,5 |
1,5 |
|
|
|
|
|
Толщина обечайки бака «О» |
5 |
3 |
|
|
|
|
|
Толщина верхнего днища бака «Г» |
4 |
1,5 |
|
|
|
|
|
Толщина нижнего днища бака «Г» |
4 |
2 |
|
|
|
|
|
Толщина обечайки бака «Г» |
5 |
3,5 |
|
|
|
|
|
Толщина стенки магистрального трубопровода |
1 |
1 |
|
|
|
|
|
Толщина стенки тоннельного трубопровода |
1 |
1 |
|
|
|
|
312
Таблица 14.5. Предварительная массовая сводка РН, полученная
с помощью разработанного программного обеспечения
Параметр |
Значения |
||
|
|
|
|
Стартовая масса РН, кг |
158910 |
||
|
|
|
|
Масса полезной нагрузки, кг |
4000 |
||
|
|
|
|
Масса головного обтекателя, кг |
|
796 |
|
|
|
|
|
Массовые характеристики ракетных |
РБ первой |
|
РБ второй |
блоков |
ступени |
|
ступени |
Конструктивная характеристика |
18,30 |
|
12,84 |
|
|
|
|
Масса ракетного блока, кг |
129866 |
|
24248 |
|
|
|
|
Масса конструкции, кг |
7097 |
|
1889 |
|
|
|
|
Масса топлива, кг |
122768 |
|
22360 |
|
|
|
|
Масса окислителя, кг |
90461 |
|
15971 |
|
|
|
|
Масса горючего, кг |
32307 |
|
6388 |
|
|
|
|
Масса двигательной установки, кг |
1626 |
|
492 |
|
|
|
|
Масса переходного отсека, кг |
129 |
|
92 |
|
|
|
|
Масса межбакового отсека, кг |
189 |
|
233 |
|
|
|
|
Масса хвостового отсека, кг |
542 |
|
277 |
|
|
|
|
Масса приборов, кг |
917 |
|
174 |
|
|
|
|
Масса верхнего днища бака «О», кг |
77 |
|
69 |
|
|
|
|
Масса нижнего днища бака «О», кг |
90 |
|
69 |
|
|
|
|
Масса обечайки бака «О», кг |
1860 |
|
65 |
|
|
|
|
Масса верхнего шпангоута бака «О», кг |
119 |
|
60 |
|
|
|
|
Масса нижнего шпангоута бака «О», кг |
139 |
|
60 |
|
|
|
|
Масса верхнего днища бака «Г», кг |
103 |
|
69 |
|
|
|
|
Масса нижнего днища бака «Г», кг |
103 |
|
92 |
|
|
|
|
Масса обечайки бака «Г», кг |
887 |
|
0 |
|
|
|
|
Масса верхнего шпангоута бака «Г», кг |
159 |
|
60 |
|
|
|
|
Масса нижнего шпангоута бака «Г», кг |
159 |
|
79 |
|
|
|
|
Масса магистрального трубопровода, кг |
20 |
|
3 |
|
|
|
|
Масса тоннельного трубопровода, кг |
23 |
|
4 |
|
|
|
|
313
14.3. Программа для расчета положения координат центра масс и моментов инерции РН
Математические модели для этой программы рассмотрены в разделе 13 настоящего учебного пособия.
На рис. 14.7 представлено окно для ввода координат элементов в составе РН, а на рис. 14.8 – геометрические характеристики отдельных элементов.
Рис. 14.7. Окно для ввода координат элементов в составе РН
314
Исходные данные по массам составных частей РН берутся из результатов расчета, полученных с помощью предыдущей программы (см. подраздел 14.2).
Рис. 14.8. Окно для ввода геометрических характеристик отдельных элементов РН
Результаты расчета по координатам центра масс и моментов инерции выводятся в отдельном окне программы, представленном на рис. 14.9.
315