Материал: Первая часть Горожанкина

Погонная нагрузка , вызванная поверхностным трением, определяется по формуле:

где F – половина площади продольного сечения летательного аппарата;

- текущий радиус .

где – длина участка 1-4,

– длина участка 1-4,

– длина участка 4-7,

– длина участка 7-9,

– длина участка 9-10,

– радиус основания конуса,

– радиус основания конуса,

– радиус основания конуса.

Тогда на участке 1-4 будет равна

На участке 7-9:

В сечении 10:

Складывая значения и , получим полную погонную аэродинамическую нагрузку на корпус летательного аппарата.

Эпюры погонных нагрузок , , а также результат их суммирования представлены на рисунке 9.

Рисунок 9 – Эпюры погонных нагрузок

Продольная аэродинамическая сила представлена на рисунке 10.

2. Определение силы, обусловленной массой конструкции

Величина силы, обусловленной массой конструкции отсеченной части, определяется по формуле :

где - масса i-го сосредоточенного груза;

- погонная масса конструкции,

м/с² – ускорение свободного падения.

Эпюра представлена на рисунке 10.

3. Определение силы, обусловленной давлением наддува

Величина силы, обусловленной давлением наддува в баках, определяется по формуле:

,

где - дополнительная осевая сила от давления наддува. Для цилиндрических баков ;

- усилия, передаваемые на корпус от днищ баков и обусловленные действием давления наддува.

Для передних днищ эти силы определяются по формуле:

,

а для задних – по формуле:

,

где и - радиусы оснований баков.

- давление наддува в баке.

Так как все баки имеют цилиндрическую форму, усилия на переднем и заднем шпангоутах будут одинаковыми, отличаясь лишь знаком.

В баках II ступени давление наддува:

Горючего: Па,

Окислителя: Па,

.

Тогда получаем:

кН;

кН.

В баках I ступени давление наддува:

Горючего: Па,

Окислителя: Па.

Для бака окислителя

где h = 9,9 м – длина конической части бака,

– радиус основания бака.

Тогда величина силы, обусловленной наддувом в баке будет равна:

кН;

кН.

Радиус бака окислителя будет равен:

.

Тогда получим:

кН.

Эпюра представлена на рисунке 10.

4. 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 10.

5. 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 10.

6. Определение осевой силы

Осевую силу можно получить путем суммирования эпюр

в соответствующих сечениях.

Эпюры , представлена на рисунке 10.

Рисунок 10 — Эпюры ,

Значения всех составляющих нормальной осевой силы представлены в Таблице 1 на странице 14.