206 (Проектирование пневмогидросистемы первой ступени баллистической ракеты), страница 6

- высота верхнего и нижнего днищ баков;

- объём сферического сегмента днищ.

Рис.14. Расчётная схема бака горючего

Бак горючего

Объём топлива в трубопроводе горючего:

.

Объём горючего, находящегося в баке:

.

Объём горючего в нижнем сферическом сегменте БГ с учётом объёма туннельной трубы:

Высоту цилиндрической части бака горючего вычислим с помощью итераций:

Получим: .

Полная высота бака горючего:

.

Объём туннельной трубы:

.

Полный объём бака горючего:

Полный объём заправляемого горючего:

.

Объём горючего в цилиндрической части БГ с учётом объёма туннельной трубы:

.

Объём горючего в верхней сфере БГ с учётом объёма туннельной трубы:

.

Объём воздушной подушки:

.

Высота воздушной подушки от верхнего полюса бака:

Получаем: .

Высота зеркала горючего от нижнего полюса бака:

Бак окислителя

Объём топлива в трубопроводе окислителя

.

Объём горючего, находящегося в баке:

.

Полный объём бака окислителя:

.

Полный объём заправляемого окислителя:

.

Высота цилиндрической части бака окислителя:

.

Полная высота бака окислителя:

.

Объём воздушной подушки:

.

Высота воздушной подушки от верхнего полюса бака:

Получаем: .

Высота зеркала горючего от нижнего полюса бака:

.

11. Расчёт элемента автоматики

Расчёт проводится согласно [4].

Дренажно-предохранительные клапаны предназначены для защиты ёмкостей и полостей системы от воздействия чрезмерного давления газа, превышающего допустимое значение. Основными параметрами ДПК являются давление , при котором гарантируется допустимая негерметичность клапана, и давление , при котором клапан пропускает заданный расход газа .

Расход газа через ДПК:

,

где - коэффициент расхода;

- площадь проходного сечения;

- диаметр седла клапана;

- высота подъёма тарели клапана над седлом;

- величина, которая зависит от характера истечения газа через лапан и определяется соотношением входного и выходного давлений.

Для сверхкритического режима истечения:

и .

Для улучшения характеристик ДПК относительная высота подъёма его тарели над седлом выбирается из условия .

Рис.15. Расчётная схема ДПК

Исходные данные:

Коэффициент адиабаты для кислорода ;

Полное давление газа на входе в клапан ;

Газовая постоянная газа наддува ;

Температура газа на входе в клапан ;

Массовый секундный расход газа через клапан ;

Усилие, развиваемое электромагнитом ДПК .

Выполнение расчёта:

.

Определяем эквивалентный диаметр седла клапана:

,

Где .

Определяем площадь проходного сечения клапана:

.

Определяем высоту подъёма клапана:

.

Принимаем: .

Уточняем эквивалентный диаметр:

.

Определяем диаметр седла клапана:

,

где - диаметр штока; принимаем.

Принимаем:

Уточняем проходную площадь клапана:

.

Определяем жёсткость пружины клапана:

.

Используя справочник [7], выбираем пружину № 182 ГОСТ 13766-86.

12. Расчёт времени заправки

Расчёт проводится согласно [4].

Исходные данные:

Расход заправочной системы .

Выполнение расчёта:

Время заправки:

;

.

Общее время заправки баков ступени:

.

.

13. Воздействие компонентов топлива на экологию

Токсичность КТ.

Предельно допустимая концентрация (ПДК):

- кислорода ;

- керосина .

Углеводородные ракетные горючие по сравнению с химическими горючими отличаются небольшой гигроскопичностью. В горючем типа керосина при растворяется в 8 раз меньше воды, чем в горючем на основе аминов.

Скорость испарения горючего типа керосина не превышает в летний период за 1 месяц на 1 парового пространства резервуара. Поэтому при проливах данного КТ существует возможность нейтрализации большей его части. [5]

При высокотемпературном сгорании данных компонентов топлива образуются оксиды азота, оксиды серы, сероводород, углекислый и угарный газы, а также большое количество сажи, что в значительной степени загрязняет не только атмосферу земли, но и всю её экосистему.

Заключение

В данном курсовом проекте была разработана схема пневмогидравлической системы первой ступени двухступенчатой баллистической ракеты. Были произведены оценочные, гидравлические, весовые и другие расчёты. Составлена принципиальная схема ПГС, выбрано необходимое сочетание и количество элементов автоматики летательного аппарата, составляющих схему ПГС. Основываясь на анализе систем основного наддува, выбрана «горячая» система наддува, что для первой ступени является наиболее приемлемым вариантом по сравнению с «холодной» системой наддува. Выполнен расчёт элемента автоматики (ДПК) и времени заправки ступени.

Список использованных источников

1. Конструкция и работа ЖРД: Методические указания к лабораторным работам по дисциплине “Жидкостные ракетные двигатели”/ Сост.Л.И. Гречух, И.Н. Гречух.– Омск, Изд-во ОмГТУ, 2005.- 100 с.: ил.

2. Шпакович А. В. Курсовой проект по дисциплине “Теория, расчёт и проектирование РД”.- Омск:2006.

3. Шпакович А. В. Курсовая работа по дисциплине “Устройство и проектирование ЛА”.- Омск:2006.

4. Пневмогидравлические системы и автоматика ДЛА: Методические указания к курсовому проекту для студентов специальностей 130400, 130600/ Сост. А.Б. Яковлев, В.Ю. Куденцов – Омск: Изд-во ОмГТУ, 2001.– 32 с.: ил.

5. Зрелов В.Н., Серегин Е.П. Жидкие ракетные топлива. М.: Химия, 1975.- 320 с.: ил.

6. Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя: В 3 т. Т.1. – 8 – е изд., перераб. и доп.– М.: Машиностроение, 2001. – 920 с.: ил.

7. Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя: В 3 т. Т.3. – 8 – е изд., перераб. и доп.– М.: Машиностроение, 2001. – 864 с.: ил.