Баллистическая ракета РД-583 (РН Зенит-3)
Государственное Образовательное Учреждение
Высшего Профессионального Образования
Ижевский Государственный Технический Университет
Кафедра «Тепловые двигатели и установки»
Отчет по домашнему заданию
курса «Устройство и проектирование ЛА»
БАЛЛИСТИЧЕСКАЯ РАКЕТА С ЖРД,
АНАЛОГ РАКЕТЫ Р-5
Проверил
Ст. преподаватель Лошкарев А.Н.
Выполнил
Студент гр.5-57-2 Буторин А.В
2009
Содержание
Введение
1. Краткие теоретические сведения о Р-5
2. Термодинамический расчет
3. Профилирование камеры сгорания и сопла
4. Определение полиномов {Ra Ta }, {Wa } и {na } от α
Заключение
Литература
Введение
Домашнее задание по курсу «Устройство и проектирование ЛА» является следующим этапом в конструировании летательного аппарата, начатом в курсовом проекте по дисциплине «Механика полета» в 4 семестре. Все расчеты в домашнем задании ведутся для жидкостного двигателя.
Исходными данными для домашнего задания являются характеристики прототипа летательного аппарата: компоненты топлива, тяга двигателя и давление в камере сгорания.
По доступной литературе и в соответствии с результатами, полученными на предыдущем этапе конструирования разрабатывается общий вид летательного аппарата
1) Провести термодинамический расчет.
2) Профилирование камеры сгорания и сопла.
3) Построить график изменения газодинамических характеристик потока: скорости W, давления p и температуры T по длине сопла.
1.Краткие теоретические сведения о Р-5
В конструкции ракеты Р-5 впервые оба топливных бака были сделаны несущими. Опыт эксплуатации ракет Р-1 и Р-2, а также расчеты и эксперименты показали, что испарения жидкого кислорода во время нахождения ракеты на стартовом устройстве и на участке выведения не столь значительны, как представлялось ранее, и что при соответствующей подпитке кислородного бака на старте можно обойтись без теплоизоляции. В дальнейшем такой подход стал обычным для всех конструкций ракет, использующих жидкий кислород в качестве одного из компонентов топлива.
На ракете Р-5 установили специальный насадок на сопло двигателя, что позволило увеличить дальность полета до 1200 км, а также исключили герметичный приборный отсек. Все приборы системы управления, за исключением чувствительных элементов (гироприборов и интеграторов), располагались в отсеке, который был прямым продолжением хвостового отсека, а чувствительные элементы размещались, во избежание влияния вибраций, подальше от двигателя, в межбаковом пространстве на специальных кронштейнах. Впервые, наряду с автономной системой управления, стали использовать системы радиоуправления дальностью, боковой радиокоррекции и аварийного выключения двигателя. В конструкции баков были предусмотрены специальные воронкогасители, уменьшающие остатки незабора компонентов топлива.
2.Термодинамический расчет
Термодинамический расчет рекомендуется проводить по справочнику «Термодинамические и теплофизические свойства продуктов сгорания ». Топливная пара керосин – кислород рассматривается во 2 томе указанного справочника. Для дальнейших расчетов определяю давление в камере сгорания– зная камерное давление двигателя прототипа, в Р-5 оно равно рк = 25 атм ,нужно принять ближайшее ему давление, имеющееся в справочнике, ему соответствует величина 5000 кПа = 50атм. Это давление и будет расчетным, т.е рк = 5000 кПа. Далее строим зависимости произведения газовой постоянной и температуры на срезе сопла Ra Ta , скорости продуктов сгорания на срезе сопла Wa и коэффициента изэнтропы на срезе сопла na от коэффициента избытка окислителя αок , имея в виду, что газовая постоянная на срезе сопла равна отношению универсальной газовой постоянной к молекулярному весу продуктов сгорания на срезе сопла. За срез сопла следует принять столбец таблицы, давление в котором равно 50 кПа, или 0.5 атм.
| α ок | na | Ta | Wa | μ a | Ra,Ra=R/μ a | RT |
| 0,4 | 1,231 | 962,2 | 2498 | 17,84 | 466,031 | 448412 |
| 0,5 | 1,229 | 1326 | 2625 | 19,11 | 435,06 | 500931 |
| 0,6 | 1,208 | 1548 | 2929 | 21,52 | 386,338 | 598052 |
| 0,7 | 1,165 | 1964 | 3009 | 23,92 | 347,575 | 682638 |
| 0,8 | 1,129 | 2362 | 3020 | 26,18 | 317,57 | 750100 |
| 0,9 | 1,115 | 2537 | 2983 | 27,73 | 299,819 | 760640 |
| 1 | 1,112 | 2555 | 2933 | 28,71 | 289,585 | 739890 |
| 1,1 | 1,112 | 2528 | 2883 | 29,44 | 282,404 | 713921 |
| 1,2 | 1,114 | 2481 | 2834 | 30,01 | 277,04 | 687341 |
| 1,5 | <