- •Пермь 2012
- •Глава I. Определение геометрических параметров ла 8
- •Глава 2. Динамический анализ ла 16
- •Глава 3. Расчет основных узлов летательного аппарата 18
- •Введение
- •Исходные данные
- •Основные используемые формулы
- •Глава I. Определение геометрических параметров ла
- •1.1 Определение параметров и масс элементов блока I ступени
- •1.2 Определение длины гч и по
- •1.3 Характеристики жрд I ступени
- •Глава 2. Динамический анализ ла
- •Глава 3. Расчет основных узлов летательного аппарата
- •3.1 Расчёт бака окислителя блока 1-й ступени
- •3.2 Расчёт шпангоута подкрепления
- •3.3 Расчёт переходной фермы
- •3.4 Расчет болтового соединения
- •3.5 Расчёт смесительной головки жрд первой ступени
- •3.5.1 Расчёт форсуночного блока
- •3.5.2 Расчёт огневой стенки на срез по контуру
- •3.5.3 Расчёт наружного днища
- •3.6 Расчёт передаточной функции по тангажу
- •Заключение
- •Список литературы
Глава 2. Динамический анализ ла
Исходные данные:
рис. 3
В результате работы программы получили следующие данные:
Изгибные колебания
рис. 4
Продольные колебания
рис. 5
Крутильные колебания
рис. 6
Глава 3. Расчет основных узлов летательного аппарата
3.1 Расчёт бака окислителя блока 1-й ступени
Расчёт бака на устойчивость
Целью расчёта является определение давления наддува p0, которое бы уравновешивало осевые напряжения в обечайке от действия сжимающей силы N и момента M. Расчетная схема представлена на рис. 7
С жимающая сила N:
.
Момент M определяется по формуле:
,
где a — наибольшее ускорение жидкости при изгибных колебаниях ЛА
Из расчёта изгибных колебаний известно, что их частота равна и амплитуда перемещений точки, соответствующей центру объёма жидкости, равна . Следовательно рис. 7
Максимальное значение напряжений сжатия по формуле (13)
По формуле (15) найдём необходимое давление наддува
.
3.2 Расчёт шпангоута подкрепления
Расчетная схема представлена на рис. 8.
Сила, действующая на днище бака по формуле (16)
Сила Т будет равна
(17)
рис. 8
Ш пангоут подкрепления представляет собой тонкую цилиндрическую оболочку. геометрические харакетеристики шпангоута показаны на рис. 9. Уравнение Лапласа для такой оболочки имеет вид
, (18)
где:
— внутренние окружные напряжения; рис. 9
h — толщина оболочки (шпангоута); p — внешнее давление, , l — высота шпангоута.;
(19)
Если принять, что высота шпангоута , допускаемые напряжения , то толщина шпангоута должна быть не менее:
Примем ;
.
3.3 Расчёт переходной фермы
С хема стержневой фермы, соединяющей блоки 1-й и 2-й ступеней, изображена на рисунке 10.
Сжимающая сила N:
(20)
.
Изгибающий момент M определяется по формуле:
(21)
наибольшее ускорение при изгибных колебаниях ЛА:
(22)
Из расчёта изгибных колебаний известно, что их частота равна и амплитуда перемещений точки, соответствую-
щей центру масс 2-й ступени, равна . рис. 10
Следовательно
.
Кроме N и M на ферму действует скручивающий момент Mкр, возникающий вследствие крутильных колебаний ЛА:
(23)
где:
J — момент инерции, для однородного цилиндра ;
— ускорение вращения,
(24)
Эквивалентная сила сжатия, возникающая в сечении фермы:
(25)
.
Усилие сжатия в стержнях будет равным
(26)
,
где:
n — число стержней,
– косинус угла между осью фермы и осью стержня.
Принимаем
.
Сечение стержней фермы — кольцевое (труба, см. рис. 11). Внутренний и наружный диаметр принимаем равными , . Напряжения сжатия в стержнях:
(27)
.
Напряжения от действия скручивающего момента: рис. 11
(28)
где — полярный момент сопротивления сечения
(29)
.
Допускаемые напряжения принимаем равными .
Эквивалентные напряжения (по IV-й теории прочности):
(30)