Расчет двигателя орбитального маневрирования
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
итываемую оболочку не нагретой.
Тогда
Напряжение среза
Запас местной прочности в оболочке равен:
7.5 Прочность наружного днища
Наружное днище смесительной головки подвержено действию давления жидкости. Таким образом, его можно рассматривать как днище сосуда, находящегося под внутренним давлением.
При проектировании наружного днища необходимо обеспечить его высокую прочность и жесткость при ограниченной массе и габаритных размерах. Рациональной является оболочковая конструкция наружного днища, в которой на достаточном удалении от заделки реализуется безмоментное напряженное состояние. Для расчета днища будем использовать полуэмпирическую формулу, выработанную на основании опыта эксплуатации и производства. Расчетная формула позволяет нам определить толщину стенки в днище выбранной конструктивной формы. Наружное днище смесительной головки выполним полусферической формы. Подобные формулы дают приемлемую для инженерных расчетов точность при условии, что между толщиной стенки днища h и его характерным радиусом R выполняется соотношение h/R?0.2 .
При таких условиях днище можно рассматривать как безмоментную оболочку.
В нашем случае толщину стенки определим по формуле:
,
где - предел прочности материала днища ? стали Х18Н9Т
- коэффициент запаса прочности материала днища;
- коэффициент, учитывающий ослабление днища отверстием;
? давление газов на оболочку со стороны рабочего пространства, МПа;
b- малый радиус эллипса, который равен .
где r0 - радиус подводящего патрубка окислителя, который находим из соотношения:
где F1- площадь проходного сечения подводящего патрубка. Она равна:
Давление газов
.
Определим толщину стенки днища:
Проверим выполнение условия приемлемой точности полученного результата:
следовательно, условие выполняется.
Толщину стенки конструктивно принимаем равной в целях увеличения жесткости наружного днища.
8. Расчет системы подачи топлива
.1 Обоснование и выбор системы подачи топлива
Преимущество вытеснительной системы над нагнетательной состоит в том, что она (вытеснительная) обладает меньшей суммарной массой и компактностью по сравнению с нагнетательной системой подачи. В состав системы подачи топлива входят редуктор давления, пусковые и отсечные клапаны и другие устройства. Стабильность работы ЖРД обеспечивается регуляторами, которые поддерживают требуемое значение тяговых характеристик.
Топливные баки как элементы высентельной системы я являются устройствами, вокруг которых объединяются практически все другие системы ДУ. Принципиальным моментом при проектировании баков является выбор оптимального соотношения между объемом заправленного топлива и объемом газовых подушек.
В качестве перегородки в баке используем сильфон. Он является самым надежным средством разделения. Сильфон имеет цилиндрическую форму. Жидкость располагается внутри него, так как это более экономично и при этом остаток топлива минимален.
Под давлением газа для наддува , подаваемого в бак сильфон сжимается и вытесняет жидкое топливо в расходную магистраль.
При выборе вытесняющего газа следует иметь введу, что он не должен вступать в реакцию с компонентом или легко растворяться в нем. Также необходимо учитывать, что при подаче или наддуве баков с низкокипящими компонентами температура сжижения вытесняющего газа должна быть ниже температуры кипения компонента. Вытесняющим газом выбран азот.
8.2 Расчет топливных баков
При расчете газобаллонной системе подачи задача сводится к определению необходимого объема баков и объемов газовых баллонов.
По времени работы двигателя определяем массу горючего и массу окислителя:
Зная массу обоих компонентов, можем определить объемы их баков:
Необходимо так же найти объем газовой подушки в баках. Он будет составлять 3% от основного объема бака. Тогда
Давление в баках примем равным р=2,5МПа, а в ресивере 50МПа. Тогда по закону PVб=PVр найдем объем ресиверов:
,5Vб.г=50Vб.р
8.3 Описание работы ПГС
Пневмогидравлическая схема двигательной установки с вытеснительной системой подачи топлива представлена на рисунке 8.1.
Рисунок 8.1- Схема ПГС
Запуск двигателя осуществляется следующим образом: по команде на запуск открываются электроклапаны 19 и 13, которые обеспечивают доступ сжатого газа к редукторам18 и 14. Проходя через редукторы, где понижается давление, азот поступает в баки 8 и 24, для вытеснения компонентов, которые поступают в магистрали подачи топлива к камере 1. При соответствующем положении 4 - позиционного клапана 4 окислитель через систему пускоотсечных клапанов 3 попадает в камеру сгорания 1, а горючее через систему своих пускоотсечных 2 клапанов коллектор в рубашку охлаждения и далее через форсунки в камеру сгорания. При контакте компонентов они самовоспломеняются и двигатель выходит на заданный режим. Останов двигателя осуществляется подачей команды на закрытие пускоотсечных клапанов горючего и окислителя. Одновременно подается команда на продувку. Продувка всех магистралей