Расчет двигателя орбитального маневрирования
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
Перечень сокращений, условных обозначений, символов, единиц
ПГС - пневмогидравлическая схема;
ОМ- орбитального маневрирования;
T - температура, К;
а- скорость маха,М;- давление, МПа;
? - расходный комплекс, м/с;
I - импульс, м/с;?
? - молекулярная масса, кг/моль;
Р - тяга двигателя,кН;
Р - тяга, Н;
? - коэффициент избытка;
Кm - массовое соотношение компонентов;
Кm0-стехиометрическое соотношение компонентов;
m- массовый расход кг/с;
F- площадь,м2;
w- скорость истечения продуктов сгорания,м/с;
?- плотность компонента;
l- длина;
j -приведенная расходонапряженность;
?V- объем;
n - количество;
?р - перепад давления;
А - геометрическая характеристика;
h - высота камеры закручивания;
Rk - радиус камеры закручивания;
j - коэффициент потерь;
nиз - показатель изоэнтропы;
h - толщина стенок камеры, мм;
Re - число Рейнольдса;
А - геометрическая характеристика форсунки;
Тг.ст. и Тж.ст - температуры стенки камеры со стороны газа и со стороны жидкости;
? - коэффициент теплоотдачи;
СР - теплоемкость горячих газов;
? - вязкость;
d- средний диаметр участка;
К- комплекс теплофизических свойств;
dэ- эквивалентный диаметр охлаждающего тракта;
F - площадь всасывающего отверстия отсоса, м2;
W - скорость воздуха в этом отверстии, м/с;
d - диаметр круглого отверстия или гидравлический диаметр для квадратного отверстия, м;
Rcпл.пож - радиус внутренней границы зоны возможных сплошных пожаров, м;
Твыг. - время выгорания запасов топливного вещества;
hохл - высота охлаждающего тракта, м;
ni - число размеров соответствующего квалитета точности;
Т - квалитет точности конструкции;
Ш - шероховатость поверхности изделия;
Rzi-1- высота неровностей поверхностей, оставшихся при выполнении предшествующего перехода;
hi-1-глубина дефектного поверхностного слоя, возникшая на предшествующем переходе;
?i-1-пространственные отклонения, возникшие на предшествующем переходе.
Индексы
уд.- удельный;
Т. - теоретический;
д. - действительный;
г. - горюче;
ок.- окислитель;
кр..- критическое сечение;
а - сопло;
пр.- приведнная;
вх. - входная часть сопла;
ф- форсунка;
Введение
Двигатель орбитального маневрирования, используется при изменении и коррекции орбиты космического ЛА, а также при межорбитальных переходах и торможении при сходе с орбиты.
Двигательная установка должна отвечать следующим требованиям:
а) высокой надежности, гарантирующей безотказную работоспособность в течение заданного времени в заданных условиях; б) минимальным удельной массе и габаритам; в) технологичности конструкции с точки зрения ее изготовления, сборки, испытаний, возможности проведения доработок;
г) экономичности, то есть возможности получения максимального удельного импульса;
д) использования доступных материалов с возможно меньшей стоимостью;
е) возможности работы двигателя в широком диапазоне температур;
ж) эксплуатационная технологичность;
з) возможности длительного хранения.
Требования к конструкции и схемы двигательной установки определяются условиями эксплуатации: невесомость и пустота. Эти условия работы позволяют создавать камеру двигатель с очень большой степенью расширения при небольшом давлении в камере сгорания. Невесомость накладывает отпечаток на систему подачи топливных компонентов в камеру.
В процессе проектирования двигателя необходимо провести термодинамический расчет процессов сгорания, определения геометрических характеристик камеры и сопла, провести расчет смесительных элементов. При расчете охлаждения условия работы двигателя позволяют применить неохлаждаемый насадок. В проекте необходимо провести расчеты несущей способности, прочностные расчеты отдельных конструктивных элементов. Разработать конструкцию камеры и элементов ПГС.
В технологическом разделе необходимо спроектировать технологические карты изготовления детали разработанного агрегата автоматики ПГС, выбрать заготовку и рассчитать ее размеры, рассчитать режимы резания для основных формообразующих операций. Необходимо спроектировать приспособления для проведения основных операций.
В разделе БЖД необходимо выявить опасные и вредные факторы при производстве и эксплуатации двигательной установки, разработать мероприятия их влияния, и провести анализ чрезвычайных ситуаций. В проекте необходимо разработать мероприятия по предупреждению этих ситуаций.
В экономическом разделе дипломного проекта необходимо провести расчеты себестоимости разработанной детали, определить прибыль и отпускную цену.
1. Выбор облика и обоснование параметров двигателя
Выбор параметров существенно зависит от назначения двигательной установки и от типа применяемого ЖРД. Двигатель ОМ должен обладать необходимой тягой, которая определяется баллистическими расчетами.
Рассмотрим параметры двигателей подобного класса ЛА. Например, космический корабль Спейс-Шатл имеет в своем составе два двигателя ОМ с тягой по 27 кН, которые работают по 300с каждый, расположенных в хвостовой части ЛА.
Для проектируемого двигателя данные баллистического расчета отсутствуют. Поэтому выбираем аналогичную схему из двух двигателей, как у Спейс-Шатл. Тягу одного двигателя принимаем ра