2014-02-17
778
Выбор характеристик ДУ
Лекция № 10 Двигательная установка
Выше показана выгодность наискорейшего сжигания топлива, что обеспечивает быстрый набор скорости, т.е. сокращение мертвой зоны, высокие ЛБХ ЗУР за счет сокращения потерь на преодоление аэродинамического сопротивления при разгоне (до отделения).
| (17) |
По структуре второго члена уравнения (17) можно заключить, что удлинение заряда имеет некоторый предел изменения, который наступает при равенстве подкоренного выражения нулю. Физически это означает, что если
то увеличение удлинения заряда не приводит к увеличению скорости снаряда на участке разгона, так как энергия добавляемого заряда расходуется на его же разгон и добавляемый вес конструкции двигателя.
При этом максимально возможное количество топлива, которое можно разместить в РДТТ принятого калибра, выразится соотношением:
Учитывая, что при уменьшении калибра D вес двигателя сначала уменьшается, и затем вновь увеличивается, имеет место оптимум D, при котором GДВ = min.
|
|
|
На графиках (рис.11) изображены зависимости GДВ = f (D, w), полученные решением весового уравнения (17), по которым можно выбрать оптимальное решение для конкретных исходных данных по конструктивным и внутрибаллистическим параметрам двигателя
Для обеспечения минимального веса двигателя материал его корпуса должен обладать максимальной удельной прочностью.
В таблицах 1,2 приведены свойства различных материалов, которые применяются в ракетной технике.
Таблица 1
Композиционные материалы
| Материал | Волокно | Пластик | ||||
| sВ, кг/мм2 | Е, кгc/мм2 | sВ, кгc/мм2 | Уд. пр-ть, мм*105 | Е, кгc/мм2 | g, г/см3 | |
| Боропластик | 2,05 | |||||
| Стеклопластик | 2,05 | |||||
| Углепластик | 1,45 | |||||
| Органопластик: | ||||||
| СВМ | 1,3 | |||||
| АРМОС | 1,35 | |||||
| Кевлар | 1,35 |
Таблица 2
Металлы
| sВ, кг/мм2 | Уд. пр-ть, мм*105 | Е, кгc/мм2 | g, г/см3 | |
| Сталь | 150¸200 | 20¸25 | 7,8 | |
| Алюминий В-95 | 16,0 | 2,8 | ||
| Титан | 94 ¸120 | 20¸26 | 4,5 |
Удлинение стержня равно отношению силы, умноженной на длину стержня, к модулю упругости (модуль Юнга), умноженной на площадь поперечного сечения стержня.
Из сравнения таблиц видно, что использование композиционных материалов, обладающих большей удельной прочностью по сравнению с металлами (в 2 – 5 раз) может дать выигрыш в весе камеры.
Учитывая, что вес оболочки, которая может быть изготовлена методом намотки, в рассматриваемых двигателях составляет до 50% от веса двигательной установки, выигрыш может быть получен в 1,5 ¸2,5 раза.
|
|
|
Сравнительные результаты по коэффициенту весового качества приведены в таблице 3.
Таблица 3
| Наименование ДУ | Материал | Кол-во слоев | ||
| Сталь | - | - | ~0,4 ¸ 0,5 | |
| VT-1 | Углепластик | 0,17 | ||
| 57Э6-Е | СВМ | 0,17 | ||
| Перспектива | СВМ | 0,245 |
