Установочный коэффициент

Таблица 4

вид сочленения	механизмы управления
	не учтены	учтены
крыло-корпус	1.12-1.13	-
поворотное крыло-корпус	-	1.15-1.25
оперение-корпус	1.20-1.45	-
цельноповоротное оперение-корпус	1.35-1.40	-
главное шасси-крыло	1.20-1.30	1.40-1.50
главное шасси-корпус	1.35-1.45	1.55-1.65
носовое шасси-корпус	1.25-1.65	1.50-1.90
ВРД-крыло (корпус)	1.03-1.05	-
элероны-крыло	1.15-1.35	-
простые закрылки-крыло	1.25-1.45	1.65-1.70
закрылки Фаулера-крыло	1.40-1.55	1.85-1.90

5. Определяются масса теплозащитного покрытия (ТЗП) или лимиты дополнительной массы, расходуемой на изготовление конструкции КРБ из теплостойких материалов. Расчёты начинается с анализа схемы теплового нагружения КРБ (распределения удельных тепловых потоков) на участке манёвра возврата, который проводится с использованием тепловой модели КРБ и параметров траектории (угол атаки, число Маха, плотность атмосферы),. Затем поверхность КРБ аппроксимируется простейшими плоскими панелями. Предполагается, что в пределах панели поверхностная плотность ТЗП или её конструктивное исполнение остаются постоянными. Поверхностная плотность ТЗП определяется в зависимости от величины удельного теплового потока (температуры) по графикам приведенным на рис. 8.

Для контроля масса ТЗП должна рассчитываться и по суммарному тепловому потоку, подведенному к расчетной точке за время полета. Выбор критерия расчета массы ТЗП проводится на основе предположения о том, что удельный тепловой поток или суммарное количество подведенного тепла зависит главным образом от параметров траектории и варианта исполнения ТЗП. При крутых траекториях входа, критичными являются предельная величина и интенсивность нарастания теплового потока, влияющая на термические напряжения в конструкции.

Для пологих траекторий планирующих гиперзвуковых ЛА, реализующих, режим квазистационарного планирования, определяющим становится суммарное количество подведенного тепла и эффекты, связанные с продолжительностью воздействия высоких температур на конструкцию ЛА, а также прогревом ТЗП и переизлучением тепла внутрь, приводящим к снижению прочности силовых элементов конструкции. Одним из вариантов исполнения аэродинамических поверхностей является применение теплопоглощающей или «горячей» конструкции, предусматривающей изготовление обшивки и силовых элементов конструкции из термостойких материалов и нанесение ТЗП только на отдельные, наиболее теплонапряженные участки поверхности, преимущественно передние кромки.

Основное отличие методики расчета теплозащиты при использовании «горячей» конструкции заключается в том, что определение поверхностной плотности ТЗП заменяется вычислением (например, с помощью статистических или графических зависимостей типа представленных на рис.8 и 9) поправочных коэффициентов в весовых формулах, полученных для расчета “холодных” конструкций. Эти коэффициенты учитывают увеличение массы агрегата в результате применения жаропрочных и, как правило, более тяжелых конструкционных материалов, а также изменение их свойств при нагреве.

В общем случае при расчете “горячей” конструкции приходится учитывать продолжительность воздействия тепловых потоков. Заметим, что на прогрев толстостенных силовых элементов затрачивается определенное время, в течении которого конструкция может сохранять свою прочность без применения специальных мер для ее теплозащиты. Поэтому, при использовании КРБ со скоростями разделения менее 2100-2000 м/с и незначительным временем воздействия экстремальных тепловых потоков (не более 60-100с), интерес могут представлять и теплопоглощающие конструкции, аккумулирующие тепло в период максимального нагрева.

В целом, как показывает сравнение массовых сводок конструкции орбитального корабля и КРБ, относительный вклад ТЗП у последнего уменьшается в 4-4.5 раза (с 12.5-14.5 % до 3.0-3.5%), что до некоторой степени компенсирует влияние погрешностей расчета системы теплозащиты по приближенной методике на точность расчета суммарной массы системы спасения.

Рис.8 Зависимости поверхностных плотностей «горячей» конструкции и теплозащиты для «холодной» конструкции от величины удельного теплового потока

6. Рассчитывается масса шасси. При расчете весь агрегат подразделяется на следующие основные элементы: амортизационные стойки, оси или тележки, колеса и створки.

Суммарная масса главных опор шасси рассчитывается по формулам Шейнина:

, (21)

где - коэффициент, учитывающий влияние посадочной массы и определяемый как

; (22)

- расчетная посадочная масса ();

- коэффициент, учитывающий весовую эффективность шасси в зависимости от числа стоек () и имеющий следующие значения: =2 =1.0, =3 =1.1, =4 =1.15;

- коэффициент, учитывающий свойства применяемых материалов (исходный материал – сталь 30ХГСНА =1.0).

Рис.9 Влияние установившейся температуры на изменение индекса массы конструкции и зависимость изменения температуры внутренней стенки от продолжительности воздействия теплового потока

Если часть конструкции предполагается изготовить из более прочного материала, доля которого в суммарной массе равна , то коэффициент определяется как