Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Пермский национальный исследовательский политехнический университет

Направление: 160100.68 Авиа- и ракетостроение

Профиль Ракетные двигатели

Курсовая работа

По курсу «Динамика и прочность ракетных двигателей»

Название «Анализ и расчет динамических характеристик конструктивных элементов ракетного двигателя»

вариант 2

Курс: 4 группа: РКТ-08 Студент: Андришунас Олег Эдуардович

Проверил д.т.н., профессор А.Ф. Сальников

«___» января 2012 г

Работу сдал__________________

Пермь 2012

Реферат

Отчёт 32 стр. Рисунков 17. Таблиц 3. Источников 4.

Объектом изучения данной работы являются динамические характеристики ЛА. Цель работы – определение основных параметров ракеты, определение ее колебаний и проверка на прочность фермы переходного отсека. В данной работе использованы различные методы расчета двигательной установки – метод последовательных приближений, для определения колебаний – программа «Колебания. Программа», разработанная на кафедре РКТ и ЭУ, для расчета фермы используется метод последовательных приближений. В первой части рассчитываются основные геометрические и массовые параметры ЛА: длины и массы 1-й и 2-й ступени, головной части, приборного отсека, баков горючего и окислителя. Так же определяется масса окислителя и горючего. Результатом расчета этих параметров является определение тяги и удельного импульса. Во второй части расчетов определяются изгибные, продольные и крутильные колебания ЛА, с помощью программы «Колебания. Программа», разработанной на кафедре РКТ и ЭУ. По результатам расчета строятся графики изгибных, продольных и крутильных колебаний (стр. 15-16). В третьей части рассчитывается ферма переходного отсека, которая соединяет первую и вторую ступени. Для определения напряжений в конструкции стержневой фермы, так же проводим расчет на смятие и раскрытие стыка, проверку проведем по 4 теории прочности.

Содержание

Введение 3

Исходные данные 4

Основные используемые формулы 5

Глава I. Определение геометрических параметров ла 8

1.1 Определение параметров и масс элементов блока I ступени 9

1.2 Определение длины ГЧ и ПО 10

1.3 Характеристики ЖРД I ступени 11

Глава 2. Динамический анализ ла 16

Глава 3. Расчет основных узлов летательного аппарата 18

3.1 Расчёт бака окислителя блока 1-й ступени 18

3.2 Расчёт шпангоута подкрепления 19

3.3 Расчёт переходной фермы 20

3.4 Расчет болтового соединения 23

3.5 Расчёт смесительной головки ЖРД первой ступени 24

3.5.1 Расчёт форсуночного блока 24

3.5.2 Расчёт огневой стенки на срез по контуру 28

3.5.3 Расчёт наружного днища 29

3.6 Расчёт передаточной функции по тангажу 30

Заключение 32

Список литературы 33

Введение

Исследование динамических характеристик ЛА является одной из составляющих частей образовательного процесса, направленного на освоение методов, расчетных схем и алгоритмов, позволяющих выявить наиболее нагруженные элементы конструкции. Теоретические модели базируются на допущениях распределенных масс. Данный проект был разработан в рамках расчетной работы по курсу Динамика и прочность РД. Условие: спроектировать летательный аппарат для ракетного двигателя по исходным данным. В проекте реализуется динамический расчет летательного аппарата (ракеты), с учетом изгибных, крутильных и продольных колебаний, возникающих в процессе полета ракеты. Для расчета используется программа «Колебания. Программа». Также в данном проекте определяются геометрические параметры ступеней (I, II) и основные характеристики жидкостного ракетного двигателя с заданными параметрами, расчет переходного отсека. В ходе проекта определяются нагрузки и напряжения на той или иной детали и сравнение их с критическими значениями, с целью определения пригодности выбранных геометрических параметров и материалов. В результате расчетов получили ракетный двигатель, который соответствует техническому заданию.

Данная работа выполнена в соответствии с учебным планом дисциплины «Динамика и прочность ракетных двигателей» как самостоятельная работа с нагрузкой 17 часов.

В результате выполнения расчетной работы получены:

– теоретический чертеж ЛА с весовыми, геометрическими и жесткостными параметрами;

– формы изгибных, продольных и крутильных колебаний для первой моды;

– условия герметичности и работоспособности переходного отсека между первой и второй ступенями.