Рациональное проектирование конструкции ракет пакетной схемы методами силового анализа

• Автор: Штанько, Евгений Дмитриевич
• Шифр специальности: 05.07.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Самара
• Количество страниц: 165 с. : ил.

Основные обозначения и сокращения
1 Состояние проблемы и задачи исследования
1.1 Роль и место работ по проектированию корпусов в общем процессе проектирования PH
1.2 Существующий порядок проектирования корпусов PH
1.3 Обзор научной поддержки существующего порядка рационального проектирования корпусов PH
1.4 Эффективные методы проектирования силовых схем в смежной области - самолетостроении
1.5 Задачи исследования
2 Проектирование конструкции ракет пакетной схемы методами силового анализа. Выбор силовой схемы
2.1 Предлагаемый метод проектирования
2.2 Формирование исходных данных для разработки ступени PH
2.2.1 Объемно-габаритная компоновка ступени PH
2.2.2 Нагружение конструкции, система координат
2.2.3 Цель исследования
2.3 Генерация рациональных вариантов силовой схемы
2.3.1 Методологические принципы генерации силовых схем
2.3.2 Анализ режимов нагружения конструкции
2.3.3 Выявление действующих на центральный модуль и
подвесные баки внешних и инерционных сил, кратчайших путей их силового замыкания между собой
2.3.4 Дополнительное исследование рациональных путей
межблочной передачи продольных сил
2.3.5 Разработка вариантов рациональной силовой схемы
2.3.6 Дополнительные варианты силовой схемы
2.3.7 Сравнительная оценка основных качеств вариантов силовой
схемы НПС
2.3.8 Схема закрепления конструкции
2.4 Формирование конструктивно-силовых схем отсеков. Определение
параметров силовых элементов
2.4.1 Принципы формирования конструктивно-силовых схем
отсеков. Основные соотношения для расчета параметров силовых элементов
2.4.2 Конструктивно-силовая схема и параметры силовых
элементов бака Г
2.4.3 Конструктивно-силовая схема и параметры силовых
элементов приборного отсека
2.4.4 Конструктивно-силовая схема и параметры силовых
элементов бака О
2.4.5 Конструктивно-силовая схема и параметры силовых '
элементов ХО варианта 1 НПС
2.4.6 Параметры силовых элементов ХО варианта 2 НПС
2.4.7 Параметры силовых элементов ХО варианта 3 НПС
2.4.8 Параметры стержневых элементов ВПС и НПС
2.5 Моделирование конструкции, нагрузок и закрепления
сравниваемых вариантов
2.6 Результаты расчета
2.7 Анализ результатов, выбор варианта силовой схемы
Выводы по разделу
3 Коэффициент полной массы проектируемой конструкции и оценка
качества проекта
3.1 Коэффициент полной массы агрегатов и конструкции в целом
3.2 Оценка качества проекта с использованием величины
коэффициента полной массы
3.3 Назначение лимитных значений массы проектируемой
конструкции
Выводы по разделу
4 Конструирование с учетом технологичности
5 Технико-экономическое обоснование использования предлагаемых методов в реальном проектировании
6 Применение предлагаемых методов. Разработка рационального облика устройства силовой связи орбитального корабля «Буран» с ракетой-носителем «Энергия»
7 Основные результаты работы
ЛИТЕРАТУРА
Приложение. Патент РФ на изобретение «Устройство для связи
космического объекта с ракетой-носителем»
Анализ эквивалентных сил (рис. 2.6, 2.7), продольных перегрузок (табл. 2.2) и эпюр давлений в баках (рис. 2.8) показывает:
1. Нагружение эквивалентными силами центрального модуля и подвесных баков на участке работы 1-й ступени (режимы А, В/, К/) существенно выше, чем на участке работы 2-й ступени.
2. Продольные перегрузки достигают максимальных значений в режимах нагружения В1 и К:.
3. Нагружение в поперечном направлении достигает максимальных значений в режиме нагружения А (максимальные эквивалентные силы при сравнительно небольших продольных перегрузках).
4. Давление в баках достигает максимальных значений для бака О-в режимах Ві (для всех элементов бака кроме верхнего днища) и Ь2 (для верхнего днища), а для баков Г-в режиме В2.
Дополнительный анализ нагружения в режиме А, который разделяется (в зависимости от направления обдува) на режимы Ат и Ар, показал:
На небольшом участке центрального модуля в зоне ПО имеет место (см. рис. 2.6) некоторое превышение эквивалентных сил в режиме Ар относительно режима Ат. Однако на остальной длине центрального модуля и на всей длине подвесных баков (см. рис. 2.7) эквивалентные силы в режиме Ат больше, чем в режиме Ар, и существенно. Кроме того уровень сил в ВПС и НПС (см. табл. 2.6) в режиме Ат однозначно выше, чем в режиме Ар. С учетом этого возможно в дальнейшем рассмотрении нагружение в режиме Ар не учитывать.
Исходя из этого, доминирующими режимами нагружения являются:
- для узлов силовой связи подвесных баков с центральным модулем, всех отсеков центрального модуля (кроме верхнего днища бака О) - режимы Ат и Вд
- для верхнего и нижнего шпангоутов баков Г — режимы Ат и В2
- для верхнего днища бака О - режим Ь2,