Проектирование пневмогидросистемы первой ступени баллистической ракеты (стр. 10 из 11)

- объём сферического сегмента днищ.

Рис.14. Расчётная схема бака горючего

Бак горючего

Объём топлива в трубопроводе горючего:

.

Объём горючего, находящегося в баке:

.

Объём горючего в нижнем сферическом сегменте БГ с учётом объёма туннельной трубы:

Высоту цилиндрической части бака горючего вычислим с помощью итераций:

Получим:

.

Полная высота бака горючего:

.

Объём туннельной трубы:

.

Полный объём бака горючего:

Полный объём заправляемого горючего:

.

Объём горючего в цилиндрической части БГ с учётом объёма туннельной трубы:

.

Объём горючего в верхней сфере БГ с учётом объёма туннельной трубы:

.

Объём воздушной подушки:

.

Высота воздушной подушки от верхнего полюса бака:

Получаем:

.

Высота зеркала горючего от нижнего полюса бака:

Бак окислителя

Объём топлива в трубопроводе окислителя

.

Объём горючего, находящегося в баке:

.

Полный объём бака окислителя:

.

Полный объём заправляемого окислителя:

.

Высота цилиндрической части бака окислителя:

.

Полная высота бака окислителя:

.

Объём воздушной подушки:

.

Высота воздушной подушки от верхнего полюса бака:

Получаем:

.

Высота зеркала горючего от нижнего полюса бака:

.

11. Расчёт элемента автоматики

Расчёт проводится согласно [4].

Дренажно-предохранительные клапаны предназначены для защиты ёмкостей и полостей системы от воздействия чрезмерного давления газа, превышающего допустимое значение. Основными параметрами ДПК являются давление

, при котором гарантируется допустимая негерметичность клапана, и давление , при котором клапан пропускает заданный расход газа .

Расход газа через ДПК:

,

где

- коэффициент расхода;

- площадь проходного сечения;

- диаметр седла клапана;

- высота подъёма тарели клапана над седлом;

- величина, которая зависит от характера истечения газа через лапан и определяется соотношением входного и выходного давлений.

Для сверхкритического режима истечения:

и .

Для улучшения характеристик ДПК относительная высота подъёма его тарели над седлом выбирается из условия

.

Рис.15. Расчётная схема ДПК

Исходные данные:

Коэффициент адиабаты для кислорода

;

Полное давление газа на входе в клапан

;

Газовая постоянная газа наддува

;

Температура газа на входе в клапан

;

Массовый секундный расход газа через клапан

;

Усилие, развиваемое электромагнитом ДПК

.

Выполнение расчёта:

.

Определяем эквивалентный диаметр седла клапана:

,

Где

.

Определяем площадь проходного сечения клапана:

.

Определяем высоту подъёма клапана:

.

Принимаем:

.

Уточняем эквивалентный диаметр:

.

Определяем диаметр седла клапана:

,

где

- диаметр штока; принимаем.

Принимаем:

Уточняем проходную площадь клапана:

.

Определяем жёсткость пружины клапана:

.

Используя справочник [7], выбираем пружину № 182 ГОСТ 13766-86.

12. Расчёт времени заправки

Расчёт проводится согласно [4].

Исходные данные:

Расход заправочной системы

.

Выполнение расчёта:

Время заправки:

;

.

Общее время заправки баков ступени:

.

.

13. Воздействие компонентов топлива на экологию

Токсичность КТ.

Предельно допустимая концентрация (ПДК):

- кислорода

;

- керосина

.

Углеводородные ракетные горючие по сравнению с химическими горючими отличаются небольшой гигроскопичностью. В горючем типа керосина при

растворяется в 8 раз меньше воды, чем в горючем на основе аминов.

Скорость испарения горючего типа керосина не превышает в летний период за 1 месяц

на 1 парового пространства резервуара. Поэтому при проливах данного КТ существует возможность нейтрализации большей его части. [5]

При высокотемпературном сгорании данных компонентов топлива образуются оксиды азота, оксиды серы, сероводород, углекислый и угарный газы, а также большое количество сажи, что в значительной степени загрязняет не только атмосферу земли, но и всю её экосистему.