Проектирование воздушно-динамического рулевого привода управляемой гиперзвуковой ракеты зенитного (стр. 4 из 13)
Определим изменения параметра
характеризующего соотношение момента нагрузки и развиваемого приводом момента: 
; (1.4.4) 
;где
- избыточное давление,сп - коэффициент подъемной силы,
хов - положение оси вращения руля,
хd - относительное положение центра давления,
М - число Маха.
Рассчитаем значение энергетической функции, которая характеризует отношение мощности потребной и мощности развиваемой:
;где Nпотр=
, 
- потребная скорость; 
- потребный момент; 
- максимальный момент;
- максимальная скорость; 
(1.4.5)где fвp - частота вращения, Гц
Мн - момент нагрузки,
Yn - газодинамическая функция расхода,
Т - температура газа в рабочей полости.
Все данные, рассчитанные по выше изложенным зависимостям, представлены в таблицах 1.5-1.8.
Таблица 1.5
,Т = -50°С | сэнерг | -4,31 | -1,93 | -3,43 | -5,93 | -4,45 | -7,796 | -5,233 |
| Mн,кг/см | -2,55 | -5.12 | -14,5 | -43,5 | -47,5 | -65 | -37,5 |
| kσ | -0,0098 | -,00408 | -0,00372 | -0,00486 | -0,00366 | -0,0067 | -0,00637 |
| Pизб,атм | 1,182 | 5,34 | 15,15 | 35,51 | 49,69 | 28,48 | 22,69 |
| М | 1,12 | 2,17 | 3,51 | 5,28 | 6,25 | 4,75 | 4,25 |
| fвр,Гц | 4,75 | 5,54 | 8,5 | 11,5 | 11,2 | 8,1 | 7,5 |
| αδо | 1,814 | 2,189 | 2,473 | 1,878 | 12,282 | 12,714 | 12,551 |
| Н,м | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
| V, м/с. | 336 | 651 | 1053 | 1584 | 1875 | 1425 | 1275 |
| t,с• | 0,6 | 1,0 | 1,5 | 2,0 | 2,8 | 8,8 | 10,1 |
Таблица 1.6
,Т = +50°С | сэнерг | -4,7 | -2,63 | -2,48 | -5,18 | -7,98 | -5,54 |
| Мн,Кг/см | -2,85 | -4,42 | -12,5 | -48 | -66,5 | -39,5 |
| kσ | -0,0082 | -0,0059 | -0,0055 | -0,00367 | -0,0065 | -0,00638 |
| Ризб,атм | 1,28 | 3,45 | 13,26 | 44,51 | 28,48 | 21,89 |
| М | 1,27 | 1,75 | 3,31 | 5,92 | 4,75 | 4,17 |
| fар,Гц | 6,05 | 5,8 | 7,5 | 15,75 | 9,74 | 8,8 |
| α0δ | 1,921 | 2,124 | 1,876 | 12,298 | 12,771 | 12,752 |
| Н, м | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
| V, м/с | 381 | 525 | 993 | 1776 | 1425 | 1251 |
| t, с | 0,4 | 0,6 | 1,0 | 1,5 | 7,8 | 10,1 |
Таблица 1.7
,Т = -50°С | сэнерг | -4,076 | -1,933 | -2,185 | -5,004 | -7,195 | -7,197 | -2,717 | -2,651 | -1,418 |
| Pст | 1,02 | 0,98 | 0,92 | 0,855 | 0,795 | 0,73 | 0,415 | 0,26 | 0,14 |
| Мнr,Кг/см | -3,24 | -5,468 | -9,29 | -30,44 | -48,26 | -45,62 | -25,02 | -15,5 | -7,64 |
| Мн,Кг/см | -3,18 | -5,58 | -10,1 | -35,6 | -60,7 | -62,5 | -60,3 | -59,6 | -54,6 |
| kσ | -0,0097 | -0,0041 | -0,0037 | -0,0045 | -0,0053 | -0,0059 | -0,0069 | -0,007 | -0,0066 |
| Ризб,атм | 1,22 | 4,55 | 12,34 | 27,51 | 38,44 | 36,52 | 30,12 | 30 | 26,23 |
| М | 1,125 | 2,003 | 3,2 | 4,737 | 5,501 | 5,391 | 4,865 | 4,801 | 4,579 |
| fар,Гц | 3,59 | 3,59 | 6,885 | 10,75 | 13,06 | 13,695 | 12,96 | 12,2 | 11,57 |
| α0δ | 1,789 | 2,172 | 2,431 | 1,873 | 12,443 | 12,323 | 12,09 | 12,199 | 12,513 |
| Н, м | 89,49 | 265,04 | 632,19 | 1180,69 | 1711,89 | 2356,9 | 6546,11 | 9875,16 | 13652 |
| V, м/с | 336,48 | 599,17 | 959,85 | 1416,93 | 1645,53 | 1615,12 | 1459,93 | 1375,73 | 1308,21 |
| t, с | 0,6 | 1,0 | 1,5 | 2,0 | 2,36 | 2,8 | 5,8 | 8,3 | 11,58 |
Таблица 1.8
,Т = +50°С | сэнерг | -4,638 | -1,637 | -7,665 | -8,449 | -8,25 | -7,678 | -7,434 |
| Pcт | 1,02 | 1,0 | 0,91 | 0,76 | 0,465 | 0,25 | 0,14 |
| Мнr,Кг/см | -3,06 | -5,05 | -46,41 | -39,14 | -23,85 | -12,85 | -7,2 |
| Мн, Кг/см | -3 | -5,05 | -51 | -51,5 | -51,3 | 51,4 | -51,45 |
| kσ | -0,0092 | -0,004 | -0,0037 | -0,0037 | -0,00375 | -0,00374 | -0,00373 |
| Ризб,атм | 1,27 | 5,05 | 33,2 | 35,1 | 33,2 | 33,8 | 34 |
| М | 1,25 | 2,08 | 5,14 | 5,27 | 5,14 | 5,16 | 5,23 |
| fар,Гц | 5,31 | 4,64 | 14,28 | 16,48 | 15,28 | 14,45 | 14,06 |
| α0δ | 1,905 | 2,118 | 1,693 | 12,340 | 12,248 | 12,227 | 12,189 |
| Н, м | 75,86 | 188,17 | 1070,28 | 2832 | 6996 | 11684,2 | 14688,03 |
| V, м/с | 445,7 | 748,9 | 1865,6 | 1841,3 | 1713,5 | 1619,5 | 1578,5 |
| t, с | 0,4 | 0,6 | 1,3 | 2,3 | 4,8 | 7,8 | 9,8 |
Из полученных расчетных данных определим режимы полета, на которых будем в дальнейшем производить расчеты конструктивных и обобщенных параметров, проводить тепловой расчет.
Конструктивный расчет Snl будем определять на режиме, где параметр kσ, характеризующий соотношения момента нагрузки и развиваемого момента имеет экстремум.
kσ = 0,0098 при
, T = -5O°C, t = O,6 c.Расчет потребной скорости будем проводить на режиме, где энергетическая функция сэ имеет экстремум, или, другими словами, где потребная мощность максимально приближена к развиваемой мощности привода.
сэ= 11,57 при 0 = 70°, Т =-50° С, t = 5,8 с.
Тепловой расчет будем проводить на режиме, где достигается максимальная скорость полета:
,Т = +50°С.1.5 Расчет обобщенных и конструктивных параметров
Расчет конструктивного параметра Snl.
Расчет конструктивного параметра будем проводить, исходя из обеспечения допустимого значения
по зависимости: 
(1.5.1)Sn - площадь поршня,
1 – плечо,
- максимальный относительный перепад давлений, 
где Рn1,2- давление в рабочих полостях.
Для распределительного устройства типа "струйная трубка" можно принять
kσ находится как экстремум функции kσ = 0,0098.ξ- коэффициент, учитывающий утечки в полостях и потери в системе ξ=0,9
м3Принимаем Snl = 9-10-6 м3 = 9 см3.
Расчет развиваемого момента.
Расчет развиваемого момента будем проводить, исходя из следующего соотношения:
(1.5.2) 
,РИЗбвыбирается для экстремума сэнерг
сэнерг = -11,57, Ризб =12,41 атм.
Тогда Мт = 9 • 0,75 • 12,41 = 83,8 кг/см.
Зная момент нагрузки Мт = 25,02 кг- см, можно определить значение параметра σ:
σ=
Отсюда видно, что σ < σ доп при σдоп = 0,4.
Расчет потребной и максимальной скорости.
Расчет потребной скорости будем проводить, исходя из отработки угла δ0 на частоте f при действии нагрузки, по зависимости
(1.5.3)где δ0 = δm - угол отклонения рулей, δ0 = 0,44 рад.
Параметр 
для газораспределительного устройства типа "струйная трубка" можно принять 1;
ω = 2
•f = 2 • fвр 1,5 + 2 •1,5 + 2 •1,5 - круговая частота вращения объекта рассчитывается с учетом разброса на конструктивные параметры и частоты управления.ω =2
• 12,96•2 • 1,5• 2 • 1,5 = 100 с-1,