Материал: 7-7

Рисунок 1.5 – Участок 5-7

Погонная нагрузка , вызванная поверхностным трением, определяется по формуле:

где F – половина площади продольного сечения летательного аппарата;

- текущий радиус .

где – длина участка 0-1,

– длина участка 1-5,

– длина участка 5-7,

– длина участка 7-12.

Тогда на участке 1-5 будет равна

На участке 7-12:

Складывая значения и , получим полную погонную аэродинамическую нагрузку на корпус летательного аппарата.

Эпюры погонных нагрузок , , а также результат их суммирования представлены на рисунке 1.6.

Рисунок 1.6 – Эпюры погонных нагрузок

Продольная аэродинамическая сила представлена на рисунке 1.7.

1.2.2 Определение силы, обусловленной массой конструкции

Величина силы, обусловленной массой конструкции отсеченной части, определяется по формуле :

где - масса i-го сосредоточенного груза;

- погонная масса конструкции,

м/с² – ускорение свободного падения.

Формулу также можно представить в виде:

где - погонная массовая сила со стороны оболочки на корпус ЛА,

;

- усилия взаимодействия между массой и и корпусом ЛА:

.

Таким образом, величина может быть получена суммированием эпюр и , представленных на рисунке. Эпюра представлена на рисунке 1.7.

1.2.3 Определение силы, обусловленной давлением наддува

Величина силы, обусловленной давлением наддува в баках, определяется по формуле:

,

где - дополнительная осевая сила от давления наддува. Для цилиндрических баков ;

- усилия, передаваемые на корпус от днищ баков и обусловленные действием давления наддува.

Для передних днищ эти силы определяются по формуле:

,

а для задних – по формуле:

,

где и - радиусы оснований баков.

- давление наддува в баке.

Так как все баки имеют цилиндрическую форму, усилия на переднем и заднем шпангоутах будут одинаковыми, отличаясь лишь знаком.

В баках II ступени давление наддува:

Горючего: Па,

Окислителя: Па,

.

Тогда получаем:

кН;

кН.

В баках I ступени давление наддува:

Горючего: Па,

Окислителя: Па.

Радиус бака окислителя будет равен:

.

Тогда величина силы, обусловленной наддувом в баках топлива и окислителя I ступени будет равна:

кН;

кН.

Эпюра представлена на рисунке 1.7.

1.2.4 Определение силы, обусловленной влиянием массы топлива

Величина силы, обусловленная влиянием массы топлива, определяется по формуле:

где - дополнительная осевая сила от давления жидкости. Для баков цилиндрической формы ;

- усилия, обусловленные давлением жидкости на задние днища баков, определим их по формуле:

,

Для бака горючего I ступени:

кг,

где = 405 кг – масса топлива в днище бака горючего I ступени,

кг - масса топлива в цилиндрической части бака горючего I ступени;

кН.

Для бака окислителя I ступени:

кг,

где =655 кг – масса топлива в днище бака окислителя I ступени,

,3 кг - масса топлива в цилиндрической части бака окислителя I ступени;

кН.

Для бака горючего II ступени:

кг,

где =363 кг – масса топлива в днище бака горючего II ступени;

кН.

Для бака окислителя II ступени:

кг,

где =294 кг – масса топлива в днище бака окислителя II ступени,

кг - масса топлива в цилиндрической части бака окислителя II ступени;

кН.

Эпюра силы представлена на рисунке 1.7.

1.2.5 Определение силы, обусловленной тягой двигателя

Вклад тяги двигателя может быть определен по формуле:

где - тяга i-го двигателя.

В нашем случае Н.

Тогда

Эпюра силы представлена на рисунке 1.7.

1.3.1 Определение осевой силы

Осевую силу можно получить путем суммирования эпюр

в соответствующих сечениях.

Эпюры , представлена на рисунке 1.7.

Рисунок 1.7 — Эпюры ,

_{Значения всех составляющих нормальной осевой} силы представлены в Таблице 1 на странице 12.

1.3.2 Проверка правильности построения эпюр

В крайнем сечении корпуса (т.е. при , где L – длина летательного аппарата) должны выполняться равенства:

,

1.4 Расчет нормальной перегрузки и величины углового ускорения

Нормальная перегрузка вычисляется по формуле:

,

где кН – сила тяги двигателя летательного аппарата;

– нормальная аэродинамическая сила;

– угол поворота двигателя;

m=11483,3 кг – масса летательного аппарата на расчётный момент времени;

м/с² – ускорение свободного падения.

Полная нормальная аэродинамическая сила рассчитывается по формуле

,

где – суммарное значение всех полных нормальных аэродинамических сил на конических участках;

– суммарное значение всех полных нормальных аэродинамических сил на цилиндрических участках.

где – удлинение цилиндра;

- площади основания конуса.

На рисунке 1.8 изображена схема ЛА с обозначением необходимых для определения нормальной аэродинамической силы участков и расположение оснований, необходимых для расчета и приведенных для наглядности.

Рисунок 1.8 – Схема ЛА с обозначением расположения участков и оснований конусов

Н,

где - площади основания конуса.

Н,

где - площади основания конуса.

Н,

где – удлинение цилиндрического участка 1-5,