Весовой расчет. 
Проектирование двухступенчатой баллистической ракеты

Оптимальные проектные параметры

Масса ракетного блока 1.

Масса ракетного блока 2.

Масса головной части Коэффициент заполнения топливом первой ступени Коэффициент заполнения топливом второй ступени Коэффициент соотношения КРТ.

Весовой расчет ракеты при выбранных ОПП

Масса второй ступени:

Масса второй ступени:

Стартовая масса ракеты:

Масса топлива РБ 1-ой ступени расходуемая при полете ракеты:

Масса окислителя и горючего РБ 1-ой ступени расходуемая при полете:

Масса топлива РБ 2-ой ступени расходуемая при полете ракеты:

Масса окислителя и горючего РБ 2-ой ступени расходуемая при полете:

Масса окислителя и горючего, расходуемая при полете ракеты:

Масса конструкции РБ 1-ой ступени с остатками топлива:

Масса конструкции РБ 2-ой ступени с остатками топлива:

Масса сухой ракеты:

Определение тяговых характеристик ракеты

Тяга двигателя первой ступени на Земле.

Начальная тяговооруженность первой ступени в пустоте:

.

Тяга двигателей первой и второй ступени в пустоте:

Массовый секундный расход топлива ДУ первой ступени:

Массовый секундный расход окислителя, горючего ДУ первой ступени:

Массовый секундный расход топлива ДУ второй ступени:

Массовый секундный расход окислителя, горючего ДУ второй ступени:

Объемные расчеты ракеты

Объемный расчет головной части

Исходные данные

Масса головной части Диаметр ракеты Угол раскрытия конуса обтекателя.

Взрывчатое вещество (ВВ)Тротил;

Плотность взрывчатого вещества В качестве головного обтекателя выберем конический обтекатель со сферическим притуплением (рис.2).

Рис. 2. Расчетная схема головной части

1. Определяем теоретическую длину головного обтекателя

.

• 2. Радиус сферы притупления в первом приближении равен
• 3. Определяем действительную длину головной части

• 4. По приближенной зависимости определяем массу взрывчатого вещества
• 5. Масса конструкции конического обтекателя
• 6. Определяем объем взрывчатого вещества

• 7. Принимаем, что взрыватель расположен на расстоянии от действительного носка ракеты. Определяем расстояние от теоретического носка головной части до места установки взрывателя.
• 8. Определяем радиус конического обтекателя

9. При выбранной схеме головной части объем взрывчатого вещества будет располагаться в объеме усеченного конуса высотой h.

Зная объем, занимаемый взрывчатым веществом V_ВВ, из объема усеченного конуса определяем его высоту.

где R — радиус основания усеченного конуса.

.

После подстановки выражения, определяющего R, в формулу объема усеченного конуса V_ВВ получаем уравнение вида.

Из которого можно найти высоту усеченного конуса h методом последовательных приближений.

Окончательно получаем значение h=1,172 м. Тогда.

Вывод. Высота усеченного конуса подобрана правильно.

10. Определяем положение центра массы взрывчатого вещества относительно основания усеченного конуса (основания отсека полезного груза).

11. Определяем положение центра массы взрывчатого вещества относительно теоретического носка головной части.

12. Принимаем, что положение центра масс находится на расстоянии.

Для отделяющейся корпуса ГЧ (корпус ГЧ — коническая оболочка) можно принять, что положение центра масс корпуса ГЧ находится на расстоянии от теоретического носка ракеты.

На начальном этапе расчета, когда неизвестна длина отделяющейся головной части можно принять, что, тогда положение центра масс головной части (корпуса и полезной нагрузки) можно определить по формуле.

Длину отделяющейся головной части можно определить на основе следующих рассуждений: известно, что отделяющиеся головные части баллистических ракет должны обладать статической устойчивостью.

Статическая устойчивость отделяющихся головных частей характеризуется коэффициентом статической устойчивости.

где — положение центра масс отделяемой головной части относительно теоретического носка ракеты, принимаем.

— положение центра давления отделяемой головной части относительно теоретического носка ракеты.

Принимаем.

Таким образом, длина отделяющейся конической головной части в первом приближении равна.

13. Сравниваем значения и.

Примечание: так как погрешность первого приближения по длине отделяющейся головной части не превышает 5%, то результат считаем удовлетворительным.