Изучение характера изменения скорости полета ракеты, координат траектории, коэффициента осевых перегрузок, скоростного напора и потерь скорости во времени полета

Цель работы:

1. Рассчитать траекторию ракеты и изучить характер изменения скорости полета ракеты ,  координат траектории , коэффициента осевых перегрузок , скоростного напора и потерь скорости во времени полета ;

2.  Определить зависимость дальности полета ракеты , ее скорости в конце активного участка полета , высоты конца активного участка , а также потерь скорости от следующих параметров:

·  Относительной массы топлива()

·  Тяговооруженности();

·  Начального угла старта();

·  Конечного угла наклона траектории();

·  Нагрузки на мидель().

Индивидуальные данные :  вариант 12

; ; ;

12

4

4

4

№ по списку

Задача 1

Задача 2

Задача 3

Задача 4

Задача 5

Задание 1.

Тяговооруженность = 3, калибр = 1,2 м, Mt=0.8-0,85

время	скорость	нач уг	дальность	высота	Q	Nx	DV1	DV2	DV3
0	0	89,95	0	0	0	2,72	0	0	0
4,35	76,18	89,95	0	0,16	3499,3	2,86	42,63	0,1	12,29
8,69	158,75	82,12	0,04	0,67	14469,2	3,01	85,12	0,86	24,74
13,04	249,12	73,25	0,24	1,53	32746,1	3,18	126,6	3,08	36,86
17,39	346,89	65,4	0,71	2,73	56243,5	3,24	166,27	9,39	48,19
21,74	451,61	58,56	1,55	4,25	81397,5	3,45	203,65	22,21	58,34
26,08	569,24	52,75	2,81	6,06	106218,9	3,72	238,58	37,4	67,07
30,43	702,16	47,96	4,59	8,17	127066	4,06	271,13	54,32	74,23
34,78	853,1	44,18	6,94	10,58	139936,8	4,47	301,57	72,11	79,81
39,12	1025,57	41,43	9,94	13,34	133200	4,99	330,28	89,41	83,89
43,47	1223,75	39,7	13,65	16,49	115386,9	5,62	357,76	104,73	86,71
47,82	1451,89	38,98	18,13	20,16	91513,8	6,37	384,56	117,46	88,53
52,17	1714,99	38,96	23,46	24,48	64001,4	7,31	411,18	127,22	89,63
56,51	2021,81	38,96	29,73	29,58	40104,8	8,45	437,76	134,04	90,24
60,86	2384,14	38,96	37,12	35,59	21976,5	9,93	464,29	138,38	90,55
65,21	2820,59	38,96	45,84	42,68	10815,8	11,96	490,77	140,9	90,69
69,56	3362,84	38,96	56,18	51,1	5063,3	14,98	517,19	142,29	90,76
69,56	3362,84	38,96	56,18	51,1	5063,5	-0,08
74,56	3330,45	38,43	69,12	61,56	1411,2	-0,02
79,56	3300,18	37,9	82,02	71,81	349,5	-0,01
84,56	3270,82	37,35	94,88	81,83	73,7	0
89,56	3242,03	36,8	107,69	91,65	1,3	0
91,56	3232,17	36,6	112,12	95	0,7	0
344,5	3232,17	-36,6	1269,3	95	0,7	0
349,5	3260,78	-37,16	1282,1	85,26	41,9	0
354,5	3289,77	-37,71	1294,94	75,3	206,4	0
359,5	3318,93	-38,25	1307,82	65,14	882,9	-0,01
364,5	3347,45	-38,78	1320,74	54,76	3275,5	-0,05
369,5	3372,55	-39,3	1333,69	44,17	12539,9	-0,2
374,5	3379,77	-39,82	1346,64	33,41	61931,5	-0,97
379,5	3290,39	-40,34	1359,4	22,63	316474,7	-4,97
384,5	2789,45	-40,92	1371,12	12,55	1115450	0
389,5	1708,51	-41,79	1379,62	5,08	1065778	0
394,5	847,39	-43,49	1384,19	0,9	402912,8	0
396,5	655,13	-44,44	1385,12	0	262888,4	0

Скоростной напор характеризуется: . С высотой падает ρ и возрастает v, т. о. вершина Q появляется на 34.78 с. Затем в разряженных слоях атмосферы падает ρ и v – график убывает. Резкий скачок Q объясняется тем, что при входе в атмосферу скорость велика и происходит возрастание ρ.

                                                  Потери скорости

DV1 – потери скорости на преодоление гравитационных сил;

DV2 – потери скорости на преодоление сопротивления атмосферы;

DV3 – потери скорости за счет отличия тяги двигателя на траектории полета от пустотной тяги.

Задание 2.

1)  Зависимость от относительной массы топлива.TVP=3 , v кон = 0,37

2)  Зависимость от тяговооруженности, Mt=0,84

С ростом TVP увеличиваются аэродинамические потери и потери скорости, связанные с отличием тяги двигателя на Земле от тяги двигателя в пустоте. В сумме эти потери влияют на Vк- скорость в конце активного участка.

3)  Зависимость от начального угла старта (v нач).TVP=3  v кон=0,37

4)  Зависимость от конечного угла наклона траектории (v кон), Mt = 0,84

5)  Зависимость от нагрузки на мидель  Mt = 0,84

Нагрузка на мидель Pm влияет на аэродинамические потери скорости:

В итоге скорость в конце активного участка Vк увеличивается, таким образом увеличивается L полета.

Выводы по работе:

  На графике зависимости L(TVP) наблюдается экстремум функции зависимости дальности полета L от тяговооруженности TVP при mt=0,78. Аналогично экстремум наблюдается на графике зависимости L(TETк). Эти два графика свидетельствуют о том, что существует некоторое оптимальное значение у TVP и у TETк,  при котором L максимальна

 при увеличении TVP потери скорости на преодоление гравитационных сил уменьшаются, так как уменьшается само время t активного участка, однако при этом возрастают потери скорости на преодоление сил сопротивление атмосферы. При увеличении нагрузки на мидель (Pm), потери скорости на преодоление сил сопротивления атмосферы уменьшаются. Однако при увеличении TVP возрастет коэффициент осевых перегрузок Nx, что приведет к необходимости увеличения прочности конструкции л. а. , а следовательно к увеличению массы самой конструкции.

  При увеличении TVP потери скорости на преодоление гравитационных сил уменьшаются, так как уменьшается само время t активного участка, однако при этом возрастают потери скорости на преодоление сил сопротивление атмосферы. При увеличении нагрузки на мидель (Pm), потери скорости на преодоление сил сопротивления атмосферы уменьшаются. Однако при увеличении TVP возрастет коэффициент осевых перегрузок Nx, что приведет к необходимости увеличения прочности конструкции л. а. , а следовательно к увеличению массы самой конструкции.

Балтийский Государственный Технический Университет

Им. Д.Ф.Устинова «ВОЕНМЕХ»

Лабораторная работа по САПР №1.

Исследование основных характеристик траектории полета баллистической ракеты.

Выполнил: Подколзин А.С.

  Группа А483

Проверил: Исаков А.Л.

г.Санкт-Петербург

2011 г