Подводный старт межконтинентальной баллистической ракеты из затопленной шахты с помощью ЖРД при наличии воздушного колокола, страница 17

             Графическое представление результатов расчета для двух вариантов

График изменения давления в КС от времени.

График изменения давления в подракетном объеме от времени

                График зависимости площади горения заряда ТТ от времени.

 

График зависимости газообразования рабочего тела в КС от времени.

График зависимости расхода рабочих газов из КС в ЗО от времени.

5. Анализ схем КПУ.

Катапультные пусковые устройства (КПУ) для подводного запуска изделий.

В настоящее время для выпуска изделий с подводных носителей применяются забортные пусковые установки (ЗПУ). Изделие в таких установках располагается в решетке, которая выполнена из ряда колец сваренных воедино несколькими продольными связями и свободна для подтока воды. Существуют две схемы ЗПУ: разгруженная и неразгруженная от действия внешнего давления. На рис. 5.1. представлена не разгруженная схема

Рисунок 5.1. Схема КПУ (не разгруженная от внешнего давления.)

Математическая модель процесса запуска из КПУ (не разгруженной от внешнего давления)

Допущения:

1.  Газы в рабочих объемах (КС и ЗО) подчиняются уравнению состояния идеального газа;

2.  Масса изделия и всех подвижных элементов (воды по участкам разного сечения тракта, поршня) приводится к массе поршня с учетом его скорости и поперечного сечения;

,

.

3.  Сила трения поршней о стенки цилиндров переменная и зависит от давления;

4.  Учитываются все местные сопротивления по гидравлическому тракту.

,

,

.

В расчетах учитывается инерционность всех элементов имеющих массу.

Система уравнений.

Используются уравнения:

-  энергии;

-  состояния;

-  поступательного движения изделия.

Задача состоит в том, чтобы определить массовый расход газов из КС, при переменном внешнем давлении, при котором обеспечивается движение изделия близкое к равноускоренному с минимальным разбросом выходных параметров.

1.  Уравнение энергии газов в подпоршневом объеме.

,

,

,

.

2.  Уравнение состояния газа.

,

3.  Уравнение движения.

,

где       - сила сопротивления движению поршня, ;

 - приведенная масса поршня.

,

,

,

,

С учетом приведенных уравнений:

Полагаем, что

индекс “*” – соответствует постоянному ускорению.

Зависимость расхода газов от времени – существенно нелинейная и может быть выражена после преобразований в виде:

,

где     .

Расчет лабораторных работ 5 и 6 производился по программе «KPU_8DKR».

Оценка влияния разномассовости изделий на параметры выхода.

Для оценки влияния различных масс изделий выпускаемых из ЗПУ на их выходные параметры и на параметры работы ПАД было выполнено пять расчетов с массами изделий 200, 300, 400, 500, 700 кг соответственно. Ниже приводятся исходные данные и результаты расчета каждого варианта.

Вариант 1

файл: C:\USER\MIN\ЛАБРАБ\KPU\VAL300.REZ Студент Шумков                 Группа a461
Студент: Шумков       Группа: a461
Схема СЦ - не разгруженная   Не рассчитываются тепловые потери
Ph  = 65.0 ,атм //  Dp  = 0.42 ,м //  Vpl = 8.00 ,узел
Mr  = 300.0 ,кг //  Xi  = 0.91 //  Dh  = 0.1 ,м

Время,	Путь,	Скорость,	Ускорение,	Pkc,	Mg,	Расх,
с	м	м/с	м/с2	атм	кг	кг/с
0	0	0	0	1	0,01	0
0,001	0	0	0	1,81	0,01	3,417
0,007	0	0	0	44,58	0,06	11,202
0,015	0	0,08	49,9	138,51	0,17	17,704
0,022	0	0,97	172,44	253,58	0,31	0,512
0,029	0,02	2,25	170,23	252,06	0,31	0,362
0,037	0,04	3,51	166,19	249,59	0,31	0,428
0,045	0,07	4,74	160,72	246,34	0,32	0,492
0,052	0,11	5,92	153,97	242,45	0,32	0,553
0,06	0,16	7,05	145,86	238,04	0,32	0,613
0,067	0,21	8,11	137,03	233,27	0,33	0,67
0,075	0,28	9,1	127,77	228,27	0,33	0,725
0,082	0,35	10,02	118,3	223,15	0,34	0,777
0,09	0,43	10,88	108,85	218,02	0,35	0,827
0,097	0,51	11,66	99,58	212,96	0,35	0,875
0,105	0,6	12,37	90,63	208,04	0,36	0,922
0,112	0,7	13,02	82,1	203,3	0,37	0,966
0,12	0,8	13,6	74,05	198,79	0,37	1,009
0,127	0,9	14,13	66,55	194,52	0,38	1,051
0,135	1,01	14,6	59,6	190,52	0,39	1,092
0,142	1,12	15,03	53,22	186,78	0,4	1,132
0,149	1,24	15,4	47,39	183,31	0,41	1,171
0,157	1,35	15,74	42,1	180,11	0,41	1,209
0,164	1,47	16,04	37,32	177,16	0,42	1,247
0,172	1,59	16,3	33,04	174,46	0,43	1,285
0,179	1,72	16,53	29,2	171,99	0,44	1,323
0,187	1,84	16,7	12,54	169,76	0,45	1,36
0,194	1,97	16,77	8,29	167,77	0,46	1,397
0,202	2,09	16,83	5,8	166,01	0,47	1,435
0,209	2,22	16,86	3,63	164,48	0,48	1,473
0,217	2,34	16,88	1,76	163,15	0,5	1,511
0,224	2,47	16,89	0,27	162,01	0,51	1,549
0,232	2,6	16,89	0,1	161,05	0,52	1,588
0,239	2,72	16,89	0,11	160,26	0,53	1,627
0,247	2,85	16,89	0,26	159,62	0,54	1,667
0,254	2,98	16,9	0,56	159,13	0,56	1,707
0,262	3,1	16,9	0,97	158,76	0,57	1,748
0,269	3,23	16,91	1,49	158,51	0,58	1,79
0,277	3,36	16,92	1,32	158,37	0,6	1,832
0,284	3,49	16,93	0,79	158,34	0,61	1,874
0,292	3,61	16,93	0,39	158,4	0,62	1,917
0,299	3,74	16,94	0,1	158,56	0,64	1,961
0,307	3,87	16,9	0,19	158,81	0,65	2,005
0,314	3,99	16,9	0,1	159,15	0,67	2,05
0,322	4,12	16,4	-69,28	163,13	0,68	2,119
0,329	4,24	15,89	-66,45	167,5	0,7	2,192
0,337	4,36	15,4	-63,8	172	0,72	2,267
0,344	4,47	14,94	-59,95	176,63	0,73	2,344
0,352	4,58	14,51	-54,26	181,41	0,75	2,425
0,359	4,69	14,12	-49,25	186,33	0,77	2,507
0,367	4,79	13,77	-44,82	191,39	0,79	2,592
0,374	4,89	13,45	-40,86	196,61	0,81	2,68
0,382	4,99	13,16	-37,3	201,99	0,83	2,77
0,389	5,09	12,89	-34,09	207,52	0,85	2,864
0,397	5,19	12,64	-31,17	213,22	0,87	2,96