Проектирование двухступенчатой баллистической ракеты с ЖРД дальность 10000 км, массой полезной нагрузки 2500кг

ОмГТУ, гр. ПРК-161Н. Контр. Лукьянчик А.И. Утв Яковлев А.Б. Омск 2022г
ВКР Проектирование двухступенчатой баллистической ракеты с жидкостным ракетным двигателем (С дальностью полета 10000 км, массой полезной нагрузки 2500 кг, ТП (27%АТ+73%АК)+НДМГ

Ракета – летательный аппарат, двигающийся в пространстве за счет действия реактивной тяги, возникающей только вследствие отброса части собственной массы (рабочего тела).
По назначению ракеты подразделяют на:
1) боевые;
2) исследовательские;
3) ракеты-носители.
По месту старта:
1) с поверхности Земли (подвижный грунтовый ракетный комплекс (ПГРК), со стола);
2) из шахтной пусковой установки;
3) с борта надводного корабля;
4) с шахты, установленной на подводной лодке;
5) с летящего самолета.
По дальности стрельбы:
1) тактические (10 – 1000 м);
2) оперативно – тактические (до 1000 – 1100 км);
3) стратегические:
3.1) средней дальности (1000 – 5000 км);
3.2) межконтинентальные баллистические (свыше 5000 км).
Баллистическая ракета (БР) – разновидность ракетного оружия, которое большую часть
полета совершает по баллистической траектории (эллиптический участок) и движется как
свободно брошенное тело после выключения двигателей последней ступени.
В интересах вооруженных сил (ВС) Российской Федерации (РФ) применяют различные
ракеты (по дальности полета) в зависимости от решения поставленной задачи.
В ракетных войск стратегического назначения (РВСН) применяют баллистические ракеты,
в связи с этим назначенная тема диплома: «Проектирование двухступенчатой баллистической
ракеты с жидкостным ракетным двигателем».
Цель работы: спроектировать двухступенчатую баллистическую ракету диаметром 2,4 м (с
дальностью полета 10000 км, с массой полезной нагрузки 2500 кг), работающей на топливной
паре (27%АТ+73%АК)+НДМГ.
Для достижения данной цели необходимо решить следующие задачи:
1) решить прямую задачу баллистического проектирования:
1.1) выбрать проектные параметры;
1.2) определить удельные импульсы тяг двигателей;
1.3) определить относительные массы топлива;
1.4) произвести расчет массовых характеристик;
2) произвести объемные расчеты головной части, топливных отсеков первого и второго
ракетных блоков, двигательных установок первого и второго ракетных блоков;
3) определить размеры приборных отсеков и переходного отсека;
4) произвести баллистические расчеты;
5) выбрать схему разделения ступеней ракет.

СОДЕРЖАНИЕ
ПЕРЕЧЕНЬ ПРИНЯТЫХ СОКРАЩЕНИЙ 8
ВВЕДЕНИЕ 9
1 БАЛЛИСТИЧЕСКОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ РАКЕТЫ 10
1.1 Описание топливной пары 10
1.2 Основные проектные параметры 11
1.3 Определение удельных импульсов тяг двигателей 12
1.4 Определение относительных масс топлива 13
1.5 Расчет массовых характеристик аппарата с жидкостным ракетным двигателем 13
2 ОБЪЕМНЫЕ РАСЧЕТЫ БАЛЛИСТИЧЕСКОЙ РАКЕТЫ 18
2.1 Объемный расчет головной части 18
2.2 Объемный расчет топливного отсека первого ракетного блока 21
2.2.1 Расчет бака окислителя разгонного блока 1 22
2.2.2 Расчет продольных размеров бака окислителя разгонного блока 1 23
2.2.3 Расчет бака горючего разгонного блока 1 23
2.3 Объемный расчет топливного отсека второго ракетного блока 24
2.3.1 Расчет бака окислителя разгонного блока 2 25
2.3.2 Расчет бака горючего разгонного блока 2 25
2.4 Расчет геометрических параметров двигательной установки первого ракетного блока 27
2.5 Расчет геометрических параметров двигательной установки второго ракетного блока 30
2.6 Приборный отсек 32
2.7 Переходный отсек 32
2.8 Двухступенчатая ракета с жидкостными ракетными двигателями 33
3 РАСЧЕТ ТРАЕКТОРИИ УПРАВЛЯЕМОЙ БАЛЛИСТИЧЕСКОЙ РАКЕТЫ 34
3.1 Особенности траектории баллистических ракет 34
3.2 Расчет активного участка траектории 35
3.3 Программа движения ракеты на активном участке траектории 38
4 РАСЧЕТ ХОЛОДНОЙ СИСТЕМЫ РАЗДЕЛЕНИЯ 46
4.1 Проектирование системы разделения ступеней 46
4.2 Проектирование ракетного двигателя твердого топлива 53
4.2.1 Проектирование сопла ракетного двигателя твердого топлива 53
4.2.2 Выбор формы заряда ракетного двигателя твердого топлива 56
4.2.3 Расчет щелевого заряда ракетного двигателя твердого топлива 57
4.2.4 Расчет звездчатого заряда ракетного двигателя твердого топлива 59
4.2.5 Расчет характеристик прогрессивности щелевого заряда 60
4.2.6 Расчет характеристик прогрессивности горения звездчатого заряда 61
4.2.7 Окончательный выбор формы заряда 62
4.2.8 Расчет на прочность корпуса 63
4.2.9 Расчет фланцевого соединения 66
4.2.10 Расчет толщины сопла 69
4.2.11 Расчет воспламенителя 71
5 БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ 77
5.1 Охрана труда 77
5.1.1 Анализы опасных и вредных производственных факторов, пожароопасности и взрывоопасности компонентов топлива, используемых средств индивидуальной защиты 77
5.2 Защита в чрезвычайных ситуациях 77
5.2.1 Алгоритм оказания первой доврачебной медицинской помощи при опасных и возможных поражениях организма при заправки ракеты топливом 84
6 ЭКОНОМИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ 84
6.1 Расчет затрат на разработку выпускной квалификационной работы 87
6.1.1 Заработная плата проектировщика 87
6.1.2 Расчет трудоемкости проектирования 87
6.1.3 Расчет затрат на заработную плату проектировщика 88
6.1.4 Отчисления в социальные страховые фонды (единый социальный налог – ЕСН) 89
6.1.5 Амортизация основных средств 89
6.1.6 Расходы на электроэнергию интернет ресурсы 91
6.1.7 Расчет затрат на материалы 91
6.1.8 Амортизация рабочего места 92
6.1.9 Накладные расходы и полная себестоимость проектирования 92
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 93
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 94