Жидкостные ракетные двигатели (ЖРД) (стр. 4 из 5)
354316 
-1,69 
0,0207) Определяем эквивалентную геометрическую характеристику.
Аэ1=
5,75Геометрическая характеристика с учетом вязкости отличается от расчетной идеальной менее чем на 5%, то найденные размеры форсунки принимаем действительными.
| Размеры | мм |
| R k | 12,03 |
| h форсун | 10,07 |
| r c | 6,71 |
| r нар сопл | 8,51 |
| δ стенки | 2,00 |
| r вх | 1,96 |
| d вх | 3,92 |
| R вх | 10,07 |
9. Спецчасть работы - пироклапан отсечки окислителя.
Пироклапан предназначен для перекрытия линии подачи окислителя в камеру сгорания при выключении двигателя. Для срабатывания пироклапана применен пиропатрон ДП1А-3, устанавливаемый в гнездо угольника 2.
Материалы основных деталей пироклапана следующие:
· корпус 1 и клапан 5- алюминиевый сплав Д16;
· поршень 3- алюминиевый сплав АК8;
· чека 4- бронза БрАЖ-9;
· пружина 6- сталь 1Х18Н9Т;
Работа клапана отсечки окислителя.
В открытом положении ( до начала пуска, а также в процессе его работы) клапан 5 удерживается чекой 4. При подаче напряжения на пиропатрон происходит воспламенение его заряда; силой давления продуктов сгорания на поршень 3 срезается уплотнительный буртик чеки 4, которая выходит из зацепления с клапаном 5 и заклинивается по конусной поверхности в угольнике 2. Под действием силы пружины 6 и перепада давлений клапан 5 перемещается и заклинивается в седле, выполненном в выходном штуцере корпуса 1, прекращая доступ окислителя в камеру сгорания.
Расчет клапана отсечки окислителя.
На подвижную часть клапана действуют следующие силы:
1. Со стороны входа действует сила:
23589,3 ПаD- диаметр входа (выхода)
2. Со стороны выхода давление за клапаном:
22222,1 Паd- диаметр поршня.
3. В газовой полости начальное давление ргн создает:
67,3 ПаD1- диаметр газовой полости между пирозарядом и поршнем
ргн - примем равное нормальному атмосферному давлению (
).4. Под действием этих сил, уплотнительный буртик чеки должен выдержать приложенные нагрузки. Определим усилие на его срез:
3382214,8 Пакн- коэффициент запаса на непрорыв кн=1,2…..2
- толщина срезаемого буртика.5. Давление в газовой полости после сгорания заряда:
=5225104,2 Па
кп - коэффициент запаса на прорыв, кп=0,6….0,7
6. Из уравнения состояния
, определяем массу заряда: 
0,002248 кг = 2,25 гр.Vг – объем газовой полости между пирозарядом и поршнем
z- массовая доля конденсата в ПС
- коэффициент, учитывающий теплоотвод в стенки, окружающую среду и т.д.
9. Расчет общей несущей способности оболочки камеры сгорания.
Несущая способность конструкции при пластичном состоянии представляет собой ее способность сопротивляться приложенным нагрузкам, с сохранением ее размеров и формы в допускаемых пределах.
Принимаются следующие допущения:
1. Материал оболочек упруго-пластичный, одинаково работает на сжатие и растяжение.
2. Оболочки цилиндрические, тонкие (
)3. Связи оболочек абсолютно жесткие в радиальном направлении, их работой в продольном направлении пренебрегаем.
4. Влияние краевого эффекта на напряженное состояние оболочек не учитывается ( бесконечно длинная оболочка).
5. Давление газов в расчетном сечение считаются равно распределенным по периметру оболочки.
6. Температурное поле в оболочках осесеметрично. Температура определяется как среднее значение между температурами на внутренних и наружних поверхностях оболочки.
Исходные данные:
· Толщина стенки-
· Радиус камеры – R
R= 170 мм
· Температура стенки – t
t1=500 0C
t2=100 0C
1. Задаем Еп в диапозоне
| № | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |
| En | 0,002 | 0,0025 | 0,005 | 0,0075 | 0,01 | 0,0125 | 0,015 | 0,0175 | 0,02 | 0,0225 |
2. Находим приращение радиуса под действием нагрузки:
| 0,254 |
| 0,3175 |
| 0,635 |
| 0,9525 |
| 1,27 |
| 1,5875 |
| 1,905 |
| 2,2225 |
| 2,54 |
| 3,175 |
1= 2*10-3* 127 = мм 2= 2,5*10-3* 127= мм 3= 5*10-3* 127= мм 4= 7,5*10-3* 127= мм 5= 10*10-3* 127= мм 6= 12,5*10-3* 127= мм 7= 15*10-3* 127= мм 8= 17,5*10-3* 127= мм 9= 20*10-3* 127= мм 10= 22,5*10-3* 127= мм3. Определяем при заданных температурах:
При t1=500 0C
1/градПри t2=100 0C
1/градЗная
, находим Et - коэффициент температурного расширения: 
Et1=0,0096500 Et2=0,0009600
4. Находим окружную деформация для каждой оболочки:
| E y1 | E y2 | |
| 1 | -0,0077 | 0,0010 |
| 2 | -0,0072 | 0,0015 |
| 3 | -0,0047 | 0,0040 |
| 4 | -0,0022 | 0,0065 |
| 5 | 0,0004 | 0,0090 |
| 6 | 0,0029 | 0,0115 |
| 7 | 0,0054 | 0,0140 |
| 8 | 0,0079 | 0,0165 |
| 9 | 0,0104 | 0,0190 |
| 10 | 0,0154 | 0,0240 |
5. Принимаем окружные напряжения для каждой оболочки, согласно их температурам и деформации En по диаграмме деформирования стали ЭП53 и сплава БрХ08: (значения в Мпа)
| № | En |  |  |
| 1 | 0,002 | -204,05 | 176,58 |
| 2 | 0,0025 | -202,09 | 230,54 |
| 3 | 0,005 | -188,35 | 318,83 |
| 4 | 0,0075 | -166,77 | 348,26 |
| 5 | 0,01 | 9,81 | 367,88 |
| 6 | 0,0125 | 161,87 | 380,63 |
| 7 | 0,015 | 193,26 | 389,46 |
| 8 | 0,0175 | 206,01 | 402,21 |
| 9 | 0,02 | 212,88 | 410,55 |
| 10 | 0,0225 | 215,82 | 426,74 |
6. Находим давление в камере сгорания Рг.