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1、飞行器的系统工程和设计(续)第五章飞行器重量模型和重最系数预示5.1,,模型和飞行器部件的皿t方飞行器部件的重量系数.在确定新型结构的程系数或重量时,使用按强度关系求得的重量重量模型是飞行器最优设计的鹅础.重方程.量模型是表征飞行器发射重量,有效载荷重在推导飞行器导出型重量方程之前,首量,结构特性,设计参数和推进剂装填系数先探讨与部件重量(质量)有关的问题.以.之间关系的代数方程组.这些代数方程称做固体火箭发动机壳体的重量方程为例固体。飞行器重量方程分为两类发动机的壳体包括圆柱体、底部和喷管组合重量方程展.—5.1).开型和导出型展开型方程以飞行器各部件(图重量和为
2、基础,并、几何尺一寸和重圆柱体质量运用强度.,m。~二dl。d.1量之间的相互关系因此飞行器的展开型下(5),,。圆柱;6;方程非常烦琐在确定战术技术要求时应式中1长度燃烧室壁厚.——,尽量避免使用导出型重址方程反映飞行器,燃烧室壳体材料比重d发动机基本.,—。—参数之间主要的线性联系一般来说直径导出型重量方程含有设计参数和重址系数.假设壁厚等于,.、aB刀52无论是液体火箭发动机飞行器还是固己=(pd/Z)(),它pk;a。体火箭发动机飞行器们的重量方程参数式中发动机燃烧室压力燃,.—;—之间的数学联系形式比重量系数更稳定烧室材料强度极限珍嫩烧室材料强度所以,在确
3、定飞行器的特性时,重要的是首贮备.—先确立联系形式和重墩系数值。最适用的联将厚度5.1),可得己值代入表达式(,,系形式是导出型重量方程它的定义精确_1」,__兀夕.一I一“llu万Pkiu一,I(53)〔30-一重量系数稳定10`仃B底部质量一刃。:。~F口。d月。,。Hk二。(5.4)`,蜡抖撼绷翻麟跪爵J不;。;。。_一2声.J式中F底部面积;占底部厚度:、}/了:。——}/k考虑喷管组合切口的底部面积系数,—k二,.二1.6.几,,;椭圆形底表面积大约等于F宝d图st固体火箭发动机布局。.里d.54,l;2;3氏代入()式后得到前底壳体推进怂—`.,。。.4
4、后底;3—一k3,a。冲55—唯管组合m一pd(/)k()—通常,运用按统计数据建立的方程计算扩散型喷管的质量可按下面的关系式计一28一算型重量方程。。。。。t.。。·m~nF(,占+解占二)(56)万·3:尔`“一“(`+Zk二,d+了d。;。ok式中n喷管数量F一个喷管的瓮kp滋n氏—。.。—;v5.11表面积和认喷管壁和防热材料枷()..。.。—Fu。;~k,,二比重占和氏喷管壁和防热层的平均式中A(长乱十代洒)心豆了—.。。;一厚度半锥角为刀的锥形喷管表面积等十、k阵厂/。a.FFF、一17。(/)d飞(乒)4滋n刀固体火箭发动机燃烧室内的推进剂质量二:k
5、;式中F和F—喷管出口和临界截面积与装药长细比以及直径立方成正比即。d、喷管临界截面直径FkkP/aPa··’·aF/nI`,d(5`2)—p,,—奋和C/C的函数按热力学关系或者图表确一a;,.。,v52d、式中考虑剩余容积的系数推定该值(参看图)为了确定可用下一。一:进剂密度面的关系式,a1一。。,uT于口dk4F夕对带有开的装药三a气其一扩豆丁.58二。o、nt()心丫兀kP中三—开口直径与装药直径之比用.,.,u,(512)式可改写m式中F,的关系式和分别为装药的面积燃烧.。..—:p,.;。m盆=m呈+k再(513)k速度和密度与绝热曲线指数有关的:·—·
6、。’;。m呈.k=0606一`k二”系数35…48燃烧面积式中(514)一.,Z等F=kid(59)“,十F:。-了式中k装药的燃烧面积与长度为1和直一[瓷一o兰Pks一。—kin刀」,:,.渝d的圆柱面积之比=1d.径为I/515(),切两月勺门ǐ洲/在预示固体发动机壳体重量时用分析刃名’JI」必努二.统计数据所建立的预示函数确定(513)式.洲吩不少.中的数」系肠冈口5.,5.5)等重量方程,诩黔分析(1)(可以阴l口,,」姗莎『川口看出在一系列情况下飞行器部件的质量月男夕洲.口可以写成指数形式之月杯口才d周阿口k。.二一n:516月产I口l(),,;,式中.a
7、和系数n和k模拟参数.一一5.2a.图关系曲线F/F、=f(pP/,)及其数量.,于的原或者与原型相似结构关系,,对型代入有关数值..,,并进行简单变换得到516以式()是正确的所利用相似方法的:计算喷管质量表达式可按下式计算飞行器新部件的质量二.。,.。龟、`.了胜、ù抽`Z一`+?占己、kFU夕T.夕一一勺lF)扩RT苦。:一m:n:、、/,..-.517`上d立()一·c510m~。,s。()kp运。盆原型质量,n;君式中样机的模狱参。e,.。t.c.——.石=d~占d式中/d和不/数与原型机同类参数之比m。,m阴和c,,应用m的关系式得到展开为了说明相似
