Конструкции на опашната част
Опашното отделение, преходното отделение на първия етап, служи за разполагане на двигатели, системи и блокове за управление, както и за инсталиране на ракетата и поемане на товари от стартовото устройство и носи стабилизатори, ако са предвидени от проекта.
Тялото на опашното отделение в посока на прехвърляне на силите на стартовото устройство има допълнителни, доста твърди надлъжни елементи. В този случай геометричните размери и структурно-силовата схема на тялото се определят от:
- броя, вида, метода на закрепване и относителното разположение на двигателите,
- необходимостта от защита на дюзите на двигателя от натиск при скорост,
- начин за управление на полета на RLA,
- броят и местоположението на стартовите опори или захранващите връзки на ракетните блокове в схемата "пакет",
- вид на връзките земя-въздух,
- условия за изключване на сблъсък на ракета със съоръжения за изстрелване или ракетни блокове един с друг по време на надлъжното разделяне на етапите,
- полагане на главните линии за подаване на горивни компоненти към двигателите.
В допълнение, опашното отделение на задния разрез е снабдено с приемлив дънен противопожарен дизайн, който предотвратява проникването на горещи газове, излъчвани от дюзите на двигателя и отразени от устройството за изстрелване в отделението. Всички горепосочени устройства водят до усложняване на структурната силова схема на опашното отделение (фиг. 5.15).
Ориз. 5.15. Схема за монтиране на ракетата на стартовото съоръжение
с помощта на преходна рамка: 1 - тяло на опашната част на ракетата;
2 - преходна рамка; 3 - стартово устройство; 4 - разделителна равнина
при изстрелване на ракета; 5 - заключване
Формата на тялото на опашното отделение може да бъде цилиндрична или под формата на пресечен конус, разширяващ се илистесняваща се към задната част на ракетата. Тя може да има дължина, която осигурява пълно затваряне на дюзите, или може да бъде скъсена, покривайки дюзите само частично (фиг. 5.16). Задни отделения под формата на пресечен конус, разширяващи се (стесняващи се) към задната част на ракетата, се използват, когато напречният размер на задвижващата система е по-голям (по-малък) от диаметъра на корпуса на ракетата. В допълнение, разширяващата се конична опашка е в състояние да даде на ракетата достатъчна степен на статична стабилност. В този случай не се изисква инсталирането на специални стабилизатори. Увеличаването на външния диаметър на долната носеща рамка на опашното отделение увеличава стабилността на ракетата върху пусковата установка.
Ориз. 5.16. Структурни и силови схеми на опашните отделения с нормална дължина (а) и съкратена (б): 1 - тяло; 2 - дистанционно управление за монтиране на захранваща рамка; 3 - дистанционно управление; 4 - стабилизатори; 5 - долна защита
Конструкцията на опашното отделение включва рамка за монтиране на двигателя (фиг. 5.17), към която също се прехвърлят натоварванията от стабилизаторите и опорните възли за изстрелване. По дизайн опашното отделение се състои от три рамкови сгради:
- външен, който възприема начални натоварвания,
- пръстеновидна рамка, към която са прикрепени двигателите,
- коничен адаптер за закрепване на долната защита, свързана към пръстеновидната рамка (фиг. 5.18).
Ориз. 5.17. Принципна схема на тялото на опашното отделение
първата степен на ракетата с осем двигателя:
а - пръстеновидно разположение на двигателите; b - кръстовидна;
p - равнина на опорните крака
Характеристика на силовото натоварване на външното тяло на опашното отделение е, че в допълнение към аксиалните сили и огъващите моменти, то е подложено на външно газодинамично налягане поради взаимодействиетоструи на работещи двигатели между тях и с изстрелващото оборудване и натоварвания, причинени от акустичното поле на газовата струя. Това натоварване на опашното отделение води до необходимостта от укрепване на елементите на комплекта надлъжна сила, който се изчислява, като се вземе предвид външното свръхналягане. В късите опашни отделения над опорните крака се поставя подсилен стрингер или фитинг с необходимата площ на напречното сечение за цялата дължина на корпуса. В този случай разпределението на силата се извършва върху тялото на следващото отделение. Ако опашното отделение има значителна дължина, тогава с помощта на фитинги и подсилване на кожата в зоната на прилагане на концентриран товар, силата се разпределя по дължината му.
Ориз. 5.18. Дизайнът на долния топлозащитен екран и уплътнението на двигателя: 1 - външният слой на екрана; 2 - среден слой;
3 - захранваща обвивка; 4 - еластичен уплътнителен елемент
Много ракети имат обтекатели на дюзите на двигателя, монтирани на външния корпус на опашката, за да се намали напрежението върху дюзите и кормилното устройство (когато се използва двигателят за управление на полета). Опашните отделения с цилиндричен корпус имат стабилизатори, които са разположени на външния корпус на най-твърдите места, например на рамки или силова рамка. Структурно много компоненти на тялото на опашното отделение съответстват на дизайна на преходното отделение.
Долната защита се използва в опашни отделения със затворен обем и при избора й се изхожда от:
- условия за осигуряване на минималната му маса,
- естеството и посоката на товарите,
- структури на задвижващата система,
- влиянието на формата на дъното върху газодинамичните характеристики на ракетата.
Дизайнът на силовата част на дъното е обшивка, подсиленарадиален и пръстеновиден силов комплект, а за дъната на голяма повърхност - трислойна обвивка от занитена или заварена конструкция. Най-сложният възел в конструкцията на дъното е неговият интерфейс с двигателя (фиг. 5.18 и 5.19).
Ориз. 5.19. Дизайнът на уплътнението между долната защита и
a - фиксирани, b - ротационни двигатели:
1 - дъно; 2 - дюза на двигателя; 3 - еластичен елемент; 4 - екран на двигателя; 5 - уплътнителен елемент; 6 - посока на отклонение на двигателя
5.6. Конструктивни характеристики на двигателните отделения
Двигателното отделение е част от ракетата (степен), в която са разположени ракетният двигател и свързаните с него инсталации, системи и агрегати (фиг. 5.4). Тъй като двигателят може да бъде разположен в различни части на тялото на ракетата и дори извън тялото или може да бъде удавен в резервоара, двигателните отделения оказват силно влияние върху конструктивните характеристики на RLA, свързани с наличието на различни видове системи за задвижване, тяхното монтиране, работа, местоположение и др.
В зависимост от конструктивните характеристики на двигателните отделения, радарите се различават с двигателни отделения в долната част на ракетата, в горната част на ракетата и в средната й част. Двигателните отделения могат да бъдат заредени, когато носещото тяло възприема натоварвания от реакциите на пусковата установка, и разтоварено, когато тялото е само капак на задвижващата система, която създава външните контури на корпуса на радара.
Диаграмата (фиг. 5.20) показва класификацията на двигателните отделения и RLA според конструктивните и компоновъчни характеристики на задвижващата система.
Контролни въпроси за лабораторна работа № 3
1. Какви отделения се класифицират като сухи? Какво представляват сухите отделения?
2. Какви класификации на сухи RLA отделения съществуват? Кажете видовете сухи отделения според една от класификациите (по указание на учителя).
3. Какви са сухите отделения на мястото на RLA? Разкажете подробно за всеки вид (можете да използвате снимки 5.2 - 5.4).
4. Разкажете за сухи отделения с неукрепен корпус (използвайте фиг. 5.5).
5. Разкажете за сухите отделения на стрингера и лонжеронните структури (използвайте фиг. 5.6).
6. Разкажете за сухите отделения на монолитна конструкция (използвайте фиг. 5.7).
7. Разкажете за сухите отделения на гофрираната конструкция (използвайте фиг. 4.13).
8. Разкажете за сухите отделения на многослойната конструкция (използвайте фиг. 5.8).
9. Разкажете за предназначението и местоположението на инструменталните отделения на RLA.
10. Разкажете за формата и дизайна на инструменталните отделения.
11. Разкажете за херметични и нехерметични отделения за инструменти (използвайте Фиг. 5.9, 5.10).
12. Каква е целта на отделенията за трансфер?
13. Разкажете за отделянето на трансферното отделение от RLA: в кой момент от полета и с какви средства.
14. Какви са конструкциите на преходното отделение в зависимост от метода на разделяне на стъпалата? (използвайте фиг. 5.11, 5.12).
15. Разкажете ми за захранващите пръстени, използвани вместо преходни отделения? (използвайте фиг. 5.13, 5.17a).
16. Каква е целта на междурезервоарното отделение?
17. Какво представлява тялото на междурезервоарното отделение?
18. Разкажете ни за силовия комплект на тялото на междурезервоарното отделение.
19. Каква е целта на опашната част? Разкажи ми за ориза. 5.15.
20. Какво определя геометричните размери и конструктивната силова схема на корпуса на опашното отделение?
21. Разкажете заформа и дължина на опашното отделение (използвайте Фиг. 5.16, 5.17).
22. Каква е особеността на силовото натоварване на опашното отделение и как това се отразява на неговия дизайн?
23. Какво може да се монтира на корпуса на опашната част отвън? Къде и защо?
24. Разкажете за защитата на дъното и за мястото на нейния интерфейс с двигателя RLA (използвайте Фиг. 5.18, 5.19).
25. Какво е предназначението на двигателните отделения? Как двигателните отделения влияят върху дизайна на RLA и защо?
26. Разкажете за видовете двигателни отделения (използвайте фиг. 5.20) с обяснения.