Проектирование и расчёт тактико-технических характеристик метеорологической ракеты
Главной целью работы являлось спроектировать сверхлегкую метеорологическую ракету для распыления реагентов, предотвращающих возникновение градобитий и крупных осадков, таких как дожди и снегопады. В качестве реагентов используется углекислота.
В данной работе проектировался корпус ракеты, головной обтекатель, стабилизаторы, турбореактивный двигатель, воздухозаборники, топливная система, активная система ориентации и стабилизации, крепления, система выдвижения контейнера с реагентами, который выступает в качестве полезной нагрузкой ракеты. В исследовательской части работы приведена технология изготовления топливных баков метеорологической ракеты и проведён расчёт на запас прочности конструкций баков. Дата защиты работы: 09.06.22. Место защиты работы: Амурский государственный университет. Полученная оценка: отлично.
Определения, обозначения, сокращения 7
Введение 8
1 Общая часть 9
1.1 Виды МР 9
1.2 Принцип работы 11
1.3 Задачи МР 12
2 Расчет технических характеристик МР 14
2.1 Выбор конструктивно-компоновочной схемы ракеты 14
2.2 Определение проектных параметров и характеристик топлива 16
2.3 Расчет удельных импульсов двигателя 16
2.4 Определение относительной массы топлива 18
2.5 Расчет массовых характеристик ракеты 19
2.6 Расчет тяговых характеристик ракеты 22
2.7 Расчет геометрических характеристик ракеты 23
2.8 Проектирование ракеты в программе OpenRocket 25
3 Баллистический расчет 29
3.1 Число Маха и термодинамические параметры торможения 29
3.2 Определение траекторных углов полета ракеты 30
3.3 Сила лобового сопротивления и подъемная сила 32
3.4 Баллистическая траектория полета МР 34
4 Исследовательская часть 40
4.1 Расчет продольных размеров ТБ 40
4.2 Выбор материалов 44
4.3 Расчет давления в баках 46
4.4 Создание моделей баков 49
4.5 Создание заливных и сливных горловин 51
4.6 Обеспечение герметичности 52
4.7 Исследование баков на прочность 55
4.8 Степень герметичности 60
5 Моделирование МР и ее систем 63
5.1 Моделирование топливной системы 63
5.2 Моделирование СС и ПН 64
5.3 Моделирование СОС 66
5.4 Сборка ракеты и отделочная схема 69
6 Требования безопасности труда 72
6.1 Меры безопасности при работе с керосином 72
6.2 Меры безопасности при работе с нефтяным маслом 73
6.3 Меры безопасности во время работы с сжатыми газами 74
6.4 Правила безопасности при работе с эпоксидным смолами и клеем 74
6.5 Безопасность работ при сварке 76
7 Расчет экономических затрат на разработку и производство 77
Заключение 81
Библиографический список 83
1 Проектирование и испытания баллистических ракет/ под ред. В.И. Варфоломеева и М.И. Копытова. — М.: Воениздат, 1970. – 392 с.
2 Агалаков, В.С. Метеорологические искусственные спутники Земли / В.С. Агалаков, А.Ш. Сире // М., Из-во «Знание», 1977. – С. 3–10.
3 Саймон У.Э. Ракетное моделирование. Техническое руководство / Под редакцией Д.Э. Гузик/ [Электронный ресурс]. – 1993 – Режим доступа: https://estesrockets.com/. – 19.05.2022.
4 Павлюк, Ю.С. Баллистическое проектирование ракет: учебное пособие для вузов / Ю.С. Павлюк – Челябинск: Изд. ЧГТУ, 1996. – 92 с.
5 ГОСТ 4401-81. Атмосфера стандартная. Параметры. – Взамен ГОСТ 4401-73 ; введ. 1982-07-01. – Москва : Государственный комитет СССР по стандартам; М. : ИПК Издательство стандартов, 2004. – 284 с.
6 В. А. Юшков, В. В. Федоров, Ю. Н. Гвоздев, В. П. Беспалов, В. М. Кузнецов: Исследование высоких слоев атмосферы с помощью метеорологических ракет // Мир измерений 9/2011. – С. 25–29.
7 Арзаманов, Д.Н. Авиационная метеорология. Метеорология и экология в аэропортах / Д.Н. Арзаманов, С.В. Дробышевский, В.М. – Санкт-Петербург, 2014. – 66 c.
8 Куденцов, В. Ю. Пневмогидравлические системы и автоматика жид-костных двигательных ракетных установок: учеб пособие / В. Ю. Куденцов, А. Б. Яковлев ; Минобрнауки России, ОмГТУ. – Омск: Изд-во ОмГТУ, 2015. – 220 с.
9 В.А. Асюшкин, В.П. Викуленков, К.Н. Лебедев, С.В. Лукъянец, Н.Г. Мороз: Создание высокоэффективного металлокомпозитного баллона высокого давления // Издатель: Вестник «НПО им. С.А. Лавочкина», 2015. – С. 19–27.
10 Система нейтрализации изделий, технологического оборудования и водоподготовки 373ТХ11.07: «Описание и работа, использование по назначению и техническое обслуживание». Руководство по эксплуатации 373ТХ.07 РЭ. 2015. – 285 с.
11 Кокин, Г.А., С. П. Петров. 50 лет ракетному метеорологическому зондированию атмосферы // Изд-во МГУ им. М.В. Ломоносова, 2016. – 7 с.
12 Волоцуев, В.В. Введение в проектирование, конструирование и производство ракет: учеб. пособие / В.В. Волоцуев, И.С. Ткаченко. – Самара: Издательство Самарского ун-та, 2017. – 88 с.
13 Соловьев, Л.С. Применение метеорологических ракет для запуска малых космических аппаратов / Л. С. Соловьев // Решетневские чтения, 2020. – С. 40–42.
14 Баранов Д.А. Типовые решения в проектировании и конструировании элементов ракет-носителей: учеб. пособие / Д.А. Баранов, В.Д. Еленев. – Самара: Издательство Самарского университета, 2020. – 112 с.
15 ПОТ РО 112-002-98. Правила по охране труда при эксплуатации магистральных нефтепродуктопроводов: приказ Минтопэнерго РФ от 16.11.2020 – №208.
16 OpenRocket 15.03 – Проектирование и моделирование ракет – [Электронный ресурс]: офиц. сайт. – Режим доступа: https://openrocket.info/. – 15.03.2022.
17 Giden Electronics. [Электронный ресурс]: офиц. сайт. – Режим доступа: http://www.giden.ru/servoprivody. – 20.04.2022.
18 Официальный сайт IVCNC.: поставка электронного оборудования. [Электронный ресурс]: офиц. сайт. – Режим доступа: https://ivcnc.ru/index.php/kategorii/category/view/66. – 24.04.2022.
19 ГОСТ 12.1007-76. Система стандартов безопасности труда. Вредные вещества. Классификация и общие требования безопасности. – Введен впервые ; введ. 1977-01-01. – Москва : Государственный комитет СССР по стандартам; М. : ИПК Издательство стандартов, 2007. – 7 с.
20 КОМПАС-3D v21. Инструмент соЗDателя – [Электронный ресурс]: офиц. сайт. – Режим доступа: https://kompas.ru/. – 12.05.2022.
21 SolidWorks – стандарт трехмерного проектирования. [Электронный ресурс] – Режим доступа: SolidWorks — https://sapr.ru/article/6733. – 15.05.2022.
