Нахождение массовых, тяговых и геометрических характеристик
Эта задача решается на основе положений теорий полёта и РДТТ с учётом опыта ракетостроения, в том числе достижимого уровня энергомассового совершенства ракет. Полученные результаты могут быть использованы для коррекции отдельных положений выбранных принципиальной и конструктивной схем.
Распределение пустотного удельного импульса по ступеням ракеты
Определим значение пустотного удельного импульса в зависимости от стандартного удельного импульса
:
Отсюда среднее значение пустотного удельного импульса:
Определение характеристической скорости
Значение характеристической скорости:
– коэффициент суммарных потерь скорости на преодоление силы тяжести, аэродинамического сопротивления и противодавления.
– конечная скорость ракеты в момент окончания работы двигателя последней ступени.
Расчет величины стартовой массы ракеты
Примем значение коэффициента затяжеления = 1,65.
Определим стартовую массу ракеты, доставляющей на дальность нагрузку
Определим стартовую массу ракеты
Распределение относительных масс топлива по ступеням ракеты
Т.к. , то
число ступеней ракеты.
Определим среднее значение относительной массы топлива
Распределение относительных масс топлива по ступеням ракеты:
Распределение относительных масс конструкций ступеней ракеты
Определим величину относительной грузоподъёмности стартовой массы ракеты.
Относительные массы конструкций ступеней ракеты
Определение времени работы ступеней
Для защиты от перспективной ПРО с элементами космического базирования возникают требования по продолжительности и высоте окончания АУТ. Поэтому будем считать, что суммарное время работы маршевых ступеней ограничено величиной . Так как наиболее сильное влияние на высоту окончания АУТ оказывает последняя ступень, будем исходить из следующих рекомендаций
Принимаем
Расчет перегрузок
Максимальная перегрузка по условию .
При постоянном расходе рабочего тела ДУ
для смесевых и модифицированных топлив
Примем
Получим
Проверим правильность выбора значения времени работы для 2 ступени.
удовлетворяет заданному условию.
Абсолютные значения массовых, расходных и тяговых характеристик ракеты
Массы топлива и конструкций ступеней определяют по зависимостям
где
Секундный массовый рабочего тела и пустотная тяга ДУ составляют
Таким образом, для первой ступени:
Для второй ступени: