Главная страница
Навигация по странице:

  • Разработка теоретического чертежа СА Назначение системы координат СА

  • Определение линейных размеров СА

  • Коэффициент заполнения СА

  • Определение координаты центра тяжести объема СА

  • Таблица геометрических характеристик СА

  • Расчет аэродинамических характеристик СА Базовые соотношения для определения аэродинамических характеристик

  • Расчет аэродинамических коэффициентов лобового щита

  • Расчет аэродинамических коэффициентов сферического сегмента

  • Суммарные аэродинамические характеристики СА

  • Суммарные аэродинамические характеристики СА в скоростной СК

  • Аэродинамическое качество

  • Определение координаты центра давления СА

  • Таблица аэродинамических характеристик СА

    		•

    Эскизный проект СА типа Союз. ДЗ. Спускаемый аппарат типа Союз


    Скачать 1.36 Mb.
    НазваниеСпускаемый аппарат типа Союз
    АнкорЭскизный проект СА типа Союз
    Дата20.04.2022
    Размер1.36 Mb.
    Формат файлаdocx
    Имя файлаДЗ.docx
    ТипДокументы
    #488327
    страница1 из 3
      1   2   3

    Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

    высшего профессионального образования

    Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана

    (МГТУ им. Н.Э. Баумана)



    Факультет Специальное машиностроение

    Кафедра Космические аппараты и ракеты-носители

    Домашнее задание по курсу:

    “Проектирование космических аппаратов”

    Тема: Спускаемый аппарат типа «Союз»

    Студент: Стукалов П.С.

    Преподаватель: Миненко В.Е.













    2021 г.



    Оглавление


    1.Назначение СА 4

    2.Разработка теоретического чертежа СА 4

    2.1.Назначение системы координат СА 4

    2.2.Определение линейных размеров СА 5

    2.3.Определение площадей поверхностей СА 5

    2.4.Определение объема СА 6

    2.5.Коэффициент заполнения СА 6

    2.6.Определение координаты центра тяжести поверхности СА 6

    2.7.Определение координаты центра тяжести объема СА 7

    2.8.Таблица геометрических характеристик СА 8

    2.9.Теоретический чертеж СА 8

    3.Расчет аэродинамических характеристик СА 9

    3.1.Базовые соотношения для определения аэродинамических характеристик 9

    3.2.Расчет аэродинамических коэффициентов лобового щита 10

    3.3.Расчет аэродинамических коэффициентов сферического сегмента 12

    3.4.Расчет аэродинамических коэффициентов усеченного конуса 14

    3.5.Суммарные аэродинамические характеристики СА 17

    3.6.Суммарные аэродинамические характеристики СА в скоростной СК 18

    3.7.Аэродинамическое качество 18

    3.8.Определение координаты центра давления СА 19

    3.9.Таблица аэродинамических характеристик СА 21

    3.10Определение положения центра масс СА 23

    4.Массово-инерционная модель спускаемого аппарата 24

    4.1.Определение максимальной массы СА 24

    4.2.Объемно-массовая сводка 25

    4.3.Расчет моментов инерции СА 27

    5.Баллистический расчет траектории спуска аппарата 33

    5.1.Расчет кинематических параметров спуска 33

    5.2.Управляемый спуск 34

    5.3.Баллистический спуск 37

    6.Расчет тепловых режимов 39

    6.1.Определение чисел Рейнольдса 39

    6.2.Таблицы параметров траектории спуска 41

    6.3.Расчет тепловых потоков 44

    6.4.Расчет температур на поверхности СА 46

    6.5.Таблицы температур на поверхности СА 47

    7.Вывод 50



    1. Назначение СА

    Исследуемый спускаемый аппарат предназначен для возвращения на землю с орбиты искусственного спутника Земли экипажа численностью 3 человека. В СА экипаж располагается на этапе выведения на орбиту, при проведении орбитальных операций (коррекция орбиты, стыковка с орбитальной космической станцией и т.д.), на участке спуска в атмосфере и при посадке (приземление или приводнение). В СА устанавливается возвращаемый полезный груз массой 200 кг и объемом 222 литра Автономность СА – двое суток. Комплекс средств посадки – парашютно-реактивная система с «холодным» резервированием парашютных систем (ОСП и ЗСП).

    Максимальная величина аэродинамического качества формы Kгип = 0.3. Основной материал конструкции гермокабины – алюминиево-магниевый сплав АМг6Т. Рабочее давление в кабине космонавтов – 1 атмосфера.

    В СА размещаются системы, обеспечивающие спуск аппарата в атмосфере и процесс посадки, а также аппаратура управления космическим кораблем в условиях полета по орбите. Свободный объем кабины экипажа (степен комфортности аппарат) – 0.4 м3/чел.

    1. Разработка теоретического чертежа СА

      1. Назначение системы координат СА

    Для СА назначается декартова система координат. Ось Х – совпадает с продольной осью СА, ось Y – местная вертикаль, ось Z – замыкает правую тройку.

    Параметры формы исследуемого СА:



      1. Определение линейных размеров СА



      1. Определение площадей поверхностей СА





      1. Определение объема СА



      1. Коэффициент заполнения СА



      1. Определение координаты центра тяжести поверхности СА





      1. Определение координаты центра тяжести объема СА





      1. Таблица геометрических характеристик СА

    №
    Наименование
    Индекс
    Разм-ть
    Значение

    1
    Диаметр
    D
    м
    3.2

    2
    Длина
    L
    м
    3.2

    3
    Удлинение


    -
    1

    4
    Суммарная площадь поверхности
    S
    м2
    34.3

    5
    Расчетная площадь
    Sp
    м2
    8

    6
    Площадь поверхности лобового теплозащитного экрана
    Sc
    м2
    8.6

    7
    Площадь боковой поверхности
    SУК
    м2
    14.5

    8
    Координата центра тяжести поверхности

    XТС
    м
    1.11

    9
    Суммарный объем
    V
    м3
    17.6

    10
    Координата центра тяжести объема
    XTV
    м
    1.26

    11
    Коэффициент заполнения
    Kзап
    -
    0.953



      1. Теоретический чертеж СА



    1. Расчет аэродинамических характеристик СА

      1. Базовые соотношения для определения аэродинамических характеристик

    Аэродинамические коэффициенты определяются по следующим формулам:



    где Cx – коэффициент продольной силы, Cy – коэффициент нормальной силы,

    , k = 2 – для косого скачка уплотнения.

      1. Расчет аэродинамических коэффициентов лобового щита



    Графики коэффициентов продольной и нормальной сил для лобового щита:



      1. Расчет аэродинамических коэффициентов сферического сегмента



    Графики коэффициентов продольной и нормальной сил для сферического сегмента:

      1. Расчет аэродинамических коэффициентов усеченного конуса



    Графики коэффициентов продольной и нормальной сил для усеченного конуса:



      1. Суммарные аэродинамические характеристики СА



    Графики суммарных аэродинамических характеристик СА:



      1. Суммарные аэродинамические характеристики СА в скоростной СК



    Графики суммарных аэродинамических характеристик СА в скоростной СК:



      1. Аэродинамическое качество



    График зависимости аэродинамического качества от угла атаки:



      1. Определение координаты центра давления СА



    Графики зависимости центра давления СА от угла атаки:



    α, ˚
    0
    10
    20
    30
    40
    50
    60
    70
    80

    Xцд, м
    3.200
    3.139
    2.577
    2.145
    1.871
    1.691
    1.565
    1.476
    1.420

    Cd
    1.000
    0.981
    0.805
    0.670
    0.585
    0.528
    0.489
    0.461
    0.444




    α, ˚
    90
    100
    120
    130
    140
    150
    160
    170
    180

    Xцд, м
    1.396
    1.400
    1.423
    1.457
    1.496
    1.537
    1.583
    1.631
    1.672

    Cd
    0.436
    0.437
    0.445
    0.455
    0.467
    0.480
    0.495
    0.510
    0.523



    Сводный график АД-характеристик СА

      1. Таблица аэродинамических характеристик СА

    α, ˚
    Лобовой щит
    Усеченный конус
    Сферич. сегмент
    Суммарные характеристики

    Cxc
    Cyc
    Cxk
    Cyk
    Cxd
    Cyd
    Cx
    Cy
    Cxa
    Cya
    Cd
    K

    0
    1.75
    0
    0
    0
    0
    0
    1.75
    0
    1.75
    0
    1.00
    0

    10
    1.70
    0.04
    0
    0
    0
    0
    1.70
    0.04
    1.68
    0.25
    0.98
    0.15

    20
    1.56
    0.08
    0
    0.03
    0
    0
    1.56
    0.12
    1.50
    0.42
    0.80
    0.28

    30
    1.34
    0.11
    0.01
    0.11
    0
    0.01
    1.33
    0.23
    1.26
    0.47
    0.67
    0.37

    40
    1.08
    0.12
    0.03
    0.21
    0.01
    0.04
    1.04
    0.37
    1.03
    0.39
    0.58
    0.37

    50
    0.80
    0.12
    0.05
    0.34
    0.03
    0.09
    0.73
    0.53
    0.87
    0.22
    0.52
    0.24

    60
    0.53
    0.11
    0.07
    0.47
    0.06
    0.15
    0.42
    0.70
    0.81
    0.02
    0.48
    0.02

    70
    0.31
    0.08
    0.09
    0.59
    0.10
    0.23
    0.15
    0.90
    0.85
    -0.15
    0.46
    -0.18

    80
    0.16
    0.05
    0.10
    0.69
    0.17
    0.31
    -0.07
    0.99
    0.96
    -0.24
    0.44
    -0.25

    90
    0.06
    0.02
    0.11
    0.75
    0.25
    0.40
    -0.24
    1.09
    1.09
    -0.24
    0.43
    -0.22

    100
    0.02
    0
    0.11
    0.76
    0.34
    0.48
    -0.36
    1.15
    1.19
    -0.16
    0.43
    -0.13

    110
    0
    0
    0.11
    0.73
    0.45
    0.54
    -0.46
    1.16
    1.24
    -0.03
    0.44
    -0.03

    120
    0
    0
    0.10
    0.66
    0.57
    0.57
    -0.54
    1.11
    1.23
    0.09
    0.45
    0.07

    130
    0
    0
    0.08
    0.55
    0.68
    0.57
    -0.61
    1.00
    1.16
    0.17
    0.46
    0.15

    140
    0
    0
    0.06
    0.43
    0.79
    0.53
    -0.68
    0.84
    1.06
    0.20
    0.48
    0.19

    150
    0
    0
    0.04
    0.29
    0.88
    0.44
    -0.73
    0.64
    0.95
    0.19
    0.49
    0.20

    160
    0
    0
    0.03
    0.17
    0.95
    0.32
    -0.77
    0.42
    0.87
    0.13
    0.51
    0.15

    170
    0
    0
    0.01
    0.08
    1.00
    0.17
    -0.79
    0.21
    0.82
    0.07
    0.52
    0.08

    180
    0
    0
    0
    0
    1.02
    0
    -0.80
    0
    0.80
    0
    0.50
    0



      1.   1   2   3

    написать администратору сайта