Системы катапультирования ракет

Скачать в pdf «Системы катапультирования ракет»


При расчете параметров напряженно-деформированного состояния (НДС) элементов катапульты учитывается, что элемент имеет форму цилиндра, нагруженного внутренним (трубопровод, цилиндр) или наружным (трубчатый шток) давлением, а температурное поле задано. Считается, что параметры НДС изменяются только по толщине элемента, а в продольном и тангенциальном направлениях изменения малы. НДС определяется по теориям Хубера-Мизеса или Треска-Сен-Венана, причем упрочнение не учитывается. Относительным недостатком такого подхода является необходимость расчета деформаций на протяжении всего воздействия. Соответственно необходимо использовать информацию об изменении давления и температурного поля во времени с момента начала работы катапульты.


Для проведения инженерных расчетов разработана упрощенная методика, которая позволяет с приемлемой погрешностью определять параметры НДС по значениям давления и температурному полю в расчетный момент времени. Как и в других подходах, элементы газодинамических трактов катапульт рассматриваются как цилиндрические оболочки, которые испытывают одновременное действие следующих нагрузок:


—    продольных или сжимающих растягивающих усилий, вызванных действием сил давления газов на торцевые поверхности элементов. Для силовых цилиндров необходимо также учитывать действие силы трения;


—    давления в данном элементе газодинамического тракта, которое вызывает растягивающие тангенциальные напряжения в стенках ГГ, труб и цилиндров. Поскольку на штоки действует наружное давление газов, в них возникают сжимающие тангенциальные напряжения. Для тонких цилиндров, какими являются рассмотренные элементы, значения радиальных напряжений пренебрежимо малы по сравнению с тангенциальными;


— теплового воздействия, которое вызывает появление термонапряжений в продольном и тангенциальном направлениях. При этом на горячей стороне стенки (внутренняя сторона стенок ГГ, трубопроводов и цилиндров и наружная сторона стенки штоков) действуют термонапряжения сжатия, а на противоположной, холодной, из условия статического равновесия — термонапряжения растяжения. Эти термонапряжения вызывают появление зон пластической деформации: сначала на горячей поверхности (там выше неравномерность температуры), а затем и на холодной. Кроме этого, прогрев стенок приводит к снижению механических характеристик стали, в частности предела текучести, а при более высоких температурах — к изменению ее структуры. Еще одной причиной структурных изменений и снижения прочности стали является химическое воздействие — проникновение углерода и водорода при высоких температурах в поверхностные слои металла, которое становится особенно заметным после нескольких пусков.

Скачать в pdf «Системы катапультирования ракет»