5 / 20
Определение оптимального расположения топливных баков ракеты…
Инженерный журнал: наука и инновации
# 8·2016 5
Расчетные напряжения находят с учетом коэффициента безопас-
ности (запаса)
з
1, 2
=
f
:
р1 з экв1
.
σ = σ
f
(4)
Полученные напряжения должны удовлетворять условию проч-
ности:
р1 в
σ ≤ σ
, (5)
где
в
σ
— предел прочности алюминиевого сплава.
Тогда
гс1
1
з
в
1
1
.
2
− −
= σ
δ
π δ
σ d
N f
d
Решая уравнение, определяем необходимое значение толщины
стенки бака окислителя:
гс1
1
з
1
в
2,198 мм.
2
σ
δ =
− −
=
π
p d
N f
d
Аналогично получим толщину обечайки бака горючего:
гс2
2
з
2
в
1, 431 мм.
2
σ
δ =
− −
=
π
p d
N f
d
Проведем расчет обечаек баков на устойчивость под действием
осевых сжимающих сил с учетом внутреннего давления. Напряже-
ния, соответствующие потере устойчивости оболочки:
хл хл
/ 2
δ
σ =
k E
d
,
где
хл
0,1
=
k
– коэффициент устойчивости;
72 ГПа
=
E
— модуль
Юнга алюминиевого сплава.
Для обеспечения устойчивости баков эквивалентное напряжение
в них должно быть меньше критического:
экв
хл
σ < σ
.
(6)
Проверим выполнение условия устойчивости в сечении
1
бака
окислителя первой ступени. Эквивалентное напряжение определяли
по формулам (1)–(3) подстановкой в них полученного значения тол-
щины обечайки:
8
экв1
2, 083·10
σ =
Па;
напряжение, соответствующее потере устойчивости:
6
1
хл1 хл
7, 912·10
/ 2
δ
σ =
=
k E
d
Па.