9 / 20
Определение оптимального расположения топливных баков ракеты…
Инженерный журнал: наука и инновации
# 8·2016 9
Значения сил инерции (в ньютонах), действующих на эти элемен-
ты:
5
7
Ф 5, 001 10 ;
= ⋅
6
8
Ф 1, 488 10
= ⋅
(см. рис. 2). На рисунке видно,
что нижний бак сжат значительно меньше, чем в предыдущем случае.
Рассмотрим, как это сказалось на толщине стенок баков.
Определение толщины обечаек баков первой ступени при
втором варианте компоновки топливного отсека.
Окружное и ме-
ридиональное напряжения находим по формулам (1) и (2).
Сжимающая сила в сечении
1
(см. рис. 2)
(
)
6
1
1 2 3 4 5 6 7 8 0
2,519 10 Н.
= + + + + + + +
= ⋅
N m m m m m m m m g
Сжимающая сила в сечении
2
(
)
6
2
1 2 3 4 5 6 7 0
1, 031 10 Н.
= + + + + + +
= ⋅
N m m m m m m m g
Эквивалентные напряжения определяем по формуле (3), расчет-
ные — по формуле (4). Полученные напряжения должны удовлетво-
рять условию прочности (5). Решая полученные уравнения, опреде-
ляем необходимые значения толщины обечаек:
гс1
1
з
1
в
2, 404 мм;
2
δ =
− −
=
π σ
σ d
N f
d
гс2
2
3
2
в
0,862 мм.
2
δ =
− −
=
π σ
σ d
N f
d
Принимаем
2
1 мм.
δ =
Расчет обечаек баков на устойчивость при изменении компо-
новки.
Проверку устойчивости оболочки проводим, используя вы-
ражение (6). Эквивалентные напряжения определяем по формулам
(1)–(3) подстановкой в них полученных значений толщины обечаек:
8
экв1
2, 083 10
σ = ⋅
Па;
8
экв2
2, 083 10
σ = ⋅
Па;
6
1
хл1 хл
8, 654 10
/ 2
δ
σ =
= ⋅
k E
d
Па;
6
2
хл2 хл
3,105 10
/ 2
δ
σ =
= ⋅
k E
d
Па.
Условие устойчивости (6) не выполняется. Определим необходи-
мое значение толщины обечаек из условия сохранения устойчивости:
экв1 хл1
1,1
;
σ = σ