Разработка корректирующего жидкостного ракетного двигателя космического аппарата для полета на Луну

Перечень условных обозначений и сокращений…………………………... ………5
Содержание …………………………………………………………………………...7
Введение………………………………………………………………………… ……9
1. Технические данные ……………………………………………………………...10
1.1 Выбор топлива…………………………………………………………… 10
1.2 Физико-химические свойства несимметричного диметилгидразина… 11
1.3 Физико-химические свойства азотного тетраоксида …………………..13
1.4 Выбор системы подачи …………………………………………………..14
1.5 Выбор схемы двигателя ………………………………………………….16
1.6 Выбор величины давления в камере сгорания и в выходном
Сечении сопла ………………………………………………………………...18
1.7 Выбор типа внутреннего охлаждения камеры сгорания ………………18
2. Конструкторская часть …………………………………………………………...20
2.1 Выбор коэффициента избытка окислителя для случая применения
пристеночного слоя …………………………………………………………..20
2.2 Определение массового расхода ………………………………………..23
2.3 Термодинамический расчет параметров продуктов сгорания ………..25
2.4 Расчет и проектирование камеры сгорания ……………………………28
2.4.1 Гидравлический расчет ……………………………………………28
2.4.2 Профиль сопла и газодинамический расчет ……………………..28
2.4.3 Докритическая часть сопла ……………………………………….30
2.4.4 Сверхкритическая часть сопла ……………………………………31
2.5 Расчет смесеобразования ………………………………………………..40
2.5.1 Выбор формы, типа и конструктивной схемы смесительной
головки ……………………………………………………………………40
2.5.2 Выбор типа форсунок ……………………………………………...41
2.5.3 Выбор схем расположения форсунок на смесительной
головке …………………………………………………………………….41
2.5.4 Массовые расходы компонента …………………………………...44
2.5.5 Расчет двухкомпонентной центробежно-центробежной
форсунки ………………………………………………………………….45
3. Специальная часть ………………………………………………………………..51
3.1 Описание конструкции …………………………………………………..51
3.2 Выбор материала …………………………………………………………51
3.3 Технологическая часть …………………………………………………..52
3.3.1 Требования к условиям проведения операций сборки …………..53
3.3.2 Требования к чистоте внутренних полостей ЖРД ……………….54
3.3.3 Требования к документации ……………………………………….55
3.4 Разработка технологического процесса ………………………………...57
3.5 Технические требования к условиям проведения испытаний ………...69
4. Экономическая часть ……………………………………………………………..70
4.1 Расчет величины капитальных вложений ………………………………70
4.2 Расчет прямых затрат на производство …………………………………72
4.3 Расчет затрат на основную заработную плату ………………………….73
4.4 Расчет косвенных затрат на производство ……………………………...78
5. Безопасность жизнедеятельности ……………………………………………….82
5.1 Анализ опасных и вредных факторов, возникающих при работе на ком
пьютере и мероприятия, обеспечивающие снижение их отрицательного
влияния ………………………………………………………………………..83
5.2 Тяжесть трудового процесса …………………………………………….95
5.3 Безопасность при работе с ЖРД ……………………………………….103
6. Экологическая часть ……………………………………………………………108
Заключение …………………………………………………………………………110
Список использованной литературы ……………………………………………..111
Приложение. Графическая часть проекта ………………………………………..113

Весь текст будет доступен после покупки

Приоритетом в исследовании космоса для России в настоящее время должно стать возвращение к освоению естественного спутника Земли, поскольку освоение дальнего космоса невозможно без освоения Луны. Дальнейшее эффективное освоение Луны требует разработки новых ракетных двигателей различных типов, как маршевых так и вспомогательных, более надежных и экономичных, с лучшими энергетическими характеристиками, меньшей массой и габаритами.
При разработке корректирующего жидкостного ракетного двигателя в рамках дипломного проекта ставится задача аргументированного выбора пара-метров и конструкции двигателя; используемой композиции топлива; а так же расчета основных геометрических и проектных характеристик камеры сгорания двигателя.
Решение этой задачи связано с нахождением размеров и профиля контура камеры сгорания и сопла. Выбором типа форсунок, их числа и схемы располо-жения на форсуночной головке. Расчетом распределения компонентов топлива по сечению смесительной головки и по отдельным типам форсунок.
Для выполнения основных требований задания, выбирается соответству-ющая схема двигателя, компоненты топлива, система подачи и охлаждения, величина давления в выходном сечении сопла, значение коэффициента избытка окислителя, допустимый уровень потерь в камере сгорания, сопле. Так же для достижения поставленной цели необходимо разработать технологический про-цесс изготовления корпуса центробежной форсунки, дать экономическую оценку предлагаемого варианта ЖРД, дать оценку об обеспечении безопасности жизнедеятельности.

Весь текст будет доступен после покупки

1. Технические данные двигателя
В соответствии с заданием необходимо спроектировать корректирующий жидкостной ракетный двигатель космического аппарата для полета на Луну, со следующими основными параметрами:
Тяга P = 3,6кН;
Удельная тяга = 305с;
Компоненты топлива – АТ/НДМГ
Давление в камере сгорания P_к = 1Мпа;
Давление окружающей среды в процессе работы = 10-8 Па;
Время работы - 900с;
Количество включений - 30;
Данный двигатель предназначен для исправления направления и величины скорости космического аппарата. К данному двигателю предъявляются следующие требования:
- высокая степень надежности;
- длительное пребывание в режиме стартовой готовности;
- многократный запуск;
1.1 Выбор топливной композиции
Современные ракетные топлива должны удовлетворять большому числу технических требований. Выдвигая технические требования к топливу, необходимо прежде всего хорошо знать назначение и условия работы двигателя, для которого выбирается топливо или рабочее тело.
Для корректирующего двигателя космического аппарата можно использовать весьма токсичное вещество, а ракеты с такими двигателями запускать со стендов, хорошо оборудованных и приспособленных к специальным условиям работы (что требуется для токсичных топлив).

Весь текст будет доступен после покупки

1. Егорычев, В.С. Термодинамический расчет и проектирование камер ЖРД: учеб. пособие/ В.С. Егорычев, В.С. Кондрусев.- Самара: Изд-во Самар. гос. аэрокосм. ун-та, 2009.-107 с.:ил.
2. Штехер, М.С. Топлива и рабочие тела ракетных двигателей / М.С. Штехер,-М.:Машиностроение,1976.-301с.
3. М.В. Добровольский; Жидкостные ракетные двигатели Основы проектирования; Издательство МГТУ имени Н.Э. Баумана, Москва, 2005 г., стр. 248, стр. 88.
4. Дубинкин Ю.М. Тепловой расчет и проектирование камеры ЖРД. Методические указания/Ю.М. Дубинкин, В. С. Кондрусев, А.С. Фрейдин.– Куйбышев: КуАИ, 1974.
5. Глушко В.П. Термодинамические и теплофизические свойства продуктов сгорания (том 1) [Текст]/В.П. Глушко. АН СССР, 1971.
6. Алемасов, ,В.Е. Теория ракетных двигателей:учеб. для студентов втузов/ В.Е. Алемасов, А.П. Тишин; под ред. В.П. Глушко.- М.: Машиностроение, 1989.-464 с.:ил.
7. Расчёт и проектирование смесеобразования в жидкостном ракетном двигателе: учеб. пособие/В.С. Егорычев - Самара: Изд-во СГАУ,2011.- 100 с.
8. Гликман Б.Ф. Автоматическое регулирование жидкостных ракетных двигателей: учебник для вузов. М.: Машиностроение, 1989. 296 с.
9. Т.М. Мелькумов, Н.И. Мелик-Пашаев, П.Г. Чистяков, А.Г. Шиуков; Ракетные двигатели; Издательство «Машиностроение», 1976 г.
10. Л.И. Гречух Проектирование жидкостного ракетного двигателя.
11. Егорычев, В.С. Топлива химических ракетных двигателей: учеб. пособие/ В.С. Егорычев, В.С. Кондрусев.- Самара: Изд-во Самар. гос. аэрокосм. ун-та, 2007.

Весь текст будет доступен после покупки