Дипломная работа (ВКР) — бакалавр, специалист на тему Ракетоноситель с полезным грузом 8 тонн.

Содержание:

Введение. 7

1 Исходные данные для проектирования. 9

1.1 Сбор и обработка статистических данных по прототипу
проектируемой ракеты-носителя. 9

1.2 Тактико-технические требования к проектируемой
ракете-носителю.. 14

1.3 Выбор топлива. 17

1.4 Выбор количества ступеней ракеты-носителя. 18

2 Проектирование ракеты-носителя. 19

2.1 Определение предварительных объемно-габаритных
характеристик ракеты-носителя. 19

2.1.1 Выбор схемы соединения ракетных блоков. 19

2.1.2 Определение объёма ракеты-носителя и её составных
частей. 19

2.1.3 Определение длины и диаметра ракеты-носителя по
схеме «Тандем». 22

2.2 Разработка предварительной компоновочной схемы
ракеты-носителя. 23

2.3 Уточнение компоновочной схемы ракеты-носителя. 28

2.4 Расчёт масс основных элементов конструкций
ракеты-носителя. 28

2.5 Двигатели ступеней ракеты-носителя. 29

2.6 Расчет координат центра масс и моментов инерции
ракеты-носителя. 31

2.7 Задача поиска оптимальной траектории в форме Майера. 34

3 Прочностной расчет головного обтекателя из
полимерно-композиционного материала. 37

4 Технология изготовления головного обтекателя из
полимерно-композиционного материала. 46

4.1 Сущность метода вакуумного формования изделий из ПКМ.. 46

4.2 Разработка технологии изготовления головного
обтекателя из ПКМ.. 47

4.3 Разработка технологической оснастки. 50

5
Безопасность жизнедеятельности. 53

5.1 Обеспечение безопасности при изготовлении днища РН.. 53

5.2 Мероприятия по снижению повышенной запыленности или
загазованность воздуха рабочей зоны.. 59

5.3
Техника безопасности на производстве. 64

5.4
Экологичность проекта. 65

6
Экономическое обоснование. 66

6.1 Расчет
величины капитальных вложений. 66

6.2 Расчет
себестоимости продукции. 68

6.2.1 Расчет
прямых затрат на производство. 68

6.2.2 Расчет косвенных затрат. 71

6.3 Экономическая эффективность проектного решения. 73

6.4 Основные технико-экономические показатели. 74

Заключение. 75

Список
использованных источников. 76

Введение:

Актуальность
ВКР состоит в том, что особое значение
космонавтика имеет для России. Ее географическое положение, размещение ресурсов
и на­роднохозяйственных объектов таково, что ни одна соци­ально-экономическая,
научная и оборонная программа не может быть эффективно реализована без
использова­ния космической техники. Космическая деятельность России является
одним из ключевых звеньев, способ­ных обеспечить качественное обновление науки
и тех­ники, сформировать достойный образ жизни ее граж­дан. Применение
космических средств в интересах обес­печения обороны страны существенно повышает
эффе­ктивность Вооруженных сил России.

Главные цели и первоочередные задачи космической политики
РФ определены «Концепцией национальной космической политики Российской
Федерации», утвер­жденной Правительством РФ в мае 1996 года. В «Кон­цепции…»
указано, что «космическая деятельность от­носится к категории государственных
приоритетов Рос­сии, ей оказывается всесторонняя и стабильная государ­ственная
поддержка (как политическая, так и финансо­во-экономическая) ».

В России создан ракетно-космический потенциал, яв­ляющийся
ее национальным достоянием. Ракетно-кос­мическая отрасль вобрала в себя все
лучшие достиже­ния отечественной промышленности, науки и техники и является
одним из источников наукоемких высоких технологий, признанных в мире.

Несмотря на переживаемые трудности, Россия про­должает
космическую деятельность. Перспективы ее дальнейшего развития связаны прежде
всего с обеспече­нием необходимого уровня государственной поддерж­ки, с
расширением внебюджетных источников финан­сирования космической деятельности за
счет выполне­ния коммерческих проектов и освоения космического рынка, все более
активным привлечением в ракетно-ко­смическую промышленность иностранного
капитала и закреплением России на международном рынке косми­ческой техники и
услуг.

Цель
работы – разработка ракетоносителя с полезным грузом 8 тонн.

Предмет
исследования: ракетоноситель невоенного назначения на компонентах топлива – кислород,
керосин; выполненный по компоновочной схеме тандем, для вывода на опорную
орбиту 200 км полезного груза 8 тонн.

Задачи
ВКР:

1. Сбор и обработка статистических данных по прототипу
проектируемой ракеты-носителя.

2. Выбор топлива.

3. Выбор количества ступеней.

4. Определение объемно-­габаритных характеристик.

5. Разработка предварительной компоновочной схемы.

6. Расчёт масс основных элементов.

7. Выбор тяги, габаритов и типа двигателей.

8. Расчет координат центра масс и моментов инерции.

9. Рассмотрение постановки задачи поиска оптимальной
траектории.

10. Прочностной расчет элемента конструкции.

11. Разработка технологии изготовления элемента
конструкции.

12.
Прочностной вопросов
безопасности жизнедеятельности при
реализации проекта.

13.
Экономическое обоснование.

Заключение:

Выполнен
сбор и обработка статистических данных для определения прототипа РН, в качестве
которого принят РН Ариан L-3S ELDO, ESRO.

Разработана
основные характеристики РН, а именно

— РН
невоенного назначения;

— РН
на компонентах топлива – кислород, керосин;

— РН
выполнен по 2-хступенчатой компоновочной схеме с последовательным соединением
ступеней типа «тандем»;

—
РН предназначен для вывода полезной нагрузки на опорную орбиту 200 км;

 — масса полезного груза РН — 8 тонн.

Для первой ступени спроектированного РН выбран двигатель РД171 тягой у поверхности Земли 1840
кН, который вписывается в диаметр 3,14 м, и имеет длину 4 м.

Для второй ступени разрабатывается (не является задачей
данного диплома) ЖРД на компонентах топлива кислород-керосин, тягой у
поверхности Земли 300 кН, который должен вписываться в диаметр 3,14 м, и иметь
длину 2 м.

Массогабаритные
показатели спроектированного РН:

—
длина 38,8 м;

—
диаметр 3,11 м;

—
масса РН 211568 кг.

Фрагмент текста работы:

1 Исходные данные для
проектирования 1.1 Сбор и обработка
статистических данных по прототипу проектируемой ракеты-носителя Для многоступенчатых ракет
следует выбрать количество ступеней N и соотноше­ние масс ступеней  (или соотношение чисел Циол­ковского ступеней ракеты,
где і — номер ступени ).

Однако вместо соотношения масс
ступеней чаще используются отношение начальной массы ступени к массе полезной
нагрузки и конструктивные характеристики ракетных блоков .

На массу выводимой
полезной нагрузки ракеты-носителя влияет программа угла наклона траектории  и углы наклона
траектории в конце работы отдельных ступеней ракеты ….

Основные проектные
параметры многоступенчатой PH приведены в таблице 1. Таблица 1 — Перечень проектных параметров многоступенчатой PH Название Обозначение Масса полезной
нагрузки, кг или т Потребная
характеристическая скорость PH, м/с Количество ступеней Удельные импульсы
двигателей РБ в пустоте, м/с (или скорости истечения газов из сопел
двигателей РБ в пустоте, м/с) Удельные импульсы
двигателей РБ на Земле, м/с (или скорости истечения газов из сопел двигателей
на поверхности Земли, м/с) Отношения начальных
масс ступеней к массе полез­ной нагрузки этих же ступеней
+ конструктивные
характеристики РБ
(или соотношение
чисел Циолковского ступеней)
(или соотношение
масс ступеней) Начальная
(стартовая) перегрузка
(или обратная ей
величина: коэффициент начальной тяговооружённости, стартовая нагрузка…) Нагрузка на мидель
ступеней, т/м2 (или относительное удлинение ступеней + начальные
массы ступеней, кг или т, + средние плотности ступеней, кг/м3) Коэффициенты
высотности двигателей РБ (или площади среза сопла двигателей РБ, м2 +
силы тяги двигателей на Земле, кН Отношение тяги
двигателя центрального блока к тяге двигателей боковых блоков Программа угла
наклона траектории, град Углы наклона
траектории в конце работы отдельных ступеней ракеты, град. … Статистические данные
позволяют выде­лить из всех выполненных конструкций PH ту часть,
летно-тактическими и проектно-техническими характери­стики которых близки к
проектируемой РН.

Схемы основных ракет-носителей приведены
на рисунке 1.

Статистические данные представлены
в виде таблиц.

В первой собран материал из
описаний РН и других источников.

Характеристики имеют размерность.

Во второй таблице представлены
безразмерные характери­стики. Рисунок 1 — Схемы основных
ракет-носителей