ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Сосуды давления, навитые из волокон из "Механика разрушения " Рассмотрим оптимальное проектирование некоторых сосудов давления, навитых из волокон. Общий анализ работы корпуса ракетного двигателя на твердом топливе (РДТТ) с точки зрения принципа равнопрочности приводит к выводу о том, что РДТТ минимального веса должен иметь специфическую конструкцию С-двигателя. [c.23] Здесь L — общая длина всех нитей S — площадь поперечного сечения одной нити р и Р — удельный и общий вес нитей. [c.24] По существу, пока было использовано лишь условие равно-напряженности нитей. Теперь потребуем, чтобы разрушение оболочки произошло из-за одновременного разрыва всех нитей (условие равнопрочности) это налагает дополнительные ограничения на конструкцию, исключающие разрыв вдоль связующего или потерю устойчивости. Отсюда получается искомое выражение для конструктивной эффективности (73). [c.25] Твердое горючее в камере сгорания по своим физическим свойствам представляет собой резиноподобное тело, способное к большим деформациям до разрушения. При отсутствии начальных трещиноподобных дефектов, которые могут привести к прогарам и к механическому разрыву топлива (т. е. к нерасчётному режиму горения, сопровождающемуся резким повышением давления в камере и, возможно, к последующему разрушению корпуса), давление в камере сгорания монотонно возрастает, а затем монотонно убывает во времени (сравнительно мало изменяясь на основном стационарном участке работы двигателя). Без большой ошибки можно считать, что это давление (как по закону Паскаля) передается резиноподобным топливом на корпус двигателя. Кривую давления (и, прежде всего, максимальное давление р, необходимое для расчета корпуса минимального веса) в первом приближении будем считать задаваемой величиной, которая определяется поверхностью горения, объемом камеры сгорания, критическим сечением сопла и т. п. Градиентом давления вдоль образующей на первом этапе расчета пренебрежем. [c.25] Здесь г — радиус цилиндра 2 и ф — осевое и окружное направления. [c.25] При обмотке волокна лишь в окружном направлении осевое усилие полностью воспринимается стальной обечайкой, так как прочность связующего примерно на два порядка меньше прочности волокна. Окружное усилие почти полностью воспринимается волокнами. Последнее объясняется особенностями совместной работы разномодульных (стальной и стеклопластиковой) оболочек и наличием технологического натяжения волокон, сжимающих обечайку. Если в момент работы двигателя это натяжение будет слишком мало, то почти все окружное усилие будет воспринято более жесткой стальной обечайкой. Этот режим крайне нерационален с точки зрения принципа равнопрочности (хотя волокна будут равнонапряжены). При достаточно высоком натяжении волокон в стальной обечайке имеют место значительные сжимающие напряжения, облегчающие ее работу и приводящие к первоначальному разрушению обмотки. Разумеется, существует такая величина натяжения волокон, которая обеспечивает пропорциональную совместную работу обечайки и обмотки и их одновременное разрушение (т. е. равнопрочность этой конструкции). Однако вследствие ползучести пластмассы натяжение волокон убывает со временем хранения, которое является существенно неопределенным параметром при расчете изделия. Таким образом, в рамках указанного конструктивного решения на основании принципа равнопрочности невозможно сколь-нибудь приблизиться к идеальной конструктивной эффективности (73). [c.26] Каждый заряд (шашка) помещен в жаропрочный кожух и в корпус из высокопрочного композиционного материала заряды изолированы друг от друга, и время начала горения каждого заряда определяется оператором (человеком или по заранее заданной программе). После сгорания твердого топлива в шашке оставшийся корпус заряда выбрасывается. Схема присоединения зарядов к сопловому устройству и само сопловое устройство могут быть различными в зависимости от назначения изделия. Например, сопловое устройство может представлять собой некоторое число осесимметрично расположенных, отдельных насадок наконец, оно может представлять собой единое осесимметричное сопло формы, схематично изображенной на рис. 6, б. Во всех случаях сила тяги, прикладываемая к соплу, создается за счет реакции отбрасываемых назад продуктов сгорания, движущихся со сверхзвуковой скоростью. Принцип его работы тот же, что и у сопла Лаваля, однако точный расчет несколько усложняется вследствие трехмерности течения. [c.26] Для замкнутой цилиндрической оболочки, подверженной постоянному внутреннему давлению, согласно (78) будет tg б = 2, т. е. [c.28] Здесь (О — угловая скорость вращения v — скорость поступательного перемещения. [c.28] Вернуться к основной статье