Конструкции хвостового отсека Хвостовой отсек, переходной отсек первой ступени, служит для размещения двигателей, систем и агрегатов ДУ, а также для установки ракеты и восприятия нагрузок от стартового устройства и несет стабилизаторы, если они предусмотрены конструкцией. Корпус хвостового отсека по направлению передачи усилий стартового устройства имеет дополнительные, достаточно жесткие продольные элемента. При этом геометрические размеры и конструктивно-силовая схема корпуса определяются: - количеством, типом, способом крепления и взаимной компоновкой двигателей, - необходимостью защиты сопел двигателей от скоростного напора, - способом управления полетом РЛА, - количеством и месторасположением стартовых опор или силовых связей ракетных блоков в схеме "пакет", - типом связей "Земля-борт", - условиями исключения соударения ракеты со стартовыми сооружениями или ракетных блоков между собой при продольном разделении ступеней, - прокладкой основных магистралей подачи компонентов топлива к двигателям. Кроме того, хвостовой отсек на кормовом срезе снабжается приемлемой конструкцией огневой донной защиты, предотвращающей проникновение внутрь отсека горячих газов, исходящих из сопел двигателей и отражающихся от стартового устройства. Все перечисленные устройства приводят к усложнению конструктивно-силовой схемы хвостового отсека (рис. 5.15).  Рис. 5.15. Схема крепления ракеты на стартовом сооружении с помощью переходной рамы: 1 – корпус хвостового отсека ракеты; 2 – переходная рама; 3 – пусковое устройство; 4 – плоскость разделения при старте ракеты; 5 – замок По форме корпус хвостового отсека может быть цилиндрическим или в виде усеченного конуса, расширяющегося или сужающегося к кормовому срезу ракеты. Он может иметь длину, обеспечивающую полное закрытие сопел, либо может быть укороченным, прикрывающим сопла лишь частично (рис. 5.16). Хвостовые отсеки в виде усеченного конуса, расширяющегося (сужающегося) к кормовому срезу ракеты, применяются в том случае, когда поперечный размер ДУ больше (меньше) диаметра корпуса ракеты. Кроме того, расширяющийся конический хвостовой отсек способен придать ракете достаточную степень статической устойчивости. В этом случае не требуется установки специальных стабилизаторов. Увеличение внешнего диаметра нижнего опорного шпангоута хвостового отсека повышает устойчивость ракеты на пусковом устройстве.  Рис. 5.16. Конструктивно-силовые схемы хвостовых отсеков, имеющих нормальную длину (а) и укороченных (б): 1 – корпус; 2 – силовая рама крепления ДУ; 3 – ДУ; 4 – стабилизаторы; 5 – донная защита В конструкцию хвостового отсека входят рама крепления двигателей (рис. 5.17), на которую передаются также нагрузки от стабилизаторов и узлов стартовых опор. По конструкции хвостовой отсек состоит из трех каркасных корпусов: - внешнего, который воспринимает стартовые нагрузки, - кольцевой рамы, к которой крепятся двигатели, - соединенного с кольцевой рамой конического переходника крепления донной защиты (рис. 5.18).  Рис. 5.17. Принципиальная схема корпуса хвостового отсека первой ступени ракеты с восемью двигателями: а – кольцевое расположение двигателей; б – крестообразное; р – плоскость опорных пят Особенностью силового нагружения внешнего корпуса хвостового отсека является то, что кроме осевых сил и изгибающих моментов на него действуют внешнее газодинамическое давление, обусловленное взаимодействием струи работающих двигателей между собой и со стартовым оборудованием, и нагрузки, вызванные акустическим полем газовой струи. Это нагружение хвостового отсека приводит к необходимости усиления элементами продольного силового набора, который рассчитывается с учетом внешнего избыточного давления. В коротких хвостовых отсеках над опорными пятами располагают усиленный стрингер или фитинг с необходимой площадью сечения на всю длину корпуса. В этом случае распределение силы осуществляется на корпусе последующего отсека. Если хвостовой отсек имеет значительную длину, то с помощью фитингов и усилением обшивки в зоне приложения сосредоточенной нагрузки силу распределяют по его длине.  Рис. 5.18. Конструктивное исполнение донного теплозащитного экрана и уплотнения двигателя: 1 – внешний слой экрана; 2 – средний слой; 3 – силовая оболочка; 4 – эластичный уплотняющий элемент На внешнем корпусе хвостового отсека на многих ракетах устанавливаются обтекатели сопел двигателей для уменьшения нагрузок на сопла и рулевой привод (при использовании двигателя для управления полетом). Хвостовые отсеки с цилиндрическим корпусом имеют стабилизаторы, которые располагаются на внешнем корпусе в наиболее жестких местах, например, на шпангоутах или силовой раме. Конструктивно многие узлы корпуса хвостового отсека соответствуют конструкции переходного отсека. Донную защиту применяют в хвостовых отсеках с замкнутым объемом и при выборе ее исходят из: - условия обеспечения ее минимальной массы, - характера и направления действия нагрузок, - структуры двигательной установки, - влияния формы днища на газодинамические характеристики ракеты. Конструкция силовой части днища представляет собой обшивку, подкрепленную радиальным и кольцевым силовым набором, а для днищ большой поверхности – трехслойную оболочку клепаной или сварной конструкции. Наиболее сложным узлом в конструкции днища является узел сопряжения его с двигателем (рис. 5.18 и 5.19).  Рис. 5.19. Конструктивное исполнение уплотнения между донной защитой и а – неподвижным, б – поворотным двигателями: 1 – днище; 2 – сопло двигателя; 3 – эластичный элемент; 4 – экран на двигателе; 5 – уплотняющий элемент; 6 – направление отклонения двигателя 5.6. Конструктивные особенности двигательных отсеков Двигательный отсек представляет собой часть ракеты (ступени), в которой расположен ракетный двигатель и связанные с ним установки, системы и агрегаты (рис. 5.4). Так как двигатель может находиться в различных частях корпуса ракеты и даже вне корпуса или может быть утоплен в баке, то двигательные отсеки оказывают сильное влияние на конструктивные особенности РЛА, связанные с наличием различных типов двигательных установок, их креплением, эксплуатацией, расположением и т.п. В зависимости от конструктивных особенностей двигательных отсеков различают РЛА с двигательными отсеками в нижней части ракеты, в верхней части ракеты и в средней ее части. Двигательные отсеки могут быть нагруженными, когда несущий корпус воспринимает нагрузки от реакций пусковой установки, и ненагруженными, когда корпус является просто капотом двигательной установки, создающим внешние обводы корпуса РЛА. На схеме (рис. 5.20) представлена классификация двигательных отсеков и РЛА по конструктивно-компоновочным признакам двигательной установки. 
Контрольные вопросы к лабораторной работе № 3 1. Какие отсеки относят к сухим? Что сухие отсеки представляют собой? 2. Какие классификации сухих отсеков РЛА существуют? Рассказать виды сухих отсеков по одной из классификаций (по заданию преподавателя). 3. Какие бывают сухие отсеки по месту расположения на РЛА? Рассказать про каждый вид подробно (можно использовать рисунки 5.2 – 5.4). 4. Рассказать про сухие отсеки с неподкрепленным корпусом (использовать рис. 5.5). 5. Рассказать про сухие отсеки стрингерной и лонжеронной конструкции (использовать рис. 5.6). 6. Рассказать про сухие отсеки монолитной конструкции (использовать рис. 5.7). 7. Рассказать про сухие отсеки гофрированной конструкции (использовать рис. 4.13). 8. Рассказать про сухие отсеки многослойной конструкции (использовать рис. 5.8). 9. Рассказать о назначении и расположении приборных отсеков на РЛА. 10. Рассказать про форму и конструкцию приборных отсеков. 11. Рассказать про герметичные и негерметичные приборные отсеки (использовать рис. 5.9, 5.10). 12. Каково назначение переходных отсеков? 13. Рассказать про отделение переходного отсека от РЛА: в какой момент полета и какими способами происходит. 14. Какие бывают конструкции переходного отсека в зависимости от способа разделения ступеней? (использовать рис. 5.11, 5.12). 15. Рассказать про силовые кольца, применяемые вместо переходных отсеков? (использовать рис. 5.13, 5.17а). 16. Каково назначение межбакового отсека? 17. Что представляет собой корпус межбакового отсека? 18. Рассказать про силовой набор корпуса межбакового отсека. 19. Каково назначение хвостового отсека? Рассказать про рис. 5.15. 20. Чем определяются геометрические размеры и конструктивная силовая схема корпуса хвостового отсека? 21. Рассказать про форму и длину хвостового отсека (использовать рис. 5.16, 5.17). 22. Какова особенность силового нагружения хвостового отсека, и как это отражается на его конструкции? 23. Что может быть установлено на корпусе хвостового отсека с внешней стороны? В каких местах и почему? 24. Рассказать про донную защиту и про место сопряжения ее с двигателем РЛА (использовать рис. 5.18, 5.19). 25. Каково назначение двигательных отсеков? Как двигательные отсеки влияют на конструкцию РЛА и почему? 26. Рассказать про виды двигательных отсеков (использовать рис. 5.20) с пояснениями. |