Крылатые ракеты - Дипломная работа

6.1.3 Технологическая характеристика и выбор материалов для изготовления ЛА 6.3 Требования к общей сборки изделия 7.1 Общие требования к охране труда 7.2 Требования к охране труда при проектировании ЛА 7.2.2 Требования к параметрам микроклимата помещенияВ США в рамках программы JASSM (Joint Air to Surface Standoff Missile) корпорация Lockheed-Martin продолжает полномасштабную разработку управляемой ракеты (УР) AGM-158 класса "воздух - земля" большой дальности, которой планируется вооружать самолеты стратегической и тактической авиации ВВС и авиации ВМС США. Ракета предназначена для поражения как стационарных, так и мобильных целей (комплексов ПВО, бункеров, больших зданий, легкобронированных и небольших сильно защищенных объектов, мостов) в простых и сложных метеоусловиях, ночью и днем. Ракета построена по нормальной аэродинамической схеме: низкоплан со складывающимся элевонами. Проблема, вероятнее всего, будет решена путем передачи данных с ракеты на самолет-ретранслятор через спутник.В ходе проходящих в настоящее время летных испытаний опытных образцов ракеты проверяется работоспособность двигателя и системы наведения. В качестве носителей данной ракеты будут использоваться стратегические бомбардировщики В-52Н (12 ракет), В-1В (24), В-2 (16), F-15E (три), а также тактические истребители F-16 С и D (две), F/A-18 (две), F-117 (две).Ракета оснащена ядерной боевой частью WA80 весом 200 кг. Одним из них было использование внешних топливных баков, а другим - увеличение размеров ракеты (данный вариант получил обозначение ERV - extended range vehicle). Вариант ERV имел один недостаток - существующие пусковые установки ракет AGM-69 не могли быть использованы, и длинная ракеты не поместилась бы в бомбоотсеке бомбардировщика B-1A. Другим последствием стал отказ от AGM-86A малой дальности вместе с директивой выбора варианта ALCM большой дальности исходя из результатов конкурса между ракетами ERV ALCM (теперь AGM-86B) и авиационным вариантом AGM-109 Tomahawk. Бомбардировщики В-52Н оснащены роторными пусковыми установками CSRL (Common Strategic Rotary Launcher) и позволяют разместить на борту до 20 ракет AGM-86B - в бомбоотсеке 8 ракет на CSRL, и 12 ракет на двух пилонах под крыльями.Проектирование сложной новой техники, какой является КР - процесс многозначный и весьма неопределенный: это путь перехода от достигнутых знаний, с чего начинается проектирование к созданию еще не существующего объекта на основе задания на проектирование и новых технических решений. «от достигнутого» путем обновления техники на основе последовательного незначительного улучшения конструкции, но современным воззрениям, коренное повышение качество технических систем можно получить лишь на основе внедрения результатов научно-технического прогресса, т.е. при использовании новых идей и высокопроизводительных технологий, реализующих критерий «максимум результата при минимуме затрат». При создании новых технических объектов необходимо определить, на каком уровне конструктивной эволюции находится прототип и каковы перспективы его развития, какие изменения в науке и технике произошли с начала создания первых образцов рассматриваемого класса изделий, какие достижения НТП не нашли своего отражения при создании существующих объектов, что можно использовать из последних достижений науки и техники для разработки новых принципов действия, конструктивных и технологических решений для создания нового технического устройства с целью удовлетворения непрерывно возрастающих потребностей. Структура объекта проектирования определяет свойства, которые с достаточно высокой надежностью обеспечивают конкретную область функционирования объекта «функциональную нишу» и могут быть приданы ему в ходе производственного процесса. С точки зрения производства и эксплуатации многономенклатурность - самое отрицательное качество, которое влечет за собой негативные последствия на Всех этапах жизненного цикла системы, начиная от зарождения и кончая эксплуатацией и даже утилизацией.Габариты изделия должны обеспечивать возможность пуска из контейнера.Размещение аппаратуры должно обеспечивать удобный подход к блокам и агрегатам для их осмотра, регулировки и ремонта.Цель: надводные объекты Запуск из контейнераОбщепринятая классификация аэродинамических схем ракет основана на признаке взаимного расположения подвижных (управляющих) и неподвижных (несущих) поверхностей по длине корпуса; по этому признаку все аэродинамические схемы делятся на три типа: «нормальная» (сюда же относится схема «бесхвостка»), «утка», поворотное крыло и комбинированные схемы. В классической нормальной (обычной) схеме органы управления расположены позади крыльев. При этом из суммарной аэродинамической подъемной силы (создаваемой крыльями, корпусом и рулями) подъемная сила вычитается. С другой стороны, поскольку суммарный угол атаки на рулях с точностью до скоса потока уменьшается на величину угла атаки () , в нормальной схеме руль можно отклонять на большие углы, не опасаясь срывных явлений. Малая степе

Оглавление

Оглавление

Введение

1. Предварительные изыскания

1.1 Анализ прототипов

1.2 Современные требования к проектированию КР

1.2.1 Технические требования

1.2.2 Эксплуатационные требования

1.2.3 Тактические требования

1.3 Выбор аэродинамической схемы ЛА

1.3.1 Суммарная оценка снарядов различных схем

1.3.2 Выводы

1.4 Выбор геометрических параметров ЛА

1.5 Обоснование выбора типа старта

1.6 Выбор двигательной установки

1.7 Выбор материалов конструкции

1.8 Выбор способа управления

1.9 Выбор типа СУ и наведения ракеты на цель

1.10 Выбор типа расчетной траектории

1.11 Обоснование типа рулевого привода

1.12 Выбор типа БЧ

1.13 Предварительная компоновка ракеты

1.13.1 Схема электропитания

1.13.2 Носовая часть ракеты

1.13.3 Отсек БЧ

1.13.4 Баковый отсек

1.13.5 Отсек бортового оборудования

1.13.6 Отсек ДУ

2. Общее проектирование

2.1 Основные функции САПР ЛА

2.2 Расчет параметров траектории и облика ЛА в программе САПР 602

2.2.1 Задание на генерацию

2.2.2 Исходные данные

2.2.3 Программа

2.2.4 Результаты расчета

2.2.5 Расчет стартовой массы ЛА

2.2.6 Графики

3. Определение нагрузок, действующих на ЛА

3.1 Выбор расчетного режима

3.2 Исходные данные

3.2.1 Головная часть ракеты

3.2.2 Центральная часть ракеты

3.2.3 Несущие поверхности ракеты (крылья)

3.2.4 Органы управления ракеты (рули)

3.3 Координата центра давления ракеты

3.4 Определение силы лобового сопротивления ЛА

3.5 Определение изгибающих моментов, перерезывающих сил на корпус

3.6 Продольные нагрузки

4. Устойчивость и управляемость

4.1 Общая методика расчета устойчивости и балансировки

4.2 Определение потребной аэродинамической силы управления

5. Спецчасть и агрегат

5.1 Анализ механизмов раскладки крыла

5.1.1 Механизм раскладки крыла №1

5.1.2 Механизм раскладки крыла №2

5.1.3 Механизм раскладки крыла №3

5.1.4 Механизм раскладки крыла №4

5.1.5 Механизм раскладки крыла №5

5.1.6 Вывод

5.2 Цельноповоротное крыло с ВППОКР (винтовой привод поворота и опускания крыла)

5.2.1 Расчет геометрических параметров ВППОКР

5.2.2 Расчет нагрузок на крыло и ВППОКР при раскладке крыла

5.2.3 Динамический расчет нагрузок на крыло

5.2.4 Расчет элементов ВППОКР

5.2.4.1 Срез и изгиб пальцев винтового преобразователя

5.2.4.2 Кручение боковины винтовых цилиндров

6. Технологическая часть

6.1 Обоснование схемы членения ЛА

Введение

Процесс создания современных КР является сложнейшей научно-технической задачей, которая решается совместно рядом научно-исследовательских, проектно-конструкторских и производственных коллективов. Можно выделить следующие основные этапы формирования КР: тактико-техническое задание, технические предложения, эскизное проектирование, рабочий проект, экспериментальная отработка, стендовые и натуральные испытания.

Работы по созданию современных образцов КР ведутся по следующим направлениям: · увеличению дальности и скорости полета до сверхзвуковой;

· использованию для наведения ракет комбинированных многоканальных систем обнаружения и самонаведения;

· снижению заметности ракет за счет применения технологии «стелс»;

· повышению скрытности ракет путем уменьшения высоты полета до предельных границ и усложнения траектории полета на ее конечном участке;

· оснащению бортовой аппаратуры ракет системой спутниковой навигации, которая определяет место нахождения ракеты с точностью до 10…..20 м;

· интегрированию ракет различного предназначения в единую ракетную систему морского, воздушного и наземного базирования.

Реализация перечисленных направлений достигается главным образом за счет применения современных высоких технологий.

Технологический прорыв в авиастроении и ракетостроении, микроэлектроники и вычислительной техники, в разработке бортовых автоматических систем управления и искусственного интеллекта, двигательных установок и топлив, средств радиоэлектронной защиты и т.д. создал реальные разработки нового поколения КР и их комплексов. Стало возможным значительное увеличение дальности полета как дозвуковых, так и сверхзвуковых КР, повышение избирательности и помехозащищенности бортовых систем автоматического управления с одновременным уменьшением (более чем в два раза) массогабаритных характеристик.

Крылатые ракеты подразделяются на две группы: · наземного базирования;

· морского базирования.

К этой группе относятся ракеты стратегического и оперативно-тактического назначения с дальностью полета от нескольких сот до нескольких тысяч километров, которые в отличие от баллистических ракет летят к цели в плотных слоях атмосферы и имеют для этого аэродинамические поверхности, создающие подъемную силу. Такие ракеты предназначены для поражения важных стратегических целей (крупных административных и промышленных центров, аэродромов и стартовых позиций БР, военно-морских баз и портов, кораблей, крупных железнодорожных узлов и станций и т.п.).

Крылатые ракеты, способные запускаться с подводных лодок, надводных кораблей, наземных комплексов, самолетов, обеспечивают морским, наземным и воздушным силам исключительную гибкость.

Их основными преимуществами по сравнению с БР, являются: · почти полная неуязвимость при внезапном ракетно-ядерном нападении противника благодаря мобильности базирования, тогда как места расположения пусковых шахт с БР часто заранее известны противнику;

· снижение по сравнению с БР затрат на выполнение боевой операции по поражению цели с заданной вероятностью;

· принципиальная возможность создания для КР усовершенствованной системы наведения, функционирующей автономно или использующей спутниковую навигационную систему. Эта система может обеспечить 100%-ную вероятность поражения цели, т.е. промах, близкий к нулю, что позволит сократить необходимое число ракет, а следовательно, и эксплуатационные затраты;

· возможность создания системы оружия, которая сможет решать как стратегические, так и тактические задачи;

· перспектива создания крылатых стратегических ракет нового поколения, имеющих еще большую дальность, сверхзвуковые и гиперзвуковые скорости, допускающих перенацеливание в полете.

На стратегических крылатых ракетах применяют, как правило, ядерные БЧ. На тактических вариантах этих ракет устанавливаются обычные БЧ. Например, на противокорабельных ракетах могут быть установлены БЧ проникающего, фугасного или фугасно-кумулятивного типа.

Система управления крылатых ракет существенно зависит от дальности полета, траектории ракеты и радиолокационного контраста целей. Дальние ракеты обычно имеют комбинированные системы управления, например автономную (инерциальную, астроинерциальную) плюс самонаведение на конечном участке траектории. Пуск с наземной установки, подводной лодки, корабля требует применения ракетного ускорителя, который целесообразно отделять после выгорания топлива, поэтому крылатые ракеты наземного и морского базирования делаются двухступенчатыми. При пуске с самолета-носителя ускоритель не требуется, так как имеется достаточная начальная скорость.В качестве ускорителя обычно применяют РДТТ. Выбор маршевого двигателя определяется требованиями малого удельного расхода топлива и большого времени полета (десятки минут или даже несколько часов). Для ракет, скорость полета которых сравнительно невелика (М2 удельные расходы топлива ТРД и ПВРД становятся соизмеримыми и основную роль при выборе двигателя играют другие факторы: простота конструкции, малая масса и стоимость. В качестве топлива маршевых двигателей используются углеводородные топлива.