Топливные баки. Назначение, основные требования, задачи проектирования

Назначение:

- размещение основного топлива;

- вспомогательного топлива;

- газообразного рабочего тела.

Нагруженные ТБ (20 –30% от сухой массы ЛА) и разгруженные ТБ.

Несущие ТБ и не несущие ТБ (удобная компоновка и теплоизоляция).

Основные требования к ТБ:

- Минимальная масса.

- Механическая прочность.

- Малая плотность и высокая прочность материалов баков.

- Технологичность изготовления и сборки.

- Удобная заправка КТ.

- Устойчивость против коррозии.

- Надежный забор топлива и минимальные остатки незабора.

- Минимальность перемещения центра масс.

- Хорошо задемпфированные.

- Низкая стоимость изготовления.

Задачи проектирования:

- определить объем баков;

- выбрать форму;

- выбрать компоновку баков на ракете;

- определить и рассчитать состав арматуры и трубопроводов;

- выбрать тип насадки для наддува;

- выбрать тип заборного устройства;

- определить весовые характеристики ТБ.

Расположение баков на ракете и их форма.

- Раздельное (последовательное и параллельное).

- Объединенное.

- Концентрическое.

Цилиндрические и сферические баки. Нагруженные баки лучше брать сферической формы. Сферические баки применяют для:

- ДУ малой тяги с вытеснительной системой подачи;

- ДУ большой тяги, когда выигрыш в массе за счет формы большой;

- для криогенных топлив.

Недостатки:

- неполное использование объема ракеты;

- поперечные размеры ракеты со сферическим баком очень большие.

Арматура ТБ.

В ее состав входит:

- Устройство для забора топлива.

- Демпферы (продольные, поперечные).

- Система контроля уровня.

- Датчики системы СОП.

- Заправочно-сливные и дренажно-предохранительные клапаны.

- Устройство ввода газа наддува.

- Реле давления.

Расчет объемов ТБ.

Он включает:

- объем КТ;

- внутренние конструктивные элементы;

- газовая подушка.

Рабочий запас топлива, гарантийный запас, неиспользуемое топливо.

Газовая подушка (1 –5 % от всего объема) необходима для:

- компенсация теплового расширения топлива;

- требуемое давление в баке при запуске Д.

- ошибки заправки топлива;

- для размещения устройств наддува, дренажных и т.д.