Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - 1957, H. 21 - Transportraketer till jordsatelliter, av Björn Bergqvist
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.
Om utströmningshastigheten ve vore lika för
alla steg finge man totala massförhållandet
Fig. 2. Idealiserad
farkostmodell med
stegcylindrar.
I fortsättningen förutsätts konstant massflöde
och konventionell steganordning i
pelararran-gemang (stegen efter varandra).
Man fastlägger alltså först en kombination av
nämnda huvudvariabler och därmed såväl
drivmedlens utströmningshastighet ve som
bränslets och oxidatorns (flytande drivmedel)
specifika vikter.
För en viss detaljberäkning väljs sedan
stegantal N, startvinkel 80, inre kretsbanradie J?j,
lastfaktorer vid brinnslut ncb och
massförhållandena re •ncb är den bantangentiella
accelerationen vid brinnslut mätt i multiplar av
grava-tionen vid jordytan. Massförhållandet re för en
delraket, fig. 2, måste uppfylla relationen
re = e (1)
Det definieras som förhållandet mellan
delraketens begynnelse- och slutvikter, dvs. med
fullt resp. tomt arbetande understa steg.
A Vk är tillskottet i behovshastigheten dvs. det
hastighetstillskott som delraketen ger
nyttolasten vid gravitations- och motståndsfri drivflykt
då utströmningshastigheten är ve och
massförhållandet re. A Vk blir större än det verkliga
tillskottet i bantangentiell hastighet emedan en
del energi går åt att övervinna gravitationen
och luftmotståndet.
rei ’ Tn • .. . /Vjv — c
= eVklVe (2)
Men utströmningshastigheten ve är mindre för
steg 1 (grundsteget) än för de övriga eftersom
dess raketmotorer arbetar med visst
luftmot-tryck och därför bör utföras med mindre
förhållande mellan utströmnings- och halsarea7.
Relationerna kan alltså ej uttryckas så enkelt
som ekv. (2) anger men ett första värde-på den
sammanlagda behovshastigheten v/c måste ändå
bestämmas ur preliminära banberäkningar.
Med givna värden på drivmedelprestanda samt
stegantal N, startvinkel S0, inre och yttre
kretsbanradie Ri och Ry, brinnslutaccelerationen
ncb och massförhållandet re utförs nu
beräkningar av uppfartsbanans olika delar1,8.
Viktoptimeringens huvudmetodik
Variablernas inflytande
Som tidigare antytts är en separat
banoptime-ring för minsta energiåtgång meningslös som
ett led i bestämning av den minsta vikten på
grund av samspelet mellan faktorerna bana—
drivmedel—struktur. Lastfaktorn ncb vid
brinnslut har mycket stort inflytande på
dimensioneringen av farkosten. Massförhållandena
måste uppfylla vissa konstruktiva villkor vid
minsta vikt. Uppfarten och inre kretsbanan
medför höga temperaturer som måste beaktas
vid farkostskalets utformning och därigenom
har-viss betydelse för vikten.
De faktorer som påverkar vikten väsentligt
mer än de påverkar banan måste beräknas för
lägsta vikt innan någon förbättrad
banberäk-ning utförs. Härigenom får man på snabbaste
sätt ett nära riktigt minsta värde på
viktuppoffringen Gt dvs. kvoten mellan startvikt och
nyttolast.
Av de fem huvudvariablerna Ru 80, N, ncb och
re har de två sista ett stort inflytande på
startvikten genom att de bestämmer masslasterna.
Inverkan av Ri och <50 på vikten är betydligt
mindre. Detta beror på att den enda väsentligt
konstruktionsbestämmande faktor som
påverkas av Ri och ö0 är temperatur- och
böj-spänningarna i skalväggen, vars tjocklek å
andra sidan nästan helt bestäms av dessa
variabler. Tryckspänningarna i skalet av
masskrafterna i farkostens längdled är nämligen
små vid det viktekonomiska utförandet.
Preliminära beräkningar för minsta vikt har
visat att för t.ex. nCb = 6 skalet väger 15—20 %
av hela farkostens tomvikt och kostar 10—
15 % av vad farkosten utan nyttolast kostar.
Såväl uppfartsbanans form som
behovshastigheten Vk påverkas starkt av Ri, 80, nCb och re.
Endast de två sista kommer därför i fråga vid
separat viktoptimering efter en första
banbe-räkning. Man önskar vidare bibehålla
behovshastigheten Vk som utgångsvärde för
dimensioneringen. Massförhållandet re bör alltså vara
den första variabel på vilken beräkningen av
TEKNISK TIDSKRIFT 1957 4 95
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
