Цели и задачи проекта

•    Расчет прочности криогенного топливного бака из композитных материалов под воздействием механических и тепловых нагрузок,
•    Оптимизация массы композитного топливного бака,
•    Исследование различных конструкций сухих отсеков.

Процесс исследования

Перспективным направлением в современной ракетной технике является использование криогенных топливных баков ракет-носителей, изготовленных из полимерных композиционных материалов. Бак является частью ступени ракеты-носителя и наряду с емкостью для топлива является силовым элементом. В процессе запуска ракеты бак испытывает осевую сжимающую нагрузку, а также тепловое напряженно-деформированное состояние, обусловленное наличием в нем сжиженного топлива, имеющего криогенную температуру. Материал, из которого изготавливается бак, должен сохранять прочность при охлаждении до температуры топлива. В работе рассматривается прототип криогенного топливного бака легкой ракеты, изготовленный из термостойких полимерных композиционных материалов. В ходе работы было выполнено численное моделирование напряженно-деформированного состояния бака под воздействием механических и тепловых нагрузок, а также выполнен расчет конструкции на прочность. По итогам расчета проведена весовая оптимизация конструкции. Исследованы различные конструкции сухих отсеков криогенного топливного бака. Показано, что сухой отсек сэндвичной конструкции обладает рядом преимуществ по сравнению с другими возможными схемами.