1. Определение толщины наружной оболочки цилиндрической части камеры

Толщина наружной оболочки цилиндрической части камеры определяется для номинального режима работы двигателя без учета краевого эффекта по безмоментной теории прочности. Внутренняя оболочка работает в области пластических деформаций, т.к. ее температура значительно выше, чем у наружной. Поэтому ее деформации стесняются наружной оболочкой.

В целях упрощения расчета считается, что внутренняя и наружная оболочки равномерно нагреты по толщине до температуры охладителя связи между оболочками считаются абсолютно жесткими. Это позволяет рассматривать двухстенную оболочку как одностенную двухслойную.

Толщина наружной стенки определяется из выражения

где – коэффициент запаса прочности;

– предел прочности материала наружной оболочки, для стали при температуре

– погонные силы (отнесенные к единице длины) в меридиальном и окружном направлениях соответственно;

– толщина внутренней стенки;

– нагрузки, передаваемые от внутренней оболочки к наружной.

Для материала внутренней стенки БрХ-08 при температуре

Тогда толщина наружной стенки равна

2. Расчет наружного сферического днища

Сферическое днище имеет меньший вес и длину, чем газовод. Кроме того, большой объем между сферическим и огневым днищами исключает необходимость применения перфорированной решетки для выравнивания давления перед форсунками.

Наружное днище рассчитывается как тонкостенная оболочка вращения, нагруженная внутренним давлением. Меридиональные и окружные напряжения по толщине днища неизменны и равны причем . Следовательно, днище рассчитывается по безмоментной теории.

В месте крепления днища к силовому кольцу имеют место изгибающие напряжения в материале сварного шва, для уменьшения которых толщина силового кольца в указанной зоне принимается равной толщине сферического днища. Для этого же силовое кольцо и днище выполняются из пластического материала .

Толщина сферического днища определяется из выражения

где – коэффициент запаса прочности днища;

– наружный радиус сферического днища, который равен

( – внутренний радиус камеры сгорания, – толщина внутренней стенки, – высота оребрения, – толщина наружной стенки);

– давление газов на внутреннюю поверхность сферического днища

– предел прочности материала сферического днища.

Для материала , при температуре

Тогда толщина сферического днища равна

3. Расчет среднего и внутреннего («огневого») днищ

Внутреннее днище испытывает нагрузку от перепада давления, равную

Через припой и форсунки она передаётся на среднее днище. Эта нагрузка в паяных соединениях вызывает напряжения среза и изгибные напряжения в днищах. Ширина паяных соединений в местах крепления форсунок может быть определена без учета крепления внутреннего днища к силовому кольцу по формуле

где – радиус камеры сгорания;

– радиус форсунки;

– количество форсунок;

– перепад давления на форсунках;

– коэффициент запаса прочности припоя;

– допустимые касательные напряжения для марки припоя Г70НХ при .

Тогда ширина паяных соединений равна

Толщина среднего днища без учета связи с внутренним днищем определяется из выражения

где – коэффициент запаса прочности среднего днища;

– предел прочности материала среднего днища.

Для материала Х17Н5М3 при температуре

Тогда толщина среднего днища равна

Толщина внутреннего днища принимается равной толщине среднего днища

В настоящее время среднее днище, как правило, выполняется сферически, что обеспечивает его повышенные прочностные характеристики и исключает необходимость его жесткой связи с наружным сферическим днищем.