7. Расчет вад
Для работы пневматических РМ рабочим телом служит холодный или горячий газ, запас которого хранится в ВАДе или ПАДе, соответственно. В данном случае используется воздушный аккумулятор давления (ВАД).
Чтобы рассчитать размеры и массу источника рабочего тела необходимо знать объем РМ и давление, необходимое для поворота рулей.
Тогда секундно-массовый расход воздуха, расходуемый всеми рулевыми машинками:
,
где: n – число РМ (n = 4);
ν – частота выброса газа в РМ (ν =100);
– масса воздуха
одного полного объема РМ, которая
определяется из уравнения состояния
идеального газа:
,
где:
– объем РМ.
определяется как площадь сектора, тогда:
– давление газа
в РМ (
);
R – универсальная газовая постоянная (R=286,7 Дж/кг·К);
Т – температура окружающей среды (Тmax = 323K, Tmin = 223K).
Массовый запас воздуха:
,
t
– время управляемого полета (t
= 17c).
Тогда объемный запас воздуха равен:
,
где
– давление в ВАД
(
).
Внутренний радиус сферического ВАД-а определяется по формуле, исходя из его объема:
;
Тогда зная предел прочности материала баллона можно рассчитать толщину стенки сферы:
где:
предел прочности материала баллона,
для стали ВП-25
.
коэффициент запаса
(
=1,45).
– давление в ВАД ( ).
внутренний радиус
сферического ВАД-а.
Из технологических соображений принимаем δ = 0,003 м.
Массу конструкции можно определить по формуле:
где:
плотность материала баллона.
Полная масса ВАД равна:
массовый запас
воздуха;
масса конструкции;
;
Наружный диаметр ВАД-а равна:
где внутренний радиус сферического ВАД-а.
δ толщина стенки сферического ВАД-а.
8. Расчет пружины в редукторе давления.
1. 
где
наибольшая внешняя нагрузка;
– давление в ВАД ( );
площадь
(с диаметром
)
проходного сечения, идущая от пружины
к ВАД-у;
;
– давление газа в РМ ( );
площадь
(с диаметром
)
проходного сечения, идущая от пружины
к РМ;
Осевое перемещение (ход) пружины δ принимаем равным 1 мм.
2. Из условия прочности определяем диаметр проволоки:
;
С индекс пружины (задаемся С=5);
k коэффициент, учитывающий кривизну и форму сечения;
наибольшая внешняя
нагрузка;
допускаемое
касательное напряжение (
)
;
3. Необходимое число витков определяем по заданному перемещению δ.
;
где наибольшая внешняя нагрузка;
предварительная
натяжка (нагрузка):
коэффициент осевой
податливости витка:
где С индекс пружины (задаемся С=5);
d
диаметр проволоки вd
=
;
модуль сдвига:
(
модудь упругости);
Теперь мы можем определить необходимое число рабочих витков:
4. Полное число витков с дополнительными витками для образования опорных поверхностей:
5. Шаг пружины сжатия в ненагруженном состоянии определяется в зависимости от ее осевого перемещения под нагрузкой:
где
диаметр проволоки;
число рабочих
витков;
осевое перемещение;
;
6. Полная длинна ненагруженной пружины:
где число рабочих витков;
диаметр проволоки;
шаг пружины
сжатия в ненагруженном состоянии;
длинна пружины,
сжатой до соприкосновения соседних
рабочих витков:
где
полное число витков;
Тогда полная длинна
ненагруженной пружины
будет:
