Введение к работе
Актуальность проблемы. Одна из особенностей лсг<лельных аппаратов (Л А) с большими массами топлива и жидкостным ракетным двигателем (ЖРД) состоит в высокой вероятности возникновения общеконструкционной упругой динамической неустойчивости на активном участке полега (яазенне ЛОГО). Общепризнано, что данное явление присуще Л А такого типа и его анализом необходимо заниматься с самых ранних этапов их разработки.
В современных условиях возникает настоятельная неосхо^ишость совершенствования существующих подходов к проблеме ПОГО. Во-перзы.ч, большинство известных мето;шк разработано для многоступснчаті.іх аппаратов одноразового использования, дзя анализа которых, как правило, использовались сравнілельно простіле модели с небольшим чисюм степенен свободы, и допущения, положенные в их основу, представляются не всегда корректными применительно к современным аэрокосмическим системам (АКС). Во-вторых, в известных методиках не всегда достаточно подробно обсуждается постановочная часть задачи (обоснование выбора типа и точности математических моделей элементов, с обенностей синтеза динамической схемы явления и собственно анализа устойчивости), что затрудняет их применение при исследовании устойчивости ЛА с иной структурой и элементной базой, то есть с другими компоновкой, конфигурацией магистралей компонентов топлива, новыми типами двигательной установки СДУ), модифицированной системой управления вектором тяги и тд. В-третьих, в известных методиках недостаточно освещены вопросы методического отслеживания процесса разработки Л А, что весьма важно во шбежаїгие пояаления -необратимых їсти трудноустранимых конструктивных решений, негативных сточки зрения ПОГО.
Цель работы. Разработка методики, ориентирован; эй на
исследование упругой динамической устойчивости ЛА с ЖРД, в том
числе АКС с учетом их конструктивных особенностей и более жестких
требований к точности расчета. _
Достоверность научных положений и выводов, содержащихся в работе, определяс ся применением общих законов механики, использованием общепринятой концепции исследования устойчивости, а также сравнением данных расчетов с результатами, полученными другими специалистами в области иследования ПОГО.
Научная новизна.
- методика разделена на 3 уровня сложности, причем каждый
уровень в смысле рсшас.ммх .тадач. количества и качества информации а
ЛА привязан к определенному тгапу его разработки, изготовления,
испытании и летной эксплуатации:
на наиболее сложном уровне методики ставится вопрос исследования устойчивости (то есть выявления всевозможных, механизмов неустоіічивосги) во всем частотном диапазоне ПОГО;
обсуждены допросы корректности представдени" моделей элеметов аппарата я синтеза расчетной схемы:
- математические модели элементов аппарат модифицированы с
целью обеспечить симметрию при формировании характерисгической
матрицы и удоапетворитъ требованиям к анализу устойчивости во всем
частотном диапазоне ПОГО;
- предложен простой метод оценки погрешности упрошенного
представления корпуса на ранних этапах проектирования н изготовления
ЛА.
Пр;<ктическое значение. Результаты работы использовались в расчетной практике НИИ и рекомендациях КБ. На защиту выноси гея:
- трехступенчатая схема анализа упругой динамической
устойчивости азрокосміїческіи систем;
- модификация критерия Михайлова с обходом замкнутой области
в комплексной плоскости характеристической переменной:
- учет эффекта динамического истечения жидкости .из баков в
матгмати ческой модели корпуса;
- математическая модель упругих колебаний конструкции
трубопровода;
- представление элементов передаточной матрицы ЖРД функциями
комплексного переменного с полюсами, попадающими в частотный
диапазон ПОГО, и с существенно особой точкой на бесконечности;
- критерии оценки погрешности однотонового представленій
корпуса на ранних этапах проектирования и изготоатения ЛА.
Апробация работы. Результаты работы докладывались:
-
на VI и VII Всесоюзных межведомственных симпозиумах по колебаниям упругих конструкций с жидкостью (г.Новосибирск, 1988, 1991г);
-
семішаре в НИИ тепловых прооцессов (г.Москва, 1990);
3) на VJ Всесоюзном межведомтвенном совещании
"Навигационные автоколебания и динамика падравлических систем"
(г.Днепропетроаск, 1990г).
Публикации. По теме диссертации опубликовано три нечатых работы.
Объем работы. Диссертационная работа об.лнм обьемом п і 78 страниц включает введение, 3 главы, заключение, библиографию 154 наименования, приложения. Работу иллюстрируют 4.5 рисунков.