АЭРОКОСМИЧЕСКАЯ ТЕХНИКА И ВЫСОКИЕ ТЕХНОЛОГИИ - 2003

О ПРИМЕНЕНИИ АМОРТИЗАЦИрННЫХ УСТРОЙСТВ В РСЗО

Вахрушев О.Ю., Домбровский И.В., Набоков Ф.В. Пермский государственный технический университет

<ОАО «Мотовилихинские заводы»

Внастоящее время развитие реактивных систем залпового (РСЗО) огня направлено на увеличение дальности и скорострельности стрельбы. Так же важнейшими характеристиками, определяющими эффективность стрельбы РСЗО, остаются параметры рассеивания и точности, которые определяются, как свойствами реактивного снаряда, так и во многом динамическими особенностями пусковой установки. Увеличение требуемой дальности приводит к увеличению калибра а, следовательно, и к увеличению силового воздействия струи газов на пусковую установку. Это, в свою очередь, приводит к большему колебанию пакета пусковых направляющих и к увеличению времени их затухания, снижая скорострельность. По техническим заданиям к проектированию современных реактивных систем залпового огня промежуток между сходами реактивных снарядов с направляющих составляет порядка двух секунд. В то время как у ранее разработанных систем, время полного затухания колебаний пакета направляющих до 4-10 секунд.

При пуске реактивного снаряда (PC) в режиме ускоренного проведения залпа, на каждый снаряд в момент схода налагаются возмущения, вызванные действием предыдущего схода PC и, в результате этого увеличиваются начальные возмущения.

Существуют методы уменьшения начальных возмущений. Например, стрельба “рваным темпом” Или придание пусковому пакету направляющих (ППН) упреждающего возмущения, которое должно быть в противофазе возмущениям от залпа гасить его. Но у этого способа есть свои недостатки:

Сложность устройства, так как требуется большое количество измерительной аппаратуры. Требуются привода большой мощности.

Система не учитывает колебаний, которые передаются от пускового пакета направляющих элементам конструкции РСЗО в целом.

Предлагается система, в которой уменьшения начальных возмущений выполняются путем уменьшение влияния перемещения направляющей на сход реактивного снаряда. Это достигается за счет добавления в схему классического РСЗО упруго демпфирующей связи, которая может быть представлена

ввиде амортизационных устройств. Это усложняет конструкцию, но наряду с этим, приводит к уменьшению нагрузок на все узлы боевой машины, так как силовое воздействие струи газов, передаваемое элементам конструкции, сейчас будет частично гаситься.

Влияние перемещения направляющей является по существу случайной функцией многих переменных. Вводя в конструкцию упругодемпфирующую связь, мы придаем направление перемещению направляющей и тем самым упрощаем модель. В модели перемещение направляющей производится в плоскости стрельбы, а векторы скоростей начальной и конечной точек направляющей находятся на одной прямой либо близки к этому.

Вдокладе даны оценки уменьшения начальных возмущений PC в случае перемещения пускового пакета направляющих в плоскости стрельбы и применения амортизационных устройств для уменьшения силы отдачи на боевой машине и возврата ППН в исходное положение к моменту последующего пуска снаряда.

ОЦЕНКА НАПРЯЖЁННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ ИЗДЕЛИЙ ПРИ НАЛИЧИИ ПОДВИЖНОЙ ЗОНЫ КОНТАКТА

Вишняков А.А*., Кочиева Н.М*\, Бульбович Р.В*, Ямалитдинова С.В ** *Пермский государственный технический университет,

4ФГУП «НИИ полимерных материалов», г. Пермь

Развитие ракетной техники зачастую приводит к созданию изделий, не скреплённых или частично скреплённых с корпусом. К их числу относятся противоградовые ракеты, отработка которых требует решения проблем достижения экологической чистоты, высокой эксплуатационной надёжности и т. д. Стремление сообщить ракете высокие лётные качества и одновременно обеспечить необходимую эффективность налагает ряд особых требований к конструкции. Наиболее простым решением являются

диапазона эксплуатации (Т =50 °С) происходит перекрытие зазора между бронировкой и корпусом. Расчётные напряжения при этом равны 2 кгс/см2, что значительно ниже предельных напряжений состава.

Наиболее опасной нагрузкой для изделия является совместное действие температуры и давления. В этом случае высокое давление р = 140 кгс/см2 вызывает большие перемещения и деформации, поэтому решение контактной задачи позволяет более точно определить их уровень и назначить требования к характеристикам состава.

Для вкладного изделия со скреплённым передним торцом наиболее опасным является совместное действие температуры и высоких продольных перегрузок, достигающих 100g. Появление зоны контакта возможно как по боковой поверхности, так и по свободному торцу. В процессе решения задачи установлено, что, например, при Т = 5 °С зона контакта протяжённостью 0.82Z, начинается на расстоянии 0.1L от заднего торца (L - длина изделия).

Прочностная отработка таких изделий связана с решением контактной задачи теории упругости численными методами. В МКЭ контактное взаимодействие реализуется через совмещающиеся узлы элементов, расположенных на границе контактирующих тел [1,2]. Для участков предполагаемого контакта проверяются граничные условия, сформулированные в форме нестрогих неравенств для нормальных напряжений и перемещений. В задаче с учётом трения условия для касательных напряжений записываются в виде

Ы £ -

Это позволяет учесть два возможных состояния для точек границы, находящихся в контакте - полное сцепление (неравенство) и проскальзывание (равенство). С учётом граничных условий, налагаемых на перемещения и узловые силы, для каждой пары узлов предполагаемой зоны контакта взаимодействующих тел минимизация потенциальной энергии в виде принципа Геррманна приводит к системе линейных уравнений. При реализации алгоритма решения контактной задачи для исследованных вариантов конструкции изделия - скреплённых с передней крышкой моноблока и комбинированного из двух частей - необходимая точность достигается в результате выполнения 17-20 итераций.

Описанный способ решения контактной задачи был использован для анализа НДС и оценки прочностной работоспособности изделий, скреплённых по переднему торцу, в т. ч. для варианта противоградовой ракеты “Алан” Это позволило более точно определить уровень напряжений, деформаций и сформулировать требования к физико-механическим характеристикам материалов.

Список литературы

1.Химмельблау Д. // Прикладное нелинейное программирование. М.: Наука,1966. - 707 с.

2.Барлам Д.М. //Решение контактной задачи теории упругости методом конечных элементов // Проблемы прочности, N4, 1983. - С. 39-43.

НОВЫЙ МЕТОД ОЦЕНКИ КОЭФФИЦИЕНТА ДИФФУЗИИ ПЕНЕТРАНТА В ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛАХ1

Волкова Е.Р. *, Денисюк Е.Я. **

*Институт технической химии Уральского отделения Российской академии наук

**Институт механики сплошных сред Уральского отделения Российской академии наук

Внастоящее время определенное понимание закономерностей протекания неравновесных процессов набухания полимерных сеток достигнуто только в предельных случаях очень малых и очень больших степеней набухания материала. Однако накопленный в последние годы экспериментальный материал позволяет утверждать, что процессы набухания эластомеров и полимерных гелей, как правило, сопровождаютя конечными деформациями материала, величина которых определяется качеством пенетранта и варьируется в широких пределах.

Традиционный метод определения коэффициентов диффузии растворителей в полимерах основан на обработке экспериментальных кинетических кривых набухания с помощью уравнения, описывающего асимптотическое поведение этих кривых на начальной или конечной стадиях процесса [1]. Предлагаемый метод расчета коэффициентов диффузии по экспериментальным кинетическим кривым набухания учитывает то обстоятельство, что форма кинетических кривых набухания полимерных сеток и их асимптотические свойства зависят от термодинамического качества пенетранта. Для анализа диффузионной кинетики набухания полимерных сеток в растворителях различного термодинамического качества использована математическая модель [2], описывающая неравновесный процесс набухания плоского образца эластомера, протекающий при конечных деформациях полимерной матрицы.

На основании проведенного анализа можно сделать важный практический вывод, касающийся методов исследования транспортных свойств полимерных сеток. Во-первых, определение коэффициента диффузии пенетранта D целесообразно проводить по конечному участку кинетической кривой набухания, представив ее в координатах (/; -ln(\-g)), которая описывается универсальным асимптотическим выражением

образца в равновесно набухшем состоянии.

Во-вторых, при определении коэффициента диффузии пенетранта в эластомерах необходимо учитывать его термодинамическое качество, поскольку от него существенно зависит фактор oti2 Значение параметра у, учитывающего термодинамическое качество пенетранта, определяется по формуле (2), используя экспериментальные значения объемной доли полимера в равновесно набухшем

3[z+^*(l - 2Х + 2ХФг) + 1]

Список литературы

1.Малкин А.Я., Чалых А.Е. Диффузия и вязкость полимеров. Методы измерения. М.: Химия, 1979.

2.Денисюк Е.Я., Терешатов В.В. //Высокомолек соед. А.2000. Т.42. №1. С.71.

1Работа выполнена при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (грант № 02-03-32845)