Билет №6

1.Учёт влияния упругих явлений в ЛА и рулевой проводке на динамику системы угловой стабилизации.

Современные ЛА как правило, имеют тонкостенную конструкцию и малый диаметр, жесткость их становится конечной, вследствие чего под действием различных возмущений они совершают изгибные или упругие колебания. Эти колебания имеют сложную форму как в пространстве, так и во времени. Для изучения упругих колебаний форму упругой линии обычно проектируют на две плоскости, т.к. у БР и РН жесткость в различных направлениях примерно одинакова, то эту форму мы спроектируем только на одну плоскость.

О* – в носовой части ЛА. АА – сечение корпуса ЛА (до 50 сечений ).

 - угол поворота сечения.

Х* – обычно измеряют не в единицах длины, а в номерах сечения. Сложная форма линии представляется в виде простейших форм , причем эти формы различаются по частотам упругих колебаний. Аналогия – разложение Фурье для нестационарного случая.

Частоты гармоник получаются несколько некратными.

Гармоники часто называют тонами.

Закономерность : с ростом номера тона растет его частота и уменьшается амплитуда.

Пример: (6-13) Гц - 1 тон

(13-28) Гц - 2 тон

Упругие колебания в каком-либо сечении можно характеризовать линейным отклонением у* или углом поворота сечения .

На угловой поворот сечения реагируют гироприборы (можно завышать или занижать показания )

Дифференциальное уравнение упругих колебаний может быть записано как относительно у*, так и относительно  и  между Х1 и касательной в точке сечения. Уравнение упругих колебаний будет уравнением второго порядка. Упругие колебания рассматриваются как колебания упругой балки свободным концом.

Расчет частот и формы упругих колебаний осуществляются на ЭВМ на основе энергетического метода Рэлея и метода матричных итераций (метода последовательных применений). Определяется экспериментально на основе реальных конструкций.

Выпишем уравнение упругих колебаний:

Основное допущение : причина возникновения или исчезновения упругих колебаний - отклонение рулевых органов.

1) – коэффициент демпфирования.

Он зависит от коэффициента вязкого трения в конструкции. Более точно его значение находится из эксперимента. Характеризуется потерей энергии в конструкции при ее колебаниях, чем больше частота упругих колебаний, тем больше коэффициент вязкости.

2) = 2ук – коэффициент упругих колебаний.

Коэффициент зависит от длины ЛА, чем выше длина, тем меньше частота упругих колебаний, от массы (чем больше масса, тем меньше частота); от жесткости (чем больше жесткость, тем больше частота).

В полете частота растет из-за уменьшения массы и происходят некоторые изменения с жесткостью.

3) – коэффициент эффективности рулевых органов по упругим колебаниям.

Верхний знак (+) - для неустойчивого тона упругих колебаний. Для 1 тона этому соответствует расположение гироприборов в носовой части ЛА.

Нижний знак (-) - для устойчивого тона. Для 1 тона - расположение гироприборов в хвостовой части.

зависит от:

- жесткости корпуса

- от характеристик рулевых органов.

В техническом описании значение этих коэффициентов обычно приводят для места расположения гироприборов. Коэффициенты зависят от номера сечения.

Обычно упругие колебания приводят к нежелательным явлениям:

1. Появляются дополнительные механические напряжения. Их надо учитывать при расчете корпуса на прочность. Существуют недопустимые значения у*, или .

у* = 3 см ;  10 - 12` ` – для жидкостных

 = 6 – для РДТТ

2. В момент выключения двигателя появляются поперечные составляющие скорости, что приводит к ошибкам по дальности и

боковому отклонению. Стараются двигатель отключать, когда нет упругих колебаний.

3. На основной полезный сигнал накладывается сигнал упругих колебаний, а т.к. система нелинейная, то проявляется эффект вибрационной линеаризации, следовательно изменяются коэффициенты передачи по полезному сигналу и рабочей точке может оказаться за пределами устойчивости.

4. Ухудшается работа некоторых приборов (в частности гироприборов). Гироскоп начинает работать на вибрирующем основании и тем самым понижается точность работы (эффект Магнуса-Капицы).

5. Относится к пилотируемому полёту. На космонавта действуют дополнительные перегрузки, действующие на психофизическое состояние космонавта.