Сокульський Олег Євгенович. Методика оцінки впливу коливань рідкого палива на динамічні властивості авіаційно-космічної системи з урахуванням характеристик демпферів коливань

brief description

Сокульський Олег Євгенович. Методика оцінки впливу коливань рідкого палива на динамічні властивості авіаційно-космічної системи з урахуванням характеристик демпферів коливань : дис... канд. техн. наук: 05.07.09 / Національний авіаційний ун- т. - К., 2005

Сокульський О.Є. Методика оцінки впливу коливань рідкого палива на динамічні властивості авіаційнокосмічної системи з урахуванням характеристик демпферів коливань. Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидат технічних наук за спеціальністю 05.07.09 динаміка, балістика і керування рухом літальних апаратів. Національний авіаційний університет, Київ, 2005.
Дисертація присвячена питанням дослідження коливань рідкого палива в баках авіаційнокосмічних систем.
У дисертації розроблений науковометодичний апарат оцінки впливу рідкого палива на динаміку польоту авіаційнокосмічної системи. Він складається з математичної моделі динаміки руху ракетиносія авіаційнокосмічної системи з урахуванням коливань рідкого палива, його витікання, інтегральних характеристик в'язкості, наявності демпферів коливань і методики визначення характеристик демпферів у паливних баках ракетиносія авіаційнокосмічної системи.
Здійснено математичне моделювання силового і моментного відгуку рідкого палива при польоті першого та другого ступенів перспективного авіаційнокосмічного ракетного комплексу «Світязь1».

У дисертації приведено теоретичне узагальнення і нове рішення актуальної наукової задачі розробки науковометодичного апарату оцінки впливу рідкого палива на динаміку польоту авіаційнокосмічної системи з урахуванням характеристик демпферів коливань, що має істотне значення для проектування авіаційнокосмічних систем.
Основні наукові і практичні результати роботи:
1. Рухливість рідкого палива в паливних баках є важливим чинником, що впливає на динамічні властивості авіаційнокосмічних систем і визначає її керованість при реалізації програмного руху. Застосування демпфуючих пристроїв з метою зниження впливу рухливості палива робить актуальною наукову задачу з оцінки впливу коливань рідкого палива на динамічні властивості ракетиносія авіаційнокосмічної системи з урахуванням характеристик демпферів коливань.
2. Одержаний у ході роботи науковометодичний апарат, що складається з математичної моделі динаміки руху ракетиносія авіаційнокосмічної системи з урахуванням коливань рідкого палива, його закінчення, інтегральних характеристик в'язкості, наявності демпферів коливань і методики визначення характеристик демпферів в паливних баках ракетиносія авіаційнокосмічної системи дає можливість розв’язати важливу прикладну задачу з підвищення достовірності чисельних результатів, одержаних математично моделюючи фізичні процеси пов'язані з коливанням рідкого палива в паливних баках ракетиносія авіаційнокосмічної системи.
3. Модифікована нелінійна математична модель коливань рідкого заповнювача в жорстких резервуарах у вигляді співвісних циліндрів І.О. Луковського. Вперше для даного методу враховано виток рідини, її інтегральні характеристики в'язкості і наявність жорстких демпферів коливань у вигляді радіальних і кільцевих ребер за методикою Г.Н. Мікішева.
4. Одержана математична модель динаміки руху ракетиносія авіаційнокосмічної системи з урахуванням коливань рідкого палива, його витоку, інтегральних характеристик в'язкості і наявності демпферів коливань, зручна для реалізації на ЕОМ на стадії розрахунковоконструкторських робіт при проектуванні авіаційнокосмічних систем.
5. Розроблена методика визначення характеристик демпфуючих пристроїв в паливних баках авіаційнокосмічних систем, яка дозволяє обрати геометричні параметри жорстких демпферів коливань необхідні для забезпечення потрібного коефіцієнта демпфування.
6. В результаті математичного моделювання динаміки польоту І і ІІ ступенів перспективного авіаційнокосмічного ракетного комплексу «Світязь1» встановлено:
1) для польоту I ступеня: максимальний внесок у подовжній рух авіаційнокосмічного ракетного комплексу рідке паливо дає у період з 70 с до 100 с (0,1 0,13 м/с2), поперечний з 30 с до 50 с (0,9 0,92 м/с2) і кутовий з 50 с до 100 с (1 1,1 1/с2);
2) для польоту II ступеня: максимальний внесок у подовжній рух авіаційнокосмічного ракетного комплексу рідке паливо дає у період з 0 с до 60 с (0 1,2 м/с2), поперечний з 60 с до 100 с (1,7 2 м/с2) і кутовий з 100 с до 140 с (3,25 3,7 1/с2).
7. Достовірність теоретичних положень і висновків дисертації підтверджується використанням апробованої нелінійної математичної моделі дослідження динаміки жорстких тіл, що мають порожнини з рідиною, на класі задач про поступальний рух, контролем законів збереження енергії і симетрії при математичному моделюванні і узгодженням отриманих результатів з якісними характеристиками окремих досліджень.
Рис. 5. Силові і моментний відгуки бака окислювача І ступеня
Рис. 6. Силові і моментний відгуки бака пального І ступеня
Рис. 7. Сумарний силові і моментний відгуки І ступеня
Рис. 8. Лінійні і кутове прискорення І ступеня, що викликані коливанням рідини
Рис. 9. Силові і моментний відгуки бака окислювача ІІ ступеня
Рис. 10. Силові і моментний відгуки бака пального ІІ ступеня
Рис. 11. Сумарний силові і моментний відгуки ІІ ступеня
Рис. 12. Лінійні і кутове прискорення ІІ ступеня, що викликані коливанням рідини