CC BY
27
3. Применение регулируемых приводов Фойт для надежной и долговечной эксплуатации компрессорных установок и сервисная служба в России [Текст] // Совещание главных механиков нефтеперерабатывающих и нефтехимических предприятий России и стран СНГ, 2009. Н.Н. Кончаков, М. Рихтер.
4. Костенко, Д.А. Регулируемые приводы: возможности, затраты, эффективность [Текст] / Д.А. Костенко, В.Б. Иванов // ТЭК.
- 2008. - №4. - С.30-33.
5. Ситас, В.И. Применение регулируемых гидромуфт для уменьшения расхода электроэнергии на собственные нужды электростанций [Текст] / В.И. Ситас, А. Пёшк, Р.М. Фаткуллин // Электрические станции. - 2003. - №2. - С.61 - 65.
6. Туркин, А.Н. Гидромуфты питательных насосов тепловых электростанций [Текст] / А.Н. Туркин. - М.: Энергия, 1974. - 232 с.
7. Рихтер, М. Регулируемые приводы УокЬ в электростанциях комбинированного типа и магистральных газопроводах [Текст] / М. Рихтер, В.Б. Иванов, В.И. Ситас // Восточно-Европейский журнал передовых технологий. - 2010. - 3/3 (45). - С. 57-59.
8. Ситас, В.И. Гидромуфта Фойт - конкурентоспособный регулируемый привод для энергетики [Текст] / В.И. Ситас, А. Пёшк, М. Рихтер // Энергетик. - 2005. - №2. - С. 45.
9. Фаткуллин, Р.М. Об экономической эффективности применения регулируемого привода на питательных насосах ТЭЦ с поперечными связями [Текст] / Р.М. Фаткуллин, О.В. Зайченко, В.Э. Кремер // Энергетик. - 2004. - №4. - С. 9-11.
10. Фардиев И.Ш. О целесообразности и опыте применения гидромуфт на вспомогательном оборудовании ТЭС с поперечными связями [Текст] / И.Ш. Фардиев, А.А. Салихов, Р.М. Фаткуллин // Энергетик. - 2004. - №5. - С. 15-18.
------------------□ □----------------------
Вивчається природа появи додаткового зсуву нуля інтегруючого гіроскопа при льотній експлуатації. Зазначено, що вже в першому наближенні можна оцінити ступінь впливу антисиме-тричної складової проникаючого акустичного випромінювання в умовах гіперзвукового польоту на показання інерціальних сенсорів в поплавковому виконанні
Ключові слова: інтегруючий гіроскоп, дрейф нуля, осенесиметрична деформація підвісу, синхронна хитавиця, асинхронна хитавиця
□---------------------------------□
Изучается природа появления дополнительного сдвига нуля интегрирующего гироскопа при летной эксплуатации. Показано, что уже в первом приближении можно оценить степень влияния антисимметричной составляющей проникающего акустического излучения в условиях гиперзвукового полета на показания инерциаль-ных сенсоров в поплавковом исполнении
Ключевые слова: интегрирующий гироскоп, дрейф нуля, осенесимметричная деформация подвеса, синхронная качка, асинхронная качка ------------------□ □----------------------
1. Введение
Исследования относятся к области прикладной механики и посвящены изучению воздействия мощной ^волны гиперзвукового полета на упругие конструкции поплавкового подвеса двухстепенного гироскопа. Гиперзвуковые технологии прочно входят в авиацию и ракетостроение.
Вместе с тем, сверхжесткие условия требуют критического пересмотра технических реализаций командно-измерительного комплекса летательных аппаратов.
УДК 629.7.054
ДРЕЙФ НУЛЯ ИНТЕГРИРУЮЩЕГО ГИРОСКОПА ПРИ ОСЕНЕСИММЕТРИЧНОЙ ДЕФОРМАЦИИ ПОДВЕСА
В. В. Карачун
Доктор технических наук, профессор* В.Н. Мельник
Доктор технических наук, профессор, заведующий
кафедрой*
*Кафедра биотехники и инженерии Национальный технический университет Украины «Киевский политехнический институт» пр. Победы, 37, г. Киев, Украина, 03056 E-mail: karachun11@i.ua
Это в равной степени относится к транспортным ракетам (например «Falkon 9 Heavy»), сверхзвуковым крылатым ракетам на базе ГПВРД, гиперзвуковому оружию, баллистическим ракетам, а также беспилотным летательным аппаратам (БПЛА).
2. Анализ состояния проблемы и постановка задачи исследований
При боевом дежурстве выполнение запроса на огневую поддержку гиперзвуковые аппараты проводят
в соответствии с Полетным заданием, что неизбежно предполагает многократное преодоления звукового барьера и порожденное этой необходимостью формирование мощной ^волны [1, 2]. В частности, беспилотники находятся в воздухе намного дольше, чем любой пилотируемый самолет, и за один только вылет могут поразить больше целей, чем, например, А-10С [3, 4].
Это особенно важно в случае асимметричной волны.
Кроме ударной волны, экстремальным внешним фактором гиперзвуковых технологий следует считать высокую температуру - около 2000°С.
Эти два фактора - ударная звуковая волна и сверхвысокая температура - существенно ухудшают технические характеристики, например, поплавковых модификаций инерциальных сенсоров автономного позиционирования ЛА [5-8].
С учетом того, что поплавки нашли широкое применение не только как пилотажные, но и как навигационные приборы, глубокий анализ их свойств в условиях гиперзвукового полета требует незамедлительного и углубленного исследования
[9, 10].
3. Систематический дрейф нуля интегрирующего гироскопа в полетных условиях
Уравнение первого приближения можно записать в виде [3]:
H
Pi + 2hPi = в “iy -Oiz-
H/ a
—(O'a
B'
-------Irn +rn -rn | +
V i 2
)+(»Wi
-’•4 a a a y-. a
- CO - CO - CO
w2 pi p2
Или так:
H
Pi + 2hPi = — ф-¥|f-B
H
B
-----(rna + rna-rna ) + |cOa -cOa -cOa -cOa
" \ i 2 3 / \ wi w2 pi p2
(l^l ) - 2 V[C1pe+MqQ21 - Q51 - Q71 )-p¥qQ31 ]X
' ' синхр. 2
_1
x[(v_rn1 )2 + 4h2(v_rn1)2J 2cos[(v_rn1)t_e1 ] +
1 (3) + 2 v[c1pe +рф (qQ21 _ Q51 _ Q71 )-p¥qQ31 JX _1
x[(v + rn1 )2 + 4h2 (v + rn1)2 J 2 cos [(v + rn1) t + 28_e2 ],
H
ГДе Ci = BQii + Q4i- Q6i'
Второе слагаемое пополняет спектр периодических составляющих выходного сигнала. Первое слагаемое при частотах акустического излучения
rni = v + kn, k = 0, i, 2, ...
формирует постоянные составляющие, которые очерчивают систематический дрейф нуля подвижной части.
Асинхронная качка ЛА:
0(t) = pe sin (vit + Se); v(t)=p¥ sin (V2t+s¥);
Oiy =v3pp C0s (V3t + Sp).
Частное решение уравнения (2) имеет вид:
(i) (ва) =V ре (—qQn+Q« - Q«)x
' / асинхр. 2
x[(vi- ffli)2 + 4Ь2 (Vi - <Bi)2] 2 cos[(■Vi- Ю1)t + Se-e3] +
+ “2pe(-qQii + Q4i - Q6i) x
(2)
x [('Vi+ <Bi )2+ 4h2(v4+ “ )2 ] 2cos [(v4+ ) t + Se- e4 ] -
-yp¥qQ3i[(v2-“i)2+4h(V2-“i)2]2 x
Последние два слагаемых в правой части отображают природу акустического импеданса поплавкового подвеса и дают возможность оценить величину дополнительного дрейфа нуля подвижной части в акустическом поле.
Синхронная качка ЛА:
e(t) = pe sin(v t + 8 );
V(t) = p¥ sin(v t + 8 );
“iy = v ppcos(vt +8 ).
Частное решение уравнения (2), определяющее влияние акустического излучения в виде осенесимметричной деформации подвеса, имеет вид:
X cos [(V2-“i)t + §¥ -Ё5 ]-
(4)
“ p¥qQ31 [(V2 + “1 )2 + 4h2 (V2 + “1 )2 ] 2 X X cos [(v2 + “1) t + §¥ -e6 ] +
+ “23 p9(qQ21- Q51- Q71)X
X[(v3- “1 )2+ 4h2 (v3- “1 )2 ] 2c0S [(v3- “1)t + V £7] +
+ “23 рф (qQ21 - Q51 - Q71 )x
X[(v3 + “1 )2 + 4h2 (v3 + “1)2] 2 C0s[(v3 + “1)t + 8Ф - e8].
Как видно, не только при синхронной, но и при асинхронной качке фюзеляжа имеют место систематические составляющие.
Они наблюдаются, когда
).
ю1 = у1 + ^1я; ю1 = у2 + ^1я;
ю1 = у3 + ^1я, 1Х = 0,1,2, ... ,
т.е. происходит избирательность частот проникающего акустического излучения угловым движением корпуса аппарата вокруг трех осей.
Итак, первое, третье и пятое слагаемые в выражении (4) вносят каждый свою долю в систематический дрейф нуля. Второе, четвертое и шестое - пополняют спектр периодических составляющих.
Систематический дрейф нуля интегрирующего гироскопа будет определяться формулой ®=£«>, где ^ - правая часть выражений (3) и (4).
Таким образом, систематический дрейф нуля прибора под действием проникающего акустического излучения будет следующим: синхронная качка
(в 1 )синхр. = ( 4Ъ у[С1ре +рф (чЙ21- Й51- 0.л)- р¥ЧЙз1 ] х
х^(у-ю4)2 + 4Ь2(V — го1 )2] 2msе^, (5)
ю1 = V + кп, к = 0,1,2, ..
асинхронная качка
(Iе 1 ) асинхр =4^(V1 p0(-qQ11+ Q41 Q61) Х
_1
Х [(V1- Ю1 )2+ 4h2 (V1- ^1 )2 ] 2cos (Se- е3)_
_1
-V2P¥qQ31 [(V2 _Ю1 )2 + 4Ь2 (V2 _®1)2 ] 2c0S (S¥_e5 )+ (6) +V3p<p (qQ21 _ Q51 _ Q71) Х
Х [(V3 _ Ю1 )2 + 4Ь2 (V3 _ Ю1 )2 ] 2 cos (S9 _ £7 )j.
Символ ( ) означает осреднение по времени, т.е.
1 т
f=Ts т Jf (t) dt.
т л
4. Выводы
Таким образом, учет в уравнениях движения поплавкового подвеса Эйлеровых сил инерции при импедансом состоянии поверхности дает возможность установить условия появления систематического дрейфа выходного сигнала при синхронной и асинхронной качке фюзеляжа в режиме гиперзвукового полета.
Литература
1. Ягодкин, В.В. Гироскопические приборы баллистических ракет [Текст]: моногр. / В.В. Ягодкин, Г.А. Хлебников. -М.: Воениз-
дат, 1967. -З16с. - Библиогр.: с.З1З-З1З.
З. Феодосьев, В.И. Введение в ракетную технику [Текст]: уч. пособ. /В.И Феодосьев, Г.Б. Синярев. - М.: Оборониз, 1969.- 506 с. Библиогр.: с. 501.
3. Karachun, V.V. Influence of Diffraction Effects on the Inertial Sensors of a Gyroscopically Stabilized Platform: Three -Dimensional Problem [Текст] /V.V. Karachun, V.N. Mel’nick // International Applied Mechanics. - З01З.- T.48(4) p. 458-464.
4. Mel’nick, V.N. Compensation of influence of day’s movementof the Earth [Текст]: V.N. Mel’nick, V.V. Karachun // Materialy VII
Mezinarodni vedecko-practika conference «Veda a VZNIK - 2010/2011» Praha: - З011. Str. 9-1З.
5. Сломянский, Г.А. Поплавковые гироскопы и их применение [Текст]: моногр./ Г. А. Сломянський, Ю.М. Прядилов. -М.: Оборониз, 1958. - З44с. Библиогр.: З41-З4З.
6. Фертрегт, М. Основы космонавтики [Текст]: моногр./ пер. с англ.. - М.: Просвещение, 1969. - З01 с.
7. Karachun, V.V. The results of experimental research of gyroin float performance [Текст] / V.V. Karachun, V.N. Mel’nick // Materialy VII Miedzinarodowej Naukovi-Praktyccznej Konferencji «Aktualne problemy Nowoczesnych Nauk^ii» Praha: - З011.- З7 Str. З4-З8.
8. Mel’nick, V.N. The loss of sound waves [Текст]: моногр. / V.N. Mel’nick, M.S. Trivailo,V.V. Karachun Nat. Techn. Univ. Ukraine «KPI». K. : “Корнійчук» . - З010. -1З0р.: fig., tabb, - Ref. : p. 10З-104.
9. Mel’nick, V.N. Working features of navigation devices [Текст] / V.N. Mel’nick, V.V. Karachun, O.I. Levchenko // Materialy Mezin-
arodni Vedecko-Practika Konference «Efectivni Nastroje Modernich Ved^^» Praha: Publishing House «Tducatioc and Sciens».
- З010. - Str. 16^0.
10. Mel’nick, V.N. Determining Gyroscopic Integrator Errors to Diffraction of Sound Waves [Текст] / V.N. Mel’nick, V.V. Karachun // International Applied Mechanics. -З004. -T40^). - h. ЗЗ8-ЗЗ6.
