CC BY
120
П'ятничко Олександр 1ванович, кандидат техшчних наук, старший науковий спiвробiтник, Ввддш га-зових технологiй, 1нститут газу Нацюнально! Академи Наук Укра!ни, вул. Дегтярiвська, 39, м. Ки!в, Укра!на, 03113 E-mail: aipkiev@ukr.net
Жук Геннадий Вилиорович, доктор техшчних наук, старший науковий сшвробггаик, заыдувач ввддь лом Ввддш газових технологiй, 1нститут газу Нацюнально! Академи Наук Укра!ни, вул. Дегтярiвська, 39, м. Ки!в, Украша, 03113 E-mail: hen_zhuk@ukr.net
Солташберешне Мехрзад Ал1, аспiрант, молодший науковий сшвробггаик, Вiддiл газових технологiй 1нститут газу Нацюнально! Академи Наук Укра!ни, вул. Дегтярiвська, 39, м. Ки!в, Укра!на, 03113
УДК 515.2
DOI: 10.15587/2313-8416.2017.117920
ГЕОМЕТРИЧНЕ МОДЕЛЮВАННЯ МОБ1ЛЬНО1 УСТАНОВКИ ДЛЯ ЗАПУСКУ БЕЗП1ЛОТНИХ Л1ТАЛЬНИХ АПАРАТ1В
© Л. М. Куценко, О. М. Семюв, А. Я. Калиновський, М. М. Пжсасов, О. I. Сухарькова
Розроблено геометричну модель мобшьноИ метальной установки типу требушет, призначено'1 для запуску (катапультування) малих безпшотних лтальних апаратiв. Конструктивно механ1зм запуску поедна-ний з легковим автомобшем, що сприяе його мобiльностi. Крiм того, сам автомобшь використовуеться у якостi противаги в конструкци требушет. Розрахунки руху механизму запуску виконано з використан-ням рiвнянь Лагранжа другого роду. Наведено тестовi розрахунки
Ключовi слова: геометрична модель, безпшотний лiтальний апарат, требушет, лагранжiан, рiвняння Лагранжа другого роду
1. Вступ
У наш час широке поширення набули малi безпшотш апарати лгтакового типу. Вони призначеш для виконання великого спектру завдань по мониторингу об'екпв сшьського й люового господарства. Одним iз головних моменпв при експлуатаци таких апарапв у нещдготовлених польових умовах е запуск у повгтря. Для цього використовуються пусковi при-стро! рiзних конструкцш типу катапульти [1]. Катапульта повинна забезпечувати надшний пуск лгталь-ного апарата, причому параметри пуску повиннi бути сталими при кожному наступному запуску.
До конструкцш катапульт лгтальних апаратiв невелико! маси (—5—15 кг), як! використовують пере-важно мiсцевi служби сiльського й лiсового господарства, придiляють вимоги, серед яких:
- мобiльнiсть розгортання i згортання установки, коли старт i приземлення лiтакiв не сшвпадати-муть на мiсцевостi;
- високi експлуатацшш якостi, у тому числi невибагливють до зберiгання;
- надiйнiсть i працездатнiсть у рiзних погод-них умовах.
Крiм того, бажана вiдсутнiсть у конструкци катапульти деталей з гуми (яка не довговiчна, особливо у спеку i морози), а також вщсутшсть пневматики, пiропатронiв та електрошки (якi потребують профiлактичних робгт i притаманнi для бiльш кошто-вних технологiй запуску апаратiв).
Серед рiзновидiв катапульт, якi задовольняють зазначеним вимогам, увагу привертае механiзм требушет [2], де об'ект для метання приеднуеться до його пращ. Стосовно запуску безпiлотного лiтального апа-
рату це виглядатиме так. В результат! спрацювання пращi виконуеться «розпн» апарату до моменту набут-тя ним необидно! швидкосп, пiсля чого, ввдчепившись вiд пращi, той продовжуе полiт на власному двигуш.
Для забезпечення ефективно! динамiки запуску необхвдно розрахувати значения параметрiв требушет, що дозволить здшснювати надшш повсякден-нi старти апарату. Розрахунки доцшьно здiйснити у рамках мехашки Лагранжа [3], де враховуються змь ни к!нетично! i потенцiально! енерги системи. У ре-зультатi розв'язання рiвняния Лагранжа другого роду необхвдно одержати траекторiю перемiщения точки центру маси безпшотного лiтального апарату, приед-наного до пращi. Це в свою чергу дозволить визначи-ти кут i швидкiсть вильоту апарату в момент його вь докремлення ввд пращi. Iдеалiзоваиа геометрична модель е першим етапом дослвдження реального пристрою для катапультування, який шсля доопрацю-вання можна використовувати на практищ.
Таким чином можна зробити висновок, що для запуску малого безпшотного лгтального апарату щ-кавими будуть дослвдження, пов'язанi iз застосову-ванням требушет, який задовольняе вимогам до недорогих катапульт. Для забезпечення ефективно! ди-намiки требушет розрахунки необхщно виконати у рамках мехашки Лагранжа. Цим обгрунтовуеться ак-туальнiсть проведення даних дослвджень.
2. Огляд лггератури
У найпоширенiшiй конструкци катапульти для запуску лгтальних апарапв використовуються лiнiйнi напрямнi, по яким розганяеться апарат, використо-вуючи гумов^ пружиннi, пневматичнi або пороховi
прискорювачi [4]. Катапульти з лшшними напрям-ними встановлюють iнодi на дах автомобм [5]. Iншi структурш схеми процесу запуску полягають у на-даннi прискорення апарату за допомогою його обер-тання навколо горизонтально! або вертикально! ос [6]. При цьому користуються принципами метання: за допомогою обертання об'екту у вертикальнш площинi (принцип пращi), або теж у горизонтально площинi (принцип леера).
Схема процесу запуску за допомогою обертання навколо вертикально! ос ферми з лггальним апаратом [7] зображена на рис. 1. Шсля розкручуван-ня лiтальний апарат вiд'еднуеться вiд ферми в розра-хований момент часу, залежно ввд швидкостi !! обертання та необхвдного напрямку вильоту.
Рис. 1. Мобшьна катапульта з вертикальною вгссю обертання [7]
Наведений на рис. 1 моб№ний комплекс iз катапультою дозволяе запускати лiтальнi апарати рiзно! маси без трудомiсткого попереднього переналаго-дження. При цьому виключаеться необхiднiсть орiен-тацп лiнiйних напрямних катапульти за напрямком запуску. Також усуваеться негативний вплив ударних навантажень, яш виникають у момент пуску при ви-користаннi як розпнного пристрою гумового тросу, пружини, шропатрону, стисненого газу, тощо. В дос-лiдженнi [8] наведено математичну модель стартового пристрою з вертикальною вюсю обертання, яка дозволила визначити параметри елеменпв конструкций, що забезпечують плавне безударне прискорення лгтального апарата.
1нша «обертова» схема процесу запуску лталь-них апаратiв використовуе надання !м прискорення за-вдяки обертання ферми навколо горизонтально! оа. Лiтак ввд'еднуеться ввд ферми в розрахований момент часу i продовжуе полiт, залежний ввд швидкостi !! обертання та необидного кута вильоту. Зазначимо, що схема процесу запуску лггальних апаратiв за допомогою обертання ферми навколо горизонтально! оа по-дiбнa до «коромисловш» схемi требушет [9].
Мехaнiзм требушет для закуску безтлотного лiтaльного апарату було реaлiзовaно на прaктицi. В дослвдженнях [10, 11] описано установку AVT0-01 Launcher, яка схематично повторюе метальну машину требушет. На практищ автори установки проде-монстрували можливiсть запускати у повiтря мaлi безпiлотнi лiтaльнi апарати. Противагою при цьому служить сам автомоб№, на даху якого гaрнiтурa AVTO-01 Launcher кршиться за допомогою спеща-льно! рами (рис. 2). Крiм того, така система запуску компактно згортаеться й може перевозитися на лег-ковiй машин по дорогах загального користування.
Рис. 2. Установка AVT0-01 Launcher [10]
Для розгортання установки у робочий стан оперaторовi необхщно лише встановити на землi двi метaлевi опори, закршити на них важ1ль требушета i за допомогою електрично! лебщки пiдняти задню ча-стину автомобшя - тобто створити противагу на короткому шнщ важеля. За шформащею вчених [10, 11] AVTO-01 Launcher дозволяе «розiгнaти» безпiлотний лггальний апарат масою 10 кг до швидкосп 12 м/с на висоп 8 м, пiсля чого той продовжуе поли1 на влас-ному двигуш [12].
Суттевим у AVT0-01 Launcher е те, що запуск здшснюеться завдяки потенцiaльнiй енергi! транспортного засобу. До переваг AVT0-01 Launcher також слад ввднести вщсутшсть у конструкцi! катапульти деталей з гуми, вiдсутнiсть пневматики i електрошки, характерних для iнших технологiй запуску малих безпiлотних лiтaльних aпaрaтiв. Для модершзацп установки катапульти та коригування !! пaрaметрiв залежно ввд типу безтлотного легального апарату та маси автомоб™ доцiльним буде розробити матема-тичну модель зазначеного способу катапультування.
В наукових працях [10, 11] наведено розраху-нки пaрaметрiв установки AVT0-01 Launcher. Щ розрахунки доцшьно доповнити складанням та роз-в'язанням рiвняння Лагранжа другого роду, а також реaлiзaцiею одержаних розв'язкiв у виглядi комп'ю-терно! програми. У дослщженш [13] було складено рiвняння Лагранжа другого роду для визначення траекторп перемiщення вантажу на прaщi залежно вiд пaрaметрiв конструкцп требушет. В науковш прaцi [14] були розглянуп рiвняння Лагранжа другого роду для рiзновидiв конструкцiй требушет. В дослвдженнях [15, 16] наведет приклади розв'язан-ня рiвняння Лагранжа другого роду у середовищах пакепв maple i matlab.
В результата огляду лiтерaтури були виявленi питання, не дослiдженi iншими авторами. А саме, ще не зайнятою науковою шшею виявилося геометричне моделювання мобшьно! установки типу требушет на бaзi легкового aвтомобiля для запуску малих безпшо-тних aпaрaтiв. Це дозволило сформулювати наступну проблему дослiджень. Для геометрично! моделi процесу катапультування апарату доцiльно використати трaдицiйну «коромислову» схему требушет, де противагою служитиме сам aвтомобiль. Розрахунки доцшьно здшснювати у рамках мехашки Лагранжа, шляхом складання та розв'язання рiвнянь Лагранжа другого роду. Для aнaлiзу динaмiки требушет необ-хвдно одержати фaзовi траекторп узагальнених координат, а також унаочнити результати розрахуншв у виглядi комп'ютерно! ашмацп.
3. Мета i задачi дослщження
Мета дослiдження - розробка геометрично! моделi установки требушет, призначено! для запуску малих безпiлотних лiтальних апарапв типу лiтака, коли противагою у цш конструкцй' служитиме сам автомоб№.
Для досягнення поставлено! мети необхщно вирiшити наступнi задачi.
1. Розв'язати наближено систему диференща-льних рiвнянь Лагранжа другого роду.
2. Визначити координати траекторп перемь щення центрально! точки апарату у вертикальнш площиш за допомогою одержаних наближених розв'язшв для функцiй узагальнених координат.
3. Запропонувати параметри для тестового прикладу геометричного моделювання машини требушет.
4. Побудувати фазовi траекторп функцш узагальнених координат для кшьшсно! оцiнки процесу катапультування лiтального апарату.
5. Створити ашмацшний фiльм процесу катапультування легального апарату для яшсно! оцiнки цього процесу.
4. Метод дослщження
В якосп основи конструкци обрано тради-цiйну «коромислову» схему требушет (рис. 3), вь дому ще з давнiх юторичних часiв. Вона склада-еться з важеля довжиною L} + L2 , до якого шарнь рно прикршлено два важеля з довжинами L3 (поз-начае пращу) i L4 (важiль крiплення автомобiля як противаги). До важелiв у вузлових точках закрш-ленi вантам з масами m} (автомобшь) i m2 (безпь лотний лiтальний апарат). Вважаемо, що лиальний апарат прикрiплений до пращi в точщ, яка е центром його маси. Масу m1 необхщно обрати на декiлька порядив бшьшою пор!вняно з масою m2. Коли перший вантаж тд дiею гравiтацiï падае донизу, то другому вантажу надаеться прискорення, яке i спричиняе ефект метання.
Рис. 3. Cxема меxанiзмy требушет
При складанш математично! моделi машини требушет було враховано таку iдеалiзацiю: не огово-ренi умовою елементи системи невагом^ опори у ву-злах вщсутш, елементи системи не деформуються, параметри i початковi значення кутiв та початковi швидкостi !х змiни задаються в умовних одиницях.
У якосп узагальнених координат оберемо кути <) i зображенi на рис. 3. Для опису дина-мши требушет використаемо вирази для кшетично! Т i потенцiальна и енергш [13, 14]:
T = -m^OV ' _ mhhв'2 cos v + +mll]0'р' + 0.5ml!0'2 + 0.5m2l2в'2 --mlljl в' р' cosp- mxlAlx в'2 cosp +
+mhk в V ' cos v+0.5ml'в ' 2 +
+0.5m2l2 V'2 + 0.5mll2A0' 2 + 0.5mll2Ap' 2, (1)
U = -mJg cos0 + m2l2g cosO--m2l3 g(cos в cos v + sin в sin v) + +mh g(cos в cos ф - sin в sin ф).
Тут 6(t) - функцгя змши в 4aci кута вiдхилення вщ вертикалi важеля довжиною L¡ + L2, |(t) - функция змши кута мiж важелями довжинами L4 i L¡ + L2, V(t) - функцгя змiни кута мiж важелями довжинами Ls i L¡ + L2 , g=9,81.
З використанням лагранжiану L=T-U одержу-емо систему диференцiальних рiвнянь Лагранжа другого роду:
-ml g sin в + m2l2 g sin в - m2l3 g sin в + +m2l3 gcosвsin v + mJA gsinвcosp + +mJA gcosвsinp-mxl\&' + mxlAlxp"cosp--mllpp'2 sinp + 2m1l1l4в" cosp--2шЦвв' sinp - m2l^в'' + 2m2l2l3в'' cos v --2m2l2l3в' v' sin v - m2l2lv v'' cos v + +m2l2l3 v'2 sin v - mj^'' + m2l3 v'' --mjp '- mll&' = 0,
m2l2l3в'2 sinv-m2l3 gcosвsin v + +m2l3 gsinвcos v - m2l2l3в'' cos v +
+m2l¡&' - m2l2v'' = 0,
(2)
mxlxlAв'2 sinp + mJA gcosвsinp + +mJA gsinвcosp + mxlxlAв''cosp--mllff' - mfp' = 0.
Систему рiвнянь (2) у середовищi maple розв'яжемо чисельно за допомогою методу Рунге-Кутти з такими початковими умовами: 60, фо, Уо - поча-тковi значення кутгв в!дхилення важелiв; 6 ' 0, ф' 0, у' 0 -початковi швидкост1 змши купв в^дхилення.
Позначимо через ®(t), <P(t) i ^(t)) наближенi розв'язки для функцiй 6(t), ф) i xY(t). Тодi у системi координат xOy траекторш перемiщення вантажу не-обх^дно будувати за формулами:
x(t) = -l2 sin(©(t)) + 4 sin(©(t) -T(t)); y(t ) = l2 cos(©(t)) - 4 cos(©(t) - T(t)).
(3)
Розглянемо вертикальну площину з системою декартова координат xOy. В цiй площиш в певш моменти часу t за допомогою формул (З) будемо ви-значити миттeвi координати точки центру маси без-
пшотного лiтального апарату. Пiсля послщовного сполучення цих точок вiдрiзками одержимо набли-жену траекторш центру маси апарату.
5. Результата дослщження геометричноТ мо-дел1 требушет, призначеноТ для запуску безшлот-них л1тальних аиарамв.
Наведемо тестовий приклад геометричного моделювання требушет з автомобiлем у якосп про-тиваги. Для порiвняння з результатами дослщжень [10, 11] розмiри металевих опор та важеля требушета обрано наближено, користуючись фотографieю !х установки. Пропонуеться обрати так1 значення пара-метрiв. Маса автомобiля ^=2000; маса лiтака т2=10; значення параметрiв: /1=1; /2=4; /3=2,5; /4= 1,5; значення початкових умов 60=2,5; 9'0=0; ф0=гс-2,5; ф'о=0; у0=гс/3; у'0=0, §=9,81. Меж1 часу iнтегрування систе-ми рiвнянь (2) 0<t<1 (вс значення в умовних одини-цях).
На рис. 4 наведено фазовi траектори для функ-цiй узагальнених координат кутiв ©(г), ф(г) i у(г). Аналiз фазових траекторiй дозволяе з'ясувати деяк1 кiлькiснi оцiнки процесу катапультування лiтального апарату. А саме, максимальне значення швидш змiни кута у (г) дорiвнюватиме у =13, що можна вважати швидшстю лiтального апарату в момент вщриву в1д пращi. Тодi ж екстремально! швидкостi досягне i змь на кута ф(г).
Визначимо момент часу, коли безпiлотний лтга-льний апарат набуде максимально! швидкосп. Для цьо-го необхщно побудувати графiк залежносп в часi швидкосп змши кута у. На рис. 5, в зображено вщповщний графш, з якого видно, що максимальна швидюсть змiни кута у ввдбудеться при г = 0,82, що е рекомендованим моментом ввдриву лiтального апарату.
Рис. 5. Графж змiни швидкостей кутш у чаи: а - ©(г); б - ф(г); в - у (г)
Також можна проiлюструвати деяк1 якiснi ощн-ки процесу катапультування лiтального апарату, у тому числ i визначення кута вильоту летального апарату тсля в1д'еднання в1д пращi. Для цього було складено програму побудови ка^в анiмацiйного фiльму схеми до требушет. На рис. 6, а-в наведено окремi фази пе-ремщення його елемештв, а також траекторш руху центу маси лiтального апарату (рис. 6, г).
Рис. 4. Фазова траектор1я для параметра:
а - ®(t); б - y(t); в - y(t)
Рис. 6. Одержат зображення: а - початкове положення елеменпв, б - поточна фаза метання; в - фаза в момент ввдриву безпшотного легального апарату; г - траекторш руху центру ваги летального апарату
З рис. 6 г можна визначити кут вильоту летального апарату в момент в1д'еднання в1д пращ^ вра-хувавши координати прик1нцевих точок траектори руху центру ваги летального апарату.
в
б
а
в
г
в
Щдводячи пiдсумки слщ зазначити, що в результата проведених дослщжень побудовано геомет-ричну модель мехашзму требушет для запуску лгга-льних апаратш. У майбутньому дана модель допомо-же перейти на практищ до розрахунку реальних катапульт.
Отримаш результати можна пояснити можли-вютю застосувати варiацiйний принцип Лагранжа до розрахунку мехашчних конструкцiй з урахуванням кiнематичних зв'язк1в. Це дозволило використати рь вняння Лагранжа другого роду для опису траектори руху центрально! точки маси летального апарату.
Для наближення геометрично! моделi до реально! конструкцп необхiдно врахувати можливi гори-зонтальнi коливання вертикальних металевих опор требушета, а також прогин його «коромислового» важеля. Також слад враховувати можливi горизонта-льнi перемщення автомобiля пiд час катапультування. Це iлюструеться наведеними кадрами ашмаци на рис. 6, б, в, де прямокутник (автомобiль) в цш моделi не рухаеться горизонтально. При цьому вважаеться, що маса автомоб™ зосереджена в точцi його крш-лення до стержня требушета. Зрозумшо, що наведена iдеалiзована геометрична модель катапультування потребуе подальших дослщжень. Розробка iлюстра-тивно! геометрично! моделi способу катапультування пояснюе використання у тестовому приклащ значення параметрiв в умовних одиницях.
Розвиток даного напрямку дослiджень допо-може розрахувати процес катапультування безпшот-
ного лгтального апарату залежно вiд його маси. А також розв'язати питання про визначення найбiльшо! маси апарату, яку здатна катапультувати установка з цими параметрами. Щодальшi дослiдження доцiльно пов'язати з пошуком варiантiв рацiональних параме-трiв требушет залежно вiд типу безпшотного лп'ального апарату та конструкци автомобiля.
Труднощi розвитку дослщжень в цьому напрямку пов'язаш, в основному, з одержанням адекватного математичного опису процесу катапультування, i з можливiстю розв'язати одержат рiвняння Лагранжа другого роду. Все це потребуе подальших дослщжень.
6. Висновки
1. Розв'язано систему диференщальних рiв-нянь Лагранжа другого роду.
2. За допомогою наближених розв'язк1в для функцш узагальнених координат було визначено ко-ординати траекторi! перемiщення у вертикальнш площинi точки центру мас апарату.
3. Запропоновано параметри для тестового прикладу геометричного моделювання машини требушет.
4. Для шльшсно! оцшки процесу катапультування апарату побудоваш фазовi траекторi! функцiй узагальнених координат.
5. Для яшсно! оцiнки створено анiмацiйний фшьм процесу катапультування безпiлотного лгталь-ного апарату.
Лпература
1. Аленченков, Г. С. Классификация и синтез механизмов старта беспилотных летательных аппаратов [Текст] / Г. С. Аленченков, А. Э. Пушкарев, Л. А. Пушкарева // Интеллектуальные системы в производстве. - 2013. - № 1 (21). -С. 66-69.
2. Denny, M. Siege engine dynamics [Text] / M. Denny // European Journal of Physics. - 2005. - Vol. 26, Issue 4. - P. 561577. - Available at: http://www.twirpx.com/file/1728866/ doi: 10.1088/0143-0807/26/4/002
3. Jahed, H. Trebuchet Design [Text] / H. Jahed, A. Tajik. - Waterloo: University of Waterloo, 2006. - 72 p. - Available at: http://fatslab.uwaterloo. ca/data/ME380_Project_manual_F06.pdf
4. Tariq, I. Design and Analysis of Catapult Launched Mechanism for UAV [Text] / I. Tariq, M. N. Arshad // Student Research Paper Conference. - 2015. - Vol. 2, Issue 29. - P. 152-156.
5. Автомобили УАЗ и БПЛА (Беспилотники, Дроны) [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.uazbuka.ru/uaz_bpla.html
6. Тарануха, В. П. Об одном способе создания катапульт летательных аппаратов [Текст] / В. П. Тарануха, С. А. Пет-рушин, А. Ю. Печёнкин, В. А. Глушков // Вестник Самарского государственного аэрокосмического университета. - 2014. -№ 2 (44). - С. 125-128. doi: 10.18287/1998-6629-2014-0-2(44)-125-128
7. Аленченков, Г. С. Стартовые устройства беспилотных летательных аппаратов, применяемых для мониторинга объектов сельского хозяйства [Электронный ресурс] / Аленченков, Г. С. - Режим доступа: http://botaniks.ru/ustroistvo_ bespolotnih_letatelnih_apparatov.php
8. Аленченков, Г. С. Параметрический анализ и синтез механизмов стартовых устройств беспилотных летательных аппаратов малой массы [Текст] / Г. С. Аленченков, А. Э. Пушкарев // Вестник ИжГТУ. - 2012. - № 2 (54). - С. 4-7.
9. Chevedden, P. E. Recent reconstructions and computer simulations revealthe operating principles of the most powerful weapon of its time [Text] / P. E. Chevedden, L. Eigenbrod, V. Foley, W. Soedel // Scientific American. - 1995. - P. 66-71. -Available at: http://deremilitari.org/wp-content/uploads/2014/02/chevedden1.pdf
10. Balazs, G. Mobile launching trebuchet for UAVS [Text] / G. Balazs // 30-th Congress of the International Council of the Aeronautical Sciences. - Daejeon, 2016. - P. 1-7.
11. Balazs, G. UAV innovativ inditasa - korszeru megoldas a kozepkorbol [Text] / G. Balazs // Repulastudomanyi kozlemenyek. - 2015. - Vol. 3. - P. 37-49. Available at: www.repulestudomany.hu/folyoirat/2015_3/2015-3-03-0229_Gati_Balazs.pdf
12. AMORES Robotics AVTO-01 UAV Launcher [Electronic resource]. - Available at: https://www.youtube.com/ watch?v=0zoLDBvFwgA
13. Siano, D. Trebuchet Mechanics [Electronic resource] / D. Siano. - 2013. - Available at: http://www.algobeautytreb.com/ trebmath356.pdf
14. Covington, M. The Trebuchet: Physics, numerics, and connections to millennia of human activity [Electronic resource] / M. Covington. - 2000. - Available at: www.speleophysics.com/mdcovin/play/physfinal3.doc
15. Rutan, S. Modern Siege Weapons: Mechanics of the Trebuchet [Electronic resource] / S. Rutan, B. Wieczorek. - 2005. -Available at: https://mse.redwoods.edu/darnold/math55/DEProj/sp05/bshawn/TrebuchetMotionPDF.pdf
16. Johnson, B. Trebuchet parametric design optimization [Electronic resource] / B. Johnson. - 2016. - Available at: https://www.slideshare.net/BenjaminJohnson81/me-644-trebuchet-parametric-design-optimization
Дата надходження рукопису 30.10.2017
Куценко Леонщ Миколайович, доктор техшчних наук, професор, кафедра iнженерноï та аваршно-рятувально1 техшки, Нацюнальний ушверситет цившьного захисту Украши, вул. Чернишевська, 94, м. Харкав, Украша, 61023 E-mail: leokuts@i.ua
Семк1в Олег Михайлович, доктор технчних наук, доцент, проректор, кафедра наглядово-профiлактичноï дiяльностi, Нацiональний ушверситет цившьного захисту Украши, вул. Чернишевська, 94, м. Харшв, Украша, 61023
E-mail: legooleg1@i.ua
Калиновський Андр1й Якович, кандидат технiчних наук, доцент, кафедра шженерно1' та аваршно-рятувальноï технiки, Нацiональний унiверситет цивiльного захисту Украши, вул. Чернишевська, 94, м. Харшв, Украша, 61023 E-mail: kalinovskiy.a@nuczu.edu.ua
Шксасов Михайло Михайлович, кандидат технчних наук, Центр шформацшних технологiй, Нацюнальний ушверситет цившьного захисту Украши, вул. Чернишевська, 94, м. Харшв, Украша, 61023 E-mail: mpiks@nuczu.edu.ua
Сухарькова Олена 1вашвна, асистент, кафедра нарисно1' геометрп та комп'ютерно1' граф^, Украшсь-кий державний ушверситет залiзничного транспорту, пл. Фейербаха, 7, м. Харшв, Украша, 61050
УДК 621.791.
DOI: 10.15587/2313-8416.2017.118409
ИНТЕГРАЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ И ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СИЛОВОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ ИМПУЛЬСНОЙ ДУГИ НА ДЕФЕКТЫ В ШВЕ ПРИ СВАРКЕ АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ
© Б. В. Ситников, В. П. Маршуба, Н. Н. Мирошниченко, Л. В. Соловей, И. В. Асеева, С. Широков
Исследовано влияние силового воздействия импульсно-дуговой сварки неплавящимся электродом в среде инертных газов на металл шва в процессе выполнения сварных соединений из алюминиевых сплавов. В частности, рассмотрены вопросы силового влияния импульсно-дуговой сварки на дегазацию сварочной ванны и разрушение поверхностных окисных пленок в процессе сварки. Изучены механические свойства сварных соединений из алюминиевого сплава АМг6
Ключевые слова: импульсно-дуговая сварка, электрод, аргон, алюминий, сварочная ванна, пленки, воздействие дуги
1. Введение
Применение импульсно-дуговой сварки при выполнении сварных соединений алюминиевых сплавов позволяет, как известно, повысить качество их соединения и, в частности, приводит к разрушению оксидных плёнок, снижению пористости сварного шва.
Рекомендации относительно параметров процесса импульсно-дуговой сварки неплавящимся электродом в среде инертных газов алюминиевых сплавов, в частности сплава АМг6, неоднозначны. При этом используют импульсы сварочного тока различной амплитуды и формы при низкой, средней и высокой частоте. Положительное влияние импульсов объясняют главным образом динамическим воздействием дуги на сварочную ванну, вызывающим ее колебания и перемешивание [1].
2. Анализ литературных данных и постановка проблемы
Сварные швы, соединений из сплава АМг6, выполненные в защитных газах, при наличии на поверхностях соединяемых кромок и присадочной проволоки окисные пленки, сформированных в процессе длительного атмосферного воздействия, имеют большое количество окисных включений и пор [1]. Это приводит к нарушению целостности сварного шва и образованию течей. Применение импульсно-дуговой сварки при выполнении сварных соединений из алюминиевых сплавов, позволяет повысить их качество, и в частности, приводит к разрушению оксидных пленок, снижению пористости шва [2]. Однако рекомендации относительно параметров процесса им-пульсно-дуговой сварки неоднозначны.
