Научная статья на тему 'Кинематический анализ механизма шарнирного подвеса камеры ЖРД'

Кинематический анализ механизма шарнирного подвеса камеры ЖРД Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

CC BY
127
30
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Аннотация научной статьи по механике и машиностроению, автор научной работы — Ерисов А. А., Торгашин А. С., Назаров В. П.

Представлен кинематический анализ механизма подвеса камеры ЖРД, а также отклонения ракеты от заданной траектории при повороте камеры. Приведен вывод на основе полученного анализа о наиболее выгодном расположении отклоняющего механизма.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «Кинематический анализ механизма шарнирного подвеса камеры ЖРД»

Актуальные проблемы авиации и космонавтики - 2014. Технические науки

УДК 62-53

А. А. Ерисов, А. С. Торгашин Научный руководитель - В. П. Назаров Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Красноярск

КИНЕМАТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ МЕХАНИЗМА ШАРНИРНОГО ПОДВЕСА

КАМЕРЫ ЖРД

Представлен кинематический анализ механизма подвеса камеры ЖРД, а также отклонения ракеты от заданной траектории при повороте камеры. Приведен вывод на основе полученного анализа о наиболее выгодном расположении отклоняющего механизма.

Для управления вектором тяги, в ДУ первой ступени используется метод отклонения камеры в карданном подвесе, который обеспечивает поворот в двух наиболее важных моментах - тангажа и рысканья. Чтобы успешно отклонить ракету в заданную сторону, используются телескопический механизм, закрепленный на боковой рубашке сопла [1].

Рассмотрим силы, действующие на ракету в полете через земную атмосферу.

Основными силами, определяющими движение центра масс ракеты, являются: сила тяги (равнодействующая всех реактивных сил, создаваемая агрегатами двигателя), собственный вес ракеты, аэродинамические силы (характеристика свойств атмосферы) и силы на управляющих органах (создаются различными механизма для отклонения ракеты по осям тангажа, крена и рысканья) [2].

Все перечисленные выше силы приводят к центру масс ракеты.

Принцип расчета:

Для кинематического анализа влияния сил, действующих на ракету, рассмотрим изменения в движении ракеты, вызываемые отклонением двигателя.

Fx = F ■ cos а - потеря силы

Fy = F ■ sin а - по проекции этой силы задаем момент Мш, отклоняющий вектор Р.

л,т г- т Ю г Y

Мш = Fy ■ Г =I ■ t =I ■ - =>

Y =

F ■ r

y x

t F ■ sin а ■r-t2

■ 12 Р ■ sin Y-rx,■ t2

Аналогично тяга двигателя раскладывается по осям Х и Y', но нас опять интересует только составляющая по оси Y':

е-Р .

'p

где 'р - момент инерции ракеты.

Согласно закону Ньютона произведение массы ра-

du

кеты М на тангенциальное ускорение а — — рано

dt

проекции сил на касательную к траектории. В итоге получаем:

М- а — Р ■ cos у- Х - G ■ cos р, (Р ■ cos y-Х-G-cos p)-t

U =-

M

' '

где ' - момент инерции.

Принимая у — const, найдем отклонение ракеты от оси X относительно центра масс ракеты.

- скорость ракеты в данный момент времени /.

Проанализировав, мы получили формулы изменения угла отклонения двигателя от времени и силы, угла отклонения ракеты от времени и тяги, а также изменение тангенциальной скорости и ускорения от обеих углов поворота. Аналитически, можно сказать, что чем ближе механизм отклонения будет ближе к оси поворота, тем меньше нужно будет затратить сил на этот поворот. Направление приложение силы также зависит от эффективности приложения, идеальным нужно считать положение перпендикулярное потоку в камере сопла.

Библиографические ссылки

1. Феодосьев В. И. Основы техники ракетного полета. М. : Наука, 1979. 396 с.

2. Конструкция и проектирование жидкостных ракетных : учебник для студентов вузов / Г. Г. Гахун, В. И. Баулин и др. М. : Машиностроение, 1989. 424 с.

© Ерисов А. А., Торгашин А. С., 2014

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.