Особенности инерциального курсоуказания наземных объектов Текст научной статьи по специальности «Физика»

Проведенные исследования позволили создать аналитическое обеспечение для последующего изучения явления, а также для решения задач

оптимизации поверхности внутренней рамки по линии меридиана, в частности, для наиболее типичных режимов - осенесимметричное нагружение и циклическая деформация поверхности подвеса.

Литература

1. Ишлинский, А.Ю. Ориентация, гироскопы и инерциальная навигация [Текст]/ А.Ю. Ишлинский. - М.: Наука, 1967. - 671 с.

2. Булгаков, Б.В. Прикладная теория гироскопов [Текст]/ Б.В. Булгаков. - М.: Гостехиздат, 1955. - 174 с.

3. Кошляков, В.Н. Задачи динамики твердого тела и прикладной теории гироскопов: Аналитические методы [Текст]/ В.Н. Кош-ляков. - М.: Наука, 1985. - 288 с.

4. Автокомпенсация инструментальных погрешностей гиросистем [Текст]: монография / С.М. Зельдович, М.И. Малтинский, И.М. Окон, Я.Г. Остомухов. - Л.: Судостроение, 1976. - 255 с.

5. Карачун, В.В. Трехмерная задача динамики подвеса поплавкового гироскопа [Текст]/ В.В. Карачун, Я.Ф. Каюк, В.Н. Мельник // Пробл. прочности. - 2008. - № 3. - С. 53-59.

6. Мельник, В.Н. Дифракционные эффекты на оболочках [Текст]/ В.Н. Мельник // Авіаційно-космічна техніка і технологія.

- 2008. - № 1(48). - С. 24-30.

---------------------□ □------------------------

Вивчається природа впливу пружно-напру-женого стану кожуха тристепеневого вільного гіроскопа на точность азимутального позиціонування наземних рухомих об’єктів

Ключові слова: тристепеневий вільний гіроскоп, азимутальне позиціонування

□-------------------------------------□

Изучается природа влияния упруго-напряженного состояния кожуха трехстепенного свободного гироскопа на точность азимутального позиционирования наземных подвижных объектов

Ключевые слова: трехстепенной свободный гироскоп, азимутальное позиционирование

□-------------------------------------□

Nature of influence of the resiliently-tense state of casing of three-sedate free gyroscope is studied on the azimuthal positioning of surface movable objects

Keywords: three-sedate free gyroscope, azimuthal positioning ---------------------□ □------------------------

УДК 629.7.054

ОСОБЕННОСТИ

ИНЕРЦИАЛЬНОГО

КУРСОУКАЗАНИЯ

НАЗЕМНЫХ

ОБЪЕКТОВ

В.Н. Мельник

Доктор технических наук, профессор Кафедра биотехники и инженерии Национальный технический университет Украины «Киевский политехнический институт» пр. Победы, 37, г. Киев, Украина, 03056 Контактный тел.: (044) 454-94-51 E-mail: karachun [email protected]

1. Введение

Исследования относятся к области прикладной механики и посвящены изучению упругого взаимодействия проникающей акустической волны с устройством автономного азимутального позиционирования наземных подвижных объектов на базе свободного гироскопа, приводящего к девиации оси фигуры. Изучение природы этого явления представляет известный научный и практический интерес, так как раскрывает механизм влияния упруго-напряженного состояния

кожуха гироскопа на погрешность позиционирования объекта, когда поверхность подвеса гироскопа переходит в разряд импедансной.

2. Анализ состояния проблемы и постановка задачи исследований

Сочетая в себе такие качества как автономность, помехозащищенность и непрерывность навигационной информации, инерциальные средства нашли широкое

Е

применение на большинстве подвижных объектов различного класса, назначения и средств базирования [1, 2, 3]. До настоящего времени вопросы влияния внутренних и внешних, методических и инструментальных причин на погрешности гироприборов достаточно полно проанализированы и изучены [4].

Вместе с тем, углубленное изучение эксплуатационного использования гироскопов в составе командно-измерительных комплексов тактической палубной авиации, стратегической бомбардировочной авиации, баллистических ракет, боевых машин и др. показало, что вне поля зрения исследователей остался такой существенный возмущающий фактор как проникающее акустическое воздействие высокого уровня 150-180 дБ. Такие значения наблюдаются, например, в зоне реактивной струи при старте аппаратов, при преодолении звукового барьера, при боевых действиях средств обороны, а также при других штатных и нештатных ситуациях [5, 6].

Повышенные уровни излучения, как оказалось, существенным образом могут повлиять на точность позиционирования, а в некоторых случаях привести к потере одной степени свободы трехстепенным свободным гироскопом.

Целью исследований является установление природы этого воздействия и понимания механизма его трансляции в погрешность инерциальных сенсоров.

3. Взаимодействие нестационарных волн с упругоподатливым кожухом свободного гироскопа

Взаимодействие нестационарных волн с упругими элементами подвеса. Проанализируем механизм возникновения акустической девиации гироскопа направления в составе наземных подвижных объектов.

Корпус подвижного аппарата в общем случае имеет три составляющих угловой скорости, которые могут быть выражены через углы Эйлера у(1) , 0(1) и у(1) следующим образом:

rax = - у sin 6 cos у - у cos 6; ray = у sin 6-у cos 6 cos у; ;

rnz = 0 - у sin у.

Проведем анализ этого явления и выясним степень его влияния на динамику гироскопа.

При акустическом воздействии, в элементах конструкции внутренней рамки гироскопа относительно оси Ox возникают угловые скорости возмущенного движения, имеющие следующую структуру -

где <вЦт - угловая скорость абсолютно твердого ци-

/->а

линдра; ЮцУ - угловая скорость упругого цилиндра.

В формулах (1), (2) в правых частях для удобства опущены индексы “х” и ‘У’ соответственно.

Раскроем содержание выражений (1) и (2):

3ira-A j 2R

=-----У cjuj +----------

4R j! j iramK

p0 x

(3)

x J expi [rat - k0r (- cos P cos 61 sin 6 + sin P sin 61 + єк)] sin pdp,

где j = 1,6; mK - массы крышек; R - радиус крыш-

ки; C = (

45

G = Ет п R6

)T = G-1F ;

4 0 0 5 5 0

0 9 0 0 0 0

0 0 9 0 0 0

5 0 0 19 7 0

5 0 0 7 19 0

0 0 0 0 0 6

- матрица Грама;

F=

64п P DR2 0

J (X)

X

6i cos є

-6isin є

J1 (X) 18J2 (X)

X

J1 (X)

J2 (X)

X

J2 (X)

X

- 6cos2є

J3 (X)

X

-18 J2 (X) + 6cos2є

X

J3 (X)

X

6sin2є

J3 (X)

X = k0YR; Y = [cos2 01sin2 0 + sin2 61 J2;

cos 6, sin 6 .

cos є =---------1-------• sin є =

sin 01

• Jk(X) - функции Бесселя;

1 -L.- !_

R2 R2

2

2

x

u, = — u1

2 R 1

u3 = — u1

3 R 1

U4 = RTu1

У xy 2222

U5=Rru1; u6=r2u1 ; x + у =r ^ R ;

x , y - координаты точки поверхности крышки кожуха.

4R

3irnmli

P0 J exp i [rat - k0r (- cos P cos 61sin 6 + sin P sin 61 + єк )]x

°KY + 2™KT

(1)

где ЮКУ - угловая скорость упругой крышки кожуха; ю^т - угловая скорость абсолютно твердой крышки кожуха (так как две крышки, то впереди сомножитель “2”).

Аналогично для оси Oz:

x(cos Р-sin p)dp+-P0 J dz J expi [rat - k0 (-zcos 61sin 6 + RP sin 6)lx (4)

iram J

f 6R2 Ї

1 - 1 [ L2 + 3R2 J l-] ZO. g t

, = 2юКт + Юдт + Иду

(2)

cos pdp,

где L - длина кожуха; тц - масса; z - линейная координата на боковой образующей, 0 < z < L .

ra

x

2

6

cc

c

7

7

X

2

x

u=

&

x

о

Приведенные векторные диаграммы позволяют выяснить причину появления дополнительных погрешностей углового позиционирования боевых машин в условиях, максимально приближенных к бое-

вым. Выбор методов и средств достижения частичной инвариантности по отношению к проникающему акустическому излучению высокого уровня определяется в контексте обеспечения Тактико-Технических Характеристик объектов в жестких условиях боевого использования.

Литература

1. Ишлинский, А.Ю. Ориентация, гироскопы и навигация [Текст]/ А.Ю. Ишлинский. - М.: Наука, 1976. - 671 с.

2. Кошляков, В.Н. Теория гироскопических компасов [Текст]/ В.Н. Кошляков. - М.: Наука, 1972. - 211 с.

3. Пельпор. Д.С. Гироскопические приборы систем ориентации и стабилизации [Текст]: монография/ Д.С. Пельпор, Ю.А. Осо-кин, Е.Р. Рахтеенко; под общ. ред. Д.С. Пельпора; МВТУ им. Н. Баумана. - М.: Наука, 1977. - 219 с.

4. Лунц, Я.Л. Ошибки гироскопических приборов [Текст]/ Я.Л. Лунц. - Л.: Судостроение, 1968. - 232 с.

5. Карачун, В.В. О влиянии акустического излучения на плоские элементы конструкции гироскопических приборов [Текст]/ В.В. Карачун // Механика гироскопических систем. - 1993. - Вып. 12. - С. 23-28.

6. Мельник, В.Н. Пассивные методы уменьшения погрешностей гироинтегратора, обусловленных дифракцией звуковых волн на подвесе гироскопа / В.Н. Мельник, В.В. Карачун// Космічна наука і технологія. - 2003. - Т. 9. - № 1. - С. 22-28.

---------------------□ □-------------------------

В роботі розглядаються методи розрахунку надійності щодо трубопровідних систем. Визначені переваги та недоліки методів розрахунку надійності трубопровідних систем Ключові слова: трубопровідна система, розрахунок надійності

□ □

В работе рассматриваются методы расчета надежности применительно к трубопроводным системам. Определены преимущества и недостатки методов расчета надежности трубопроводных систем

Ключевые слова: трубопроводная система, расчет надежности

□ □

This article covers reliability calculation methods regarding pipeline systems. Advantages and defects of reliability calculation methods of pipeline systems are determined

Keywords: pipeline system, reliability calculation

---------------------□ □-------------------------

УДК 656.02:338.47

ИССЛЕДОВАНИЕ МЕТОДОВ РАСЧЕТА НАДЕЖНОСТИ ТРУБОПРОВОДНЫХ

СИСТЕМ

И.А. Гавриленко

Ассистент

Кафедра прикладной математики и информационных технологий Харьковская национальная академия городского

хозяйства

ул. Революции, 12, г. Харьков, Украина, 61002 Контактный тел.: (057) 707-31-31, 067-573-39-50 Е-mail: [email protected]

1. Введение

Трубопроводная система с точки зрения теории надежности представляет собой сложную техническую систему, характеризующуюся следующими специфическими особенностями:

- структурной избыточностью (резервированием), приводящей к тому, что при отказе единичных элементов оборудования система в большинстве случаев может сохранять работоспособность;

- наличием большого спектра отказов, отличающихся вероятностью появления и последствиями

- ущербом и длительностью устранения;

- наличием регулярных планово-предупредительных ремонтов в процессе эксплуатации, устраняющих неисправности и неполадки - потенциальные источники отказов;

- восстанавливаемостью (ремонтопригодностью), т.е. возможностью устранять отказы оборудования путем проведения аварийных ремонтов в течение срока функционирования системы.

Расчет надежности таких систем обычно проводится в несколько этапов.

Цель исследования: провести анализ методов расчета надежности трубопроводных систем и разработать их классификацию.

Е