Метод определения проектных параметров системы «упругий летательный аппарат – пусковое устройство» при подводном старте

Владимир Викторович Степанов

Аннотация


В работе разработан метод определения проектных параметров системы «упругий летательный аппарат – пусковое устройство» при подводном старте, учитывающий упругость корпуса летательного аппарата. В процессе движения летательного аппарата в пусковом устройстве происходит его нестационарное взаимодействие с водой и упругими элементами системы амортизации пускового устройства. Учет упругих колебаний корпуса летательного аппарата в воде представляет собой сложную междисциплинарную задачу вследствие физической разнородности системы «упругий летательный аппарат – вода» и отсутствия унифицированного математического аппарата для комплексного описания ее поведения. На основе применения метода потенциала простого слоя и представления корпуса летательного аппарата в виде свободной балки получены зависимости для определения коэффициентов гидродинамических сил, действующих на упругий летательный аппарат. Для описания динамики летательного аппарата при движении в пусковом устройстве представлена система дифференциальных уравнений. Результаты решения системы дифференциальных уравнений используются для определения распределения внутренних силовых факторов по оси летательного аппарата и динамических сил, действующих на пусковое устройство, а также для определения кратчайших расстояний между летательным аппаратом и пусковым устройством при старте. Демонстрируются сравнительные результаты расчета обжатия элемента амор-
тизации пускового устройства с учетом и без учета упругости корпуса летательного аппарата. Разработанный метод позволяет более точно определять нагрузки, действующие на летательный аппарат, и перемещения относительно пускового устройства, что необходимо при разработке новых конструкций летательных аппаратов и пусковых устройств, обладающих минимальной массой и габаритами.

Ключевые слова


летательный аппарат; пусковое устройство; упругость; подводный старт; гидродинамические силы.

Полный текст:

PDF

Литература


Svetlitskiy V.A. Dinamika starta letatel'nykh apparatov [The Dynamics of the Start of Aircraft]. Moscow, Science Publ., 1986. 280 p.

Shcheglov G.A. [Study of the Dynamics of the Elastic Element Supports Nominated in a PlaneParallel Flow]. Bulletin of Moscow State Technical University. Ser. Mechanical Engineering, 2008, no. 4,

pp. 48–58. (in Russ.)

Shcheglov G.A. [Research of transients in the output of smooth uprugozakreplennyh bodies in a plane-parallel flow of a moving fluid]. Aerospace Technologies 2004–2007: Proceedings of the National and International Scientific and Technical Conferences. Moscow, 2008, pp. 536–545. (in Russ.)

Shcheglov G.A. [A numerical method for modeling the dynamics of the start of the two-media hydroelastic aircraft]. Aerospace Technologies 2004–2007: Proceedings of the National and International Scientific and Technical Conferences. Moscow, 2008, pp. 363–366. (in Russ.)

Shcheglov G.A. [Research hydroelastic speakers nominating body to the flow due to obstruction]. Dinamicheskie i tekhnologicheskie problemy mekhaniki konstruktsiy i sploshnykh sred: Materialy XV

mezhdunarodnogo simpoziuma [Dynamic and Technological Problems of Mechanics of Structures and Continua: XV International Symposium Materials]. Moscow, 2010, pp. 183–184. (in Russ.)

Chen X.-J., Wu Y.-S., Cui W.-C., Jesen J.J. Review of Hydroelasticity Theories for Global Response of Marine Structures. Ocean Engineering, 2006, vol. 33, pp. 439–457. DOI: 10.1016/j.oceaneng.2004.04.010

Hirdaris S.E., Price W.G., Temarel P., Hirdaris S.E. Two- and ThreeDimensional Hydroelastic Modelling of a Bulker in Regular Waves. Marine Structures, 2003, vol. 16, pp. 627–658. DOI:10.1016/j.marstruc.2004.01.005

Wang S., Ertekin R.C., Riggs H.R. Computationally Efficient Techniques in the Hydroelasticity Analysis of Very Large Floating Structures, Computers and Structures, 1997, pp. 603–610. DOI:10.1016/S0045–7949(96)00268–4

Huang L.L., Riggs H.R. The Hydrostatic Stiffness of Flexible Floating Structures for Linear Hydroelasticity. Marine Structures, 2000, vol. 13, pp. 91–106. DOI: 10.1016/S0951–8339(00)00007–1

Bishop R.E.D., Price W.G. Gidrouprugost' sudov [Hidroelasticity of Ships], Cambridge University Press, 1979, p. 384.

Yamamoto С.T., Meneghini J.R., Saltara F., Fregonesi R.A., Ferrari J.A. Jr. Numerical Simulations of Vortex-Induced Vibration on Flexible Cylinders. Journal of Fluids and Structures, 2004, vol. 19,

pp. 467–489. DOI: 10.1016/j.jfluidstructs.2004.01.004

Jauvtis N., Williamson C.H.K. Vortex-Induced Vibration of a Cylinder with Two Degrees of Freedom. Journal of Fluids and Structures, 2003, vol. 17, pp. 1035–1042. DOI: 10.1016/S0889–9746(03)00051–3

Shcheglov G.A., Krotkiy S.A. [An Analysis of the Dynamics of Hydroelastic Loose Beams with a Spatial Flow]. Metody diskretnykh osobennostey v zadachakh matematicheskoy fiziki: Trudy XIV

mezhdunarodnogo simpoziuma [Methods of discrete features in mathematical physics: Proceedings of the XIV International Symposium]. Kharkiv; Kherson, 2009, pp.106–109. (in Russ.)

Morozov V.I., Ponomarev A.T., Rysev, O.V. Matematicheskoe Modelirovanie Slozhnykh Aerouprugikh Sistem [Mathematical Modeling of Complex Systems Aeroelastic]. Moscow, Physical and Mathematical Literature Publ., 1995. 736 p.

Gorshkov A.G., Morozov V.I., Ponomarev A.T., Shklyaruk F.N. Aerogidrouprugost' konstruktsiy [Aerohydroelasticity Designs]. Moscow, Physical and Mathematical Literature Publ., 2000. 592 p.

Degtyar V.G., Pegov V.I., Stepanov V.V. [The Method of Calculating the Dynamics of Fluid Flow and Ftart the Underwater Vehicle with the Elastic Vibrations of His Body]. Bulletin of Concern

PVO “Almaz–Antey”, 2015, no. 1, pp. 49–54. (in Russ.)

Pegov V.I., Stepanov V.V., Moshkin I.J. [Analysis of the Hydrodynamic Forces Due to Effects Hydroelasticity]. Mekhanika i protsessy upravleniya: Materialy XXXXIV Vserossiyskogo simpoziuma [Mechanics and Control: Materials of All-Russian Symposium XXXXIV]. Moscow, RAN, 2014, pp. 134–143. (in Russ.)

Fershing G. Osnovy aerouprugosti [Basics Aeroelasticity]. Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg New York, 1974, 600 p.

Degtyar V.G., Pegov V.I. Gidrodinamika podvodnogo starta raket [Hydrodynamics Underwater Launch Missiles]. Mosсow, Engineering / Mechanical Engineering – Flight Publ., 2009. 448 p.

Rattayya J.V., Brosseau J.A., Chisholm M.A. Potential Flow about Bodies of Revolution with Mixed Boundary Conditions-Cross Flow. Hydronautics, 1981, vol. 15, pp. 81–89. DOI: 10.2514/3.48188


Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.