ДИНАМИКА, ПРОЧНОСТЬ, НАДЕЖНОСТЬ
УДК 621.3
А. Д. М у х и н, А. Н. Т е м н о в
ПОСТРОЕНИЕ ОБЛАСТЕЙ УСТОЙЧИВОСТИ
РАКЕТ-НОСИТЕЛЕЙ В ПРОСТРАНСТВЕ
ПАРАМЕТРОВ КОМПОНОВКИ
Дан анализ устойчивости движения ракет-носителей в простран-
стве параметров компоновки, характеризующих положение баков
с жидкостью и основных агрегатов, относительно некоторой ха-
рактерной точки. Использование параметров компоновки позволя-
ет оценить влияние подвижной массы жидкости на устойчивость
движения на ранней стадии проектирования ракет-носителей.
Анализ основан на представлении числителя и знаменателя пере-
даточной функции объекта в виде полиномов по степеням параме-
тров компоновки с коэффициентами, зависящими от параметров
преобразования Лапласа, и на дальнейшем применении критерия
Михайлова для построения областей устойчивости замкнутой си-
стемы. Проведено исследование влияния основных параметров объ-
екта управления и автомата стабилизации на положение границ
устойчивости системы.
E-mail:
Ключевые слова
:
ракета-носитель, компоновка, баки, жидкость, коле-
бания, устойчивость движения.
Исследования устойчивости движения ракеты-носителя (РН) как
твердого тела с полостями, частично заполненными жидкостью, про-
водились рядом авторов в 1960–70-е гг. [1–4]. Для описания движения
тела с учетом колебанийжидкости использовалась эквивалентная ма-
ятниковая модель, описывающая колебания абсолютно жесткого пря-
мого стержня с укрепленными на нем математическими маятника-
ми. Анализировалось влияние положения точек подвеса маятников на
устойчивость системы. Координаты точек подвеса маятников опреде-
лялись относительно центра масс или метацентра, которыйпри неиз-
меннойкомпоновке изменял свое положение по мере расхода жидкого
топлива. Таким образом, исследовалось влияние колеблющихся масс
жидкости на устойчивость движения РН.
Современныйуровень развития вычислительнойтехники позво-
ляет выполнить аналогичныйрасчет при изменении относительно-
го положения баков, объем жидкости в которых представляет собой
совокупность колеблющейся и затвердевшей массы. При изменении
относительного положения бака меняется положение не только колеб-
лющейся, но и затвердевшей массы жидкости, что приводит к из-
менению массово-инерционных характеристик изделия в целом (по-
ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2010. № 4 3
