Ваш браузер устарел и не обеспечивает полноценную и безопасную работу с сайтом.
Установите актуальную версию вашего браузера или одну из современных альтернатив.
Одним из средств подвода коммуникаций к ракете космического назначения (РКН) при ее предстартовой подготовке является кабель-мачта (КМ) [1]. В процессе подготовки и пуска КМ связана с РКН, а ее освобождение от этой связи осуществляется ходом подъема РКН после чего она начинает отводиться на безопасное расстояние, исключающее ее соударение с РКН в процессе отвода и повреждение от действия струй двигательной установки РКН. Особенностью рассматриваемой КМ является то, что после отвода стрелы КМ на заданный угол для снижения ускорения ее движения происходит отключение противовеса, а также включение в работу демпфера. Дальнейшее движение КМ до полной остановки осуществляется под действием собственного веса стрелы КМ и усилия торможения демпфера.
Зависимость угла поворота стрелы КМ от времени, а также ее другие параметры, находились из решения дифференциального уравнения движения.
При этом зависимости хода штока демпфера, линейной скорости штока демпфера и плеча приложения усилия демпфера от угла и угловой скорости перемещения стрелы КМ необходимые для определения нагрузок от демпфера найдены из геометрических параметров текущего положения КМ. Сила сопротивления демпфера определяется величиной произведения площади плунжера на величину потери давления при перетекании рабочей жидкости через дросселирующие отверстия переменной площади.
Для решения уравнения движения стрелы КМ разработана программа на языке высокого уровня MatLab [2]. Результаты расчетов по этой программе приведены в виде графиков на которых показано изменение по времени углового перемещения и угловой скорости отвода стрелы КМ, изменение по времени и от угла поворота углового ускорения стрелы КМ, изменение давления в демпфере от углового перемещения.
Другим методом решения задачи динамики отвода стрелы КМ является использование программного комплекса ADAMS (Automatic Dynamic Analysis of Mechanical Systems) для кинематического и динамического анализа механизмов и машин компании MSC.Software [3].
Модель КМ в программном комплексе ADAMS состоит из двух звеньев, имитирующих соответственно стрелу КМ и противовес связанные друг с другом замком, а также действующие нагрузки. Отключение противовеса при повороте стрелы КМ на заданный угол осуществляется Script — командами по угловой метке, задающей момент отключения сенсором связи противовеса и стрелы КМ. Дальнейшее движение стрелы КМ происходит без участия противовеса. Характеристика зависимости площадей дросселирующих отверстий демпфера по ходу штока задается сплайном. Усилие демпфера вычисляется с использованием команд ADAMS [4] при текущих значениях скорости штока и его перемещения, снимаемых соответствующими маркерами. Действующие нагрузки задаются сплайнами моментов, приложенных к звену стрелы. Программный комплекс ADAMS предоставляет широкие возможности для вывода результатов моделирования динамических характеристик КМ. Получены результаты расчетов динамики движения конструкции КМ и действующих нагрузок которые полностью согласуются с результатами численных расчетов.
В результате выполненной работы показано применение двух методов моделирования динамики движения КМ, установлены параметры, обеспечивающие получение заключения о безопасном отводе стрелы КМ при старте РКН.
