Метод горизонтирования подъемно-установочного агрегата

Язык труда и переводы:
УДК:
629.7.08
Дата публикации:
22 января 2023, 15:52
Категория:
Секция 12. Объекты наземной инфраструктуры ракетных комплексов
Авторы
Гусев Андрей Вячеславович
АО «НПП «Радар ммс»
Маштаков Андрей Павлович
АО «НПП «Радар ммс»
Аннотация:
Представлены результаты разработки алгоритма горизонтирования подъемно-установочного агрегата ракетно-космической системы. Приводятся основные математические зависимости и их развитие, позволяющие реализовать предлагаемый алгоритм горизонтирвоания по трехточечной схеме в специализированном программном обеспечении для гидравлического привода уменьшенной номенклатурой применяемых типовых регулирующих устройств.
Ключевые слова:
гидропривод, горизонтирование, подъемно-установочный агрегат, алгоритм, алгоритм горизонтирования, кинематическая схема, регулятор расхода
Основной текст труда

Важным этапом подготовки ракеты-носителя к стану является процесс ее установки на пусковом столе в вертикальное положение. Для этих целей применяются подъемно-установочные агрегаты (ПУА), обеспечивающие не только подъем ракеты-носителя из транспортного горизонтального в рабочее вертикальное положение, но и установку на стартовый стол с требуемой точностью по угловому отклонению от вертикальной плоскости. Для этих целей ПУА оснащаются приводами горизонтирования, обеспечивающими установку контрольной плоскости ПУА и ракеты-носителя с требуемой угловой точностью относительно горизонта.

В настоящее время существует множество технических решений реализации приводов горизонтирования на четырех и более выдвижных опорах. Подробно обзор сущетвующих технических решений — как в области патентов, так и реализованых на практике рассмотрен в работе [1]. Согласно результатам исследования [2] трехточечная схема горизонтирования позволяет обеспечить высокую точность горизонтирования и при этом сократить продолжительность процесса горизонтирования при обеспечении горизонтирования в один этап.

Представленные в работе [2] математические зависимости описывают кинематику горизонтирования по трехточечной схеме и могут быть развиты для нахождения потребных для совмещения контрольной плоскости ПУА с плоскость. горизонта длин опор ПУА. При этом учитываются следующие конструктивные особенности механической системы ПУА-опоры:

  •  опоры жестко связаны с ПУА и всегда перпендикулярны контрольной плоскости (с известной точностью);
  •  опоры ПУА, установленные на грунт, при неизменной их длине имеют четыре степени свободы и имеют возможность поворота относительно точки опирания и плоскопараллельного перемещения в плоскости опирания.

В таком случае задача горизонтирования сводится к обеспечению увеличения длин опор ПУА на известную величину. При этом стоит учитывать, что входными данными при горизонтировании являются две величины — угловое отклонение от горизонта в продольной и поперечной плоскости, а значит для обеспечения статической разрешимости задачи, математическая модель должна иметь две выходных искомых переменных — потребные длины двух опор.

Для обеспечения статической разрешимости задачи в работе приводится развитие зависимостей, описанных в [2], с использованием векторного описания взаимного углового положения контрольной и горизонтальной плоскости [3]. В результате показано, как по известным геометрическим параметрам расположения опор ПУА и угловому положению контрольной площадки можно определить длины опор, потребные для совмещения контрольной плоскости ПУА с горизонтом. В работе вводится понятие высоко расположенной опоры — опоры, выдвижение которой для обеспечения совмещения контрольной плоскости с плоскостью горизонта не требуется. В этом случае, при выдвижении двух других опор, осуществляется поворот ПУА относительно высоко расположенной опоры и, при известных потребных длинах выдвижения, совмещение контрольной плоскости и плоскости горизонта.

Описанные закономерности позволили разработать алгоритм, обеспечивающий реализацию поворота ПУА одновременно в продольной и поперечной плоскости при неизменной длине одной из опор. Приведенный алгоритм реализует описанные в [2] зависимости и, на основе данных о геометрическом расположении опор ПУА, позволяет путем относительно не сложных вычислений, определить требуемые длины выдвижения опор. Однако, в случае с ПУА или другой техникой, работающей на открытом воздухе в условиях воздействия пыли, грязи и ряда механических факторов (камни, удары при эксплуатации), реализация надежной системы измерения длины опоры является не простой инженерно-технической задачей.

Описанный алгоритм может быть реализован для гидропривода с исполнительными элементами, обеспечивающими подачу контролируемой или известной величины объемного расхода рабочей жидкости в опоры. Такими устройствами могут быть нерегулируемые [4] или регулируемые регуляторы потока [5, 6]. В этом случае можно перейти от сложно регистрируемой величины хода опоры к регистрации продолжительности подачи рабочей жидкости в гидравлическую полость опоры. В этом случае, зная величину объемного расхода и геометрические параметры гидравлической полости опоры, можно определить скорость выдвижения и, контролируя время выдвижения, определить момент остановки, соответствующий требуемой длине выдвижения. Для учета динамических явлений, погрешностей определения геометрических параметров, в алгоритм введены коэффициенты, которые позволяют, путем их корректировки, обеспечить его настройку под конкретное изделие.

В настоящий момент разработанный алгоритм прошел верификацию путем имитационного моделирования гидропривода горизонтирования. Также, на основе разработанного алгоритма реализована программная часть ПО привода горизонтирования.

Таким образом, разработанный алгоритм горизонтирования может быт реализован в приводе горизонтирования ПУА. При этом обеспечивается относительное упрощение самого гидропривода за счет снижения номенклатуры используемых регулирующих устройств, и снижение продолжительности процесса горизонтирования за счет реализации горизонтирования в один этап.

Литература
  1. Храмов Б.А., Гусев А.В. Перспективы развития гидравлических приводов горизонтирования. Инновационный арсенал молодежи. VII МНТК: сб. тр. Санкт-Петербург, БГТУ «ВОЕНМЕХ», 2016.
  2. Гусев А.В., Храмов Б.А. Проблематика проектирования современных приводов горизонтирования мобильных грузовых платформ. IV Всеросс. науч.-техн. конф. молодых ученых и специалистов: сб. тр. КБСМ, 2017.
  3. Карчевский Е.М., Карчевский М.М. Лекции по линейной алгебре и аналитической геометрии. Казань, Казанский университет, 2012, 352 с.
  4. Гусев А.В., Храмов Б.А. Исследование динамических характеристик трехлинейного регулятора расхода. Вестник Концерна ВКО «Алмаз – Антей», 2019, № 1. DOI: https://doi.org/10.38013/2542-0542-2019-1-91-97
  5. Свешников В.К. Гидрооборудование: Международный справочник. Книга 2. Гидроаппаратура: Номенклатура, параметры, размеры, взаимозаменяемость. Москва, Техинформ. МАИ, 2002, 508 с.
  6. Васильченко В.А. Гидравлическое оборудование мобильных машин. Справочник. Москва, Машиностроение, 1983.
Ваш браузер устарел и не обеспечивает полноценную и безопасную работу с сайтом.
Установите актуальную версию вашего браузера или одну из современных альтернатив.