ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Влияние упругих деформаций корпуса на стабилизацию ракеты из "Основы техники ракетного полета " Под моделированием понимается воспроизведение функциональных связей в некоторой сложной системе при помощи другой, более простой и доступной для наблюдения. Эта воспроизводящая система называется моделирующим устройством, или просто моделью. [c.410] Принцип моделирования основан на общности дифференциальных уравнений, которым подчиняются процессы, протекающие в натуре и в модели. Следовательно, в данном случае модель должна воспроизводить уравнения (8.6) — (8.8). [c.410] Для выполнения первой из указанных операций — операции умножения — используется ячейка, схема которой показана на рис. 8.28. В ее основе лежит многокаскадный усилитель постоянного тока с большим коэффициентом усиления (/(=10 —10 ). [c.411] Таким образом, при надлежащем выборе отношения 2/ 1 достигается увеличение или уменьшение входного сигнала в нужное число раз. Если множитель 2/- необходимо менять во времени, подобно тому, как изменяются коэффициенты уравнений (8.6) и (8.7), то резистор / 1 нли 2 надо выполнить переменным, сообщив токосъемнику смещение по заданному закону. [c.411] Положим, мы располагаем набором подобных ячеек, и требуется смоделировать процесс, описываемый уравнением х + Рх — О при заданных начальных условиях при = О, х = Хо и X = Хо. Под Р понимается некоторая заданная медленно изменяющаяся функция времени. [c.412] Чтобы определить подынтегральное выражение, надо воспользоваться множительной ячейкой, подавая на ее вход напряжение X и меняя сопротивление в соответствии с законом изменения Р (рис. 8.29). На выходе получим —Рх. Далее поставим интегрирующую ячейку. Она даст нам на выходе х— РхШ. Проинтегрируем выходное напряжение вторично. В итоге получаем — РхШ. Но по условию этот двукратно взятый интеграл равен функции х. Значит, выходное напряжение следует замкнуть на вход. Схема набрана. [c.412] Вспомним о начальных условиях. На вход АВ в начальный момент времени должно быть подано заданное напряжение лго, а к точкам С и D, где напряжение равно производной от х, надо подать заданное начальное напряжение —io- Но процесс интегрирования начнется сразу же, как только подано напряжение на вход, и это затрудняет наши действия. Поэтому лучше подать напряжение Xq на выход к точкам Е и /С, предварительно разомкнув линию АЕ, а xq подать на вход первого интегрирующего звена, разомкнув цепь в точке С. Операция интегрирования начинается с пуска механизма изменения коэффициента F(t) и последующего одновременного соединения разорванных линий. Если к точкам Л и В подключен осциллограф, мы получим запись моделируемого процесса на необходимом отрезке безразмерного времени t/R , где R — константа интегрирующего звена. Подбором этой константы можно обеспечить интегрирование и в натуральном масштабе времени. Очевидно, в соответствии с принятым масштабом должен быть предварительно откалиброван и датчик функции F 1 . [c.412] Из элементарных звеньев моделирующей машины набираются блоки, производящие интегрирование уравнений (8.6) и (8.7). [c.413] Все коэффициенты уравнений являются величинами переменными. Требуемые законы их изменения задаются переменными сопротивлениями в устройстве, называемом блоком переменных коэффициентов. Это — набор барабанов, посаженных на общую ось и вращающихся с постоянной угловой скоростью. На каждый барабан (рис. 8.31) накладывается лист миллиметровки 2, на котором предварительно наклеен тонкий провод 3. Линейный потенциометр 1 располагается вдоль образующей и занимает всю длину барабана. Необходимый закон изменения сопротивления достигается рассчитанным заранее, а затем скорректированным профилем укладки провода. [c.414] В моделирующей установке напряжения, соответствующие переменным Afv, Аф и Аб, регистрируются при помощи осциллографов для всего времени управляемого полета. Многократно повторяя на модели полет ракеты, можно установить степень влияния различных возмущений, определить, как справляется со своей задачей автомат стабилизации, и найти для него оптимальные параметры. [c.414] Аналогичным образом исследуется устойчивость режима стабилизации по каналам крена и рыскания. Однако описанная в упрощенном виде принципиальная схема моделирования не исчерпывает полностью задачи настройки автомата стабилизации. Есть еще некоторые усложняющие обстоятельства, которые необходимо принимать во внимание о них мы сейчас и поговорим. [c.414] При составлении всех до сих пор рассмотренных уравнений движения предполагалось, как само собой разумеющееся, что корпус ракеты представляет собой твердое неизменяемое и не-деформируемое тело. Такое допущение не может повлечь за собой сколь-либо серьезных погрешностей, пока мы интересуемся относительно медленным изменением угловых перемещений ракеты, свойственным задачам баллистики. Но когда рассматривается процесс стабилизации, протекающий в характерном колебательном режиме, этот вопрос приобретает самостоятельное значение. Иначе говоря, простая н очевидная расчетная схема жесткого целого, принятая для корпуса ракеты, может привести к качественно неверным выводам об устойчивости системы стабилизации в целом. [c.414] действующие на стенки баков с некоторым сдвигом фазы по отнощению к возмущениям. Кроме того, при перемещениях жидкости смещается в поперечном направлении и центр масс системы, и возникает эксцентриситет тяги, что также приводит к дополнительным возмущающи.м моментам. При этом можно сразу и без предварительных расчетов сказать, что влияние подвижной жидкости на процесс стабилизации оказывается более заметным при больших диаметрах баков, т. е. для ракет малого удлинения. [c.415] В итоге сказанного можно сделать валяный вывод, что на стабилизацию ракеты оказывает влияние подвижность не всей массы топлива, находящегося в баках, а лишь небольшой ее части. [c.416] Весьма удобно эту подвижную часть жидкости рассматривать как некоторую сосредоточенную приведенную массу Мп, установленную на пружине и имеющую упругие поперечные смещения относительно корпуса (рис. 8.33). Место расположения массы по длине бака должно соответствовать центру давления возмущенной жидкости на стенку, а частота колебаний — частоте тона. Каждому тону соответствует, естественно, своя эквивалентная подвижная масса. При этом обнаруживается, что приведенная масса второго тона в тридцать с лишним, а третьего — в 140 раз меньше приведенной массы первого тона. [c.416] После того как проведен анализ устойчивости системы для жесткого корпуса, производится уточненное исследование обобщенной системы с учетом жидкого наиолнеиия баков, и настройка автомата уточняется. Нередки случаи, когда при большом диаметре баков устранить подобным образом влияние колебаний жидкости не удается. Тогда вблизи стенок баков приходится ставить кольцевые перегородки — гасители колебаний, препятствующие вертикальному перемещению частиц жидкости у стенки. Такие перегородки, в частности, мы уже могли видеть в баках ракеты Тор (рис. 2.6). [c.417] Подвижная жидкость в баках — не единственная причина, по которой схема твердой и жесткой ракеты грешит против истины. Не меньшее значение для жидкостных ракет имеет и упругая податливость самой конструкции, в связи с чем на автомат стабилизации возлагается особая и несколько необычная задача устранить не просто раскачку ракеты, как жесткого тела, а стабилизировать корпус, изгибающийся подобио балке. [c.417] Формы колебаний балки. [c.418] Вернуться к основной статье