Колебания корпуса продольные

Продольные колебания корпуса. Продольные колебания корпуса вызывают изменение давления жидкости в баках и как следствие — изменение диаметра бака и изменение прогиба его днища. Жидкость в баке относительно стенок перемещается в направлении оси ракеты. Для расчета собственных форм и частот продольных колебаний корпуса известны две основные расчетные схемы. Первая в виде пружинно-массовой модели, состоящей из элементов с сосредоточенными параметрами, вторая — в виде прямого неоднородного стержня. [c.501]

Современное судно несет большое число вращающихся тел это — маховики двигателей, гребные винты с их валами, роторы динамомашин, гребные колеса колесных пароходов и т. д. Оси вращения располагаются или по продольной, или по поперечной оси корпуса судна, или вертикально. При своем движении судно может совершать колебания вокруг продольной оси (боковая 7-1 качка) или поперечной оси (килевая [c.370]

В машине для. испытания на кручение с инерционным механическим возбуждением колебаний нагружаемая система состоит из стержневого упругого динамометра, неподвижно закрепленного в массивной станине, и образца. Угловые колебания корпуса относительно продольной оси возбуждаются двумя неуравновешенными грузами, вращающимися на валок. [c.194]

Если между валопроводом и редуктором имеется упругая разъединительная муфта, то, учитывая, что продольные колебания главного упорного подшипника (ГУП) можно рассматривать как одну из точек формы колебаний корпуса судна, динамическую модель этой системы удобно представить. [c.96]

Так как вертикальное сейсмическое воздействие меньше горизонтального, а жесткость корпуса при продольных колебаниях намного больше изгибной жесткости, то вертикальные колебания корпуса не рассматриваются. [c.341]

Значения Ф получены на основе анализа поведения динамической модели системы. При ее разработке предполагалось, что колебания возбуждаются периодическими составляющими сил упора, действующими на гребной винт. Поскольку расчеты носили оценочный характер, учитывались только продольные колебания корпуса судна как элемента ВК. Это позволило представить модель в виде разветвленной системы, состоящей из двух цепочек масс, соединенных невесомыми пружинами (см. рисунок). Общее количество масс в этих цепочках было принято равным шести, что обеспечивало удовлетворительные результаты расчета в диапазоне частот до 25 Гц. [c.53]

При появлении продольных колебаний корпуса судна ф(/), вызванных моментом от волн гироскоп будет прецессировать с [c.75]

Трансмиссия через элементы конечной передачи взаимодействует с корпусом машины. Модель, представленная на рис. 2.31, в, предназначена для расчетов колебаний корпуса трактора и системы его подрессоривания в продольно-вертикальной плоскости. [c.138]

Вследствие большой жесткости корпуса его собственные частоты достаточно высоки, но они должны быть тем не менее определены, так как частота возмущающей силы также значительна. Динамические деформации жесткого блока фундамента незначительны и практически вообще не вызывают дополнительных реакций в опорных конструкциях. Вследствие этого можно мысленно убрать последние и рассматривать собственные колебания корпуса как колебания свободного стержня. Такой стержень может совершать изгибные колебания в вертикальной и горизонтальной продольных плоскостях и крутильные вокруг горизонтальной продольной оси. Частоты изгибных колебаний получены по уравнению (432) подстановкой числовых значений /=6, 85 м [c.357]

В книге рассмотрены автоколебания, возникающие в результате взаимодействия продольных упругих колебаний корпуса ракеты с динамическими процессами, протекающими в двигательной установке. [c.2]

Продольные автоколебания корпуса ракеты на жидком топливе возникают в результате взаимодействия продольных упругих колебаний конструкции с процессами, протекающими в жидкостном ракетном двигателе (ЖРД) и его топливоподающем тракте. Существенное возрастание амплитуд колебаний корпуса ракеты и различных параметров ЖРД, сопровождающее это явление, приводит, как правило, к различного рода аварийным ситуациям. [c.3]

Одновременно колебания приобретают правильную синусоидальную форму, с частотой, совпадающей с первым тоном собственном частоты продольных колебаний корпуса, равной в рассматриваемом случае 5,5 Гц. Амплитуда развивающихся таким образом гармонических колебаний осевой перегрузки сначала растет, достигая примерно к 130-й секунде полета максимума, а затем начинает [c.6]

До 115-й секунды полета колебания давления в камерах сгорания отдельных двигателей имеют весьма малую амплитуду и носят хаотический характер. Заметная корреляция между колебаниями в отдельных камерах сгорания при этом отсутствует. Одновременно с появлением регулярных колебаний давления на входах насосы окислителя эта картина меняется во всех пяти ка ерах сгорания возникают синхронные колебания, имеющие то же значение частоты, что и продольные колебания корпуса. Характер этих колебаний представлен на рис. 2. Из этого рисунка, в частности видно, что амплитуда колебаний незначительна . (Отсутствие строгой гармоничности сигнала, по всей вероятности, связано с влиянием шума, который соизмерим с амплитудой упорядоченных колебаний.) Амплитуды колебаний давления на входах в насосы [c.6]

Механизм потери продольной устойчивости. Конструкция ракеты представляет собой упругую механическую систему, в которой нод действием возмущающих сил возникают разнообразные формы механических колебаний. При решении задачи продольной устойчивости ракет определяющую роль играют продольные колебания корпуса. При реализации этих форм колебаний ракета деформируется вдоль продольной оси. На рис. 3 показаны схема ракеты и распределение вдоль ее оси значений коэффициента одной из возможных форм продольных колебаний. (Под коэффициентом формы колебаний произвольного сечения принято понимать безразмерное число, равное отношению смещения сечения относительно положения равновесия к смещению некоторого фиксированного сечения, например носка изделия.) При реализации изображенной на рис. 3, б формы колебаний носовая и хвостовая части ракеты движутся в противоположные стороны. Что же касается направления движения днищ баков первой ступени, то они в рассматриваемом случае совпадают. Переменная составляющая ускорений нижних точек топливоподающих трактов и днищ баков, возникающая при продольных колебаниях корпуса, вызывает периодическое изменение давления компонентов на входе в двигатель. Это приводит к колебанию тяги двигателей, приложенной к корпусу. Если динамические свойства топливоподающих трактов и двигателя таковы, что всякий раз, когда конструкция ракеты сживается, тяга двигателя возрастает (а при растяжении падает), то за период колебаний будет совершаться положительная работа. [c.7]

На возможность существования положительной обратной связи, обусловленной продольными колебаниями корпуса ракеты, было впервые указано в работе Вика [118], выполненной задолго до того, как в США появились ракеты, склонные к потере продольной устойчивости. Это обстоятельство наложило определенный отпечаток на эту работу, предметом исследования которой явилось влияние продольных колебаний корпуса ракеты на устойчивость горения в камере сгорания ЖРД. В соответствии с этим ряд наиболее характерных особенностей изучаемого здесь явления, а также методы стабилизации системы по отношению к продольным колебаниям оказались вне ее рамок. Поскольку помимо этого низкие значения коэффициента усиления, связывающего колебания осевой перегрузки с тягой двигателя в модели Вика, не позволяют, как правило, при реальных значениях параметров системы описать потерю продольной устойчивости, возникает задача выявления механизма, повышающего интенсивность положительной обратной связи. [c.8]

Пусть собственная частота колебаний жидкости в трубопроводе одного из компонентов имеет значение, совпадающее с собственной частотой колебаний корпуса. Свободные продольные колебания корпуса ракеты вызовут в этом случае явление резонанса в [c.9]

После того как разумная степень идеализации выбрана и обоснована, математическое описание продольных колебаний корпуса может быть представлено в виде некоторой системы дифференци-альных уравнений второго порядка в полных производных, число которых равно числу учтенных степеней свободы. Каждое из этих уравнений содержит несколько (более одной) координат, описывающих колебания отдельных элементов конструкции ракеты (баков, полезной нагрузки и т. п.). Если корпус ракеты рассматривается в виде некоторого эквивалентного стержня, то в число этих элементов входит конечное число обобщенных координат, совокупность которых приближенно описывает его колебания. Некоторые из уравнений математической модели содержат в правых частях члены, описывающие возмущающие силы. [c.15]

Возмущающие силы. Роль внешних сил, вызывающих продольные колебания корпуса ракеты, играют силы тяги двигателей. В качестве возмущающих сил в уравнениях (1.2. 1) часто в связи с этим используют отклонения сил тяги отдельных двигателей о г ил стационарных значений. Подобный подход, однако, не всегда удобен. [c.16]

Продольные колебания корпуса ракеты [c.36]

В работах [114] и [89] описаны продольные автоколебания корпуса ракеты Атлас , обусловленные взаимосвязью продольных колебаний корпуса ракеты с системой регулирования давления наддува бака окислителя. В этом случае предположение о постоянстве давления наддува, разумеется, недопустимо. Подобный вид потери устойчивости нами рассматриваться не будет, поскольку центральным вопросом задачи в этом случае является изучение системы автоматического регулирования наддува баков, выходящее за рамки изучаемого здесь круга задач. [c.41]

Уравнение (1.4.20) описывает малые колебания давления на днище бака, уравнение (1.4.21)—движение жидкости в трубопроводе, уравнение (1.4.22) —колебание объема сосредоточенной упругости, а система уравнений (1.4.10), (1.4.11), (1.4.14), (1.4.18)) — (1.4.23) в целом — описывает свободные продольные колебания корпуса ракеты вблизи стационарного режима работы. [c.42]

Колебания второго осциллятора описывают колебания жидкости в топливоподающем тракте, возникающие вследствие продольных колебаний корпуса ракеты. Простейшую механическую модель этого звена можно представить в виде массы на пружине, роль массы при этом играет столб жидкости в топливоподающем тракте, а роль пружины — сосредоточенная упругость. [c.43]

В правой части уравнения (1.4.27) стоит возмущающее воздействие, обусловленное продольным колебанием корпуса. Из формулы видно, что оно пропорционально сумме безразмерных величин длин столбов жидкости в баке и трубопроводе. [c.43]

Рис. 1. 14. Границы устойчивости продольных колебаний корпуса при различных значениях собственной частоты колебаний жидкости в трубопроводе

В нижней части рисунка приведена зависимость собственной частоты продольных колебаний корпуса /=.у/2я (кривая 5) от безразмерного времени полета, а также различные значения /о, для которых построены границы устойчивости в верхней части рисунка (кривые/—4). [c.47]

Остановимся на этом вопросе подробнее. Потеря устойчивости двигателя приводит к возникновению так называемых регуляторных автоколебаний, которые можно наблюдать при стендовых испытаниях ЖРД [16]. Амплитуда регуляторных автоколебаний в значительной мере зависит от того, как далеко от границы устойчивости расположен рассматриваемый режим работы двигателя. Вблизи границы устойчивости амплитуды автоколебаний малы и могут не приводить к нарушениям нормального функционирования двигателя при его стендовых испытаниях. Более того, в тех случаях, когда амплитуды автоколебаний имеют значения того же порядка, что и уровень шума, выявление самого факта их существования требует специального анализа экспериментальных данных. Переход от стендовых условий работы ЖРД к условиям работы в составе ракеты сопровождается появлением дополнительной обратной связи, обусловленной механическими колебаниями корпуса. Пусть собственная частота корпуса ракеты V и оо в течение времени полета не совпадают. Это значит, что потеря продольной устойчивости на собственной частоте трубопровода, близкой к (Оо, не наблюдается. [c.55]

Если, однако, частота регуляторных автоколебаний в этих условиях совпадает в некоторый момент времени с собственной частотой продольных колебаний корпуса, то в районе этих секунд полета будет наблюдаться явление резонанса. Следует особо подчеркнуть, что внешняя картина явления в этом случае аналогична наблюдаемой при потере продольной устойчивости до некоторых секунд полета амплитуды продольных колебаний корпуса и других параметров системы малы, начиная с некоторого момента времени (когда собственная частота колебаний корпуса приблизится к частоте регуляторных колебаний) амплитуда колебаний растет и после достижения максимума, по мере расстройки частот, падает до исходного уровня. [c.55]

Частоты кавитационных автоколебаний обычно лежат в диапазоне от нескольких единиц до нескольких десятков герц. Поскольку значения этих частот в ряде случаев лежат в том же диапазоне, что и собственные частоты колебаний корпуса ракеты, изучение зтого явления тесно примыкает к задачам продольной устойчивости (хотя и не совпадает с ними). [c.61]

Взаимодействие кавитационных автоколебаний с упругим корпусом ракеты. Кавитационные автоколебания насоса, работающего в составе ЖРД, приводят к колебаниям силы тяги. Если частота колебаний тяги двигателя совпадет в некоторый момент времени полета с собственной частотой продольных колебаний корпуса ракеты, то возникнет явление резонанса. Последний, в свою очередь, может привести к появлению недопустимо больших колебаний осевой перегрузки. В тех случаях, когда уровень кавитационных автоколебаний при отсутствии резонанса мал, внешне картина явления будет походить на потерю продольной устойчивости продольные колебания корпуса будут наблюдаться на ограниченном отрезке времени полета в районе совпадения собственных частот колебаний корпуса с частотой кавитационных автоколебаний. Следует, однако, четко различать эти внешне весьма сходные явления, поскольку они требуют различных методов стабилизации. При потере продольной устойчивости наиболее эффективным методом ее подавления, как уже отмечалось, является установка демпфера, а при резонансе кавитационных автоколебаний с корпусом — мероприятия по изменению конструктивных параметров насоса. Более того, установка демпфера, приводящая к уменьшению эффективной длины магистрали до насоса, может Б некоторых случаях приводить к возрастанию амплитуд кавитационных автоколебаний [77] и тем самым усугубить нежелательные 5 вления. [c.75]

Из этого и предыдущего разделов следует, что как потеря ус. тойчивости системы регулирования двигателя, так и кавитационные автоколебания в насосах могут при определенных условиях при. водить к имитации потери продольной устойчивости в полете. В обоих случаях возможность резонансных явлений в полете может быть предсказана на основе анализа результатов стендовых испытаний двигателя. Резонансные колебания в полете следует ожидать всякий раз, когда стендовые испытания двигателя сопровождаются хотя бы малым уровнем автоколебаний с частотой, лежащей в том же диапазоне, что и собственная частота продольных колебаний корпуса. [c.76]

Сложные формы колебаний корпуса ракеты, когда продольные колебания сопровождаются изгибом [84], а также такие способы крепления труб, при которых поступательное движение трубы сопровождается вращением, в этом разделе рассматриваться не будут. Будем считать в связи с этим, что трубопровод движется только [c.80]

Если расположение и конструкция узлов крепления трубопровода таковы, что продольные колебания корпуса сопровождаются [c.99]

Блок-схема показана на рис. 15. Система состоит из камеры сгорания (двигателя) /, корпуса ракеты 2, магистрали горючего 3, магистрали окислителя 4. Продольные колебания корпуса ракеты вызывают колебания давления в баках и топливных магистралях и, следовательно, колгебання подачи топлива в камеру сгорания. В камере возникают колебания давления, которые воздействуют на топливные магистрали и на корпус ракеты. [c.501]

Осевое знакопеременное нагружение образца осуществляется с помощью упругих трансформаторов, преобразующих крутильные колебания в продольные перемещения [40]. Высокочастотная нагрузка создается закручиванием упругого трансформатора кривошипным возбудителем динамических перемещений 3 (рис. 2.10), который обладает способностью плавного регулирования эксцентриситета в процессе работы и приводится во вращение асинхронным электродвигателем 4 через рычаг 9 внутренних цилиндров 7 и 5 упругого преобразователя, расположенного в корпусе 8 на опорах 44 и 15. Многослойная диафрагма 12, обладающая возможностью свободного осевого смещения, воспринимает создаваемый крутяпщй момент и обусловливает тем самым продольное [c.41]

Сварочная головка автомата вращается вокруг неподвижной трубы и имеет продольное и поперечное перемещение при помощп суппортов. Кроме того, сварочная горелка имеет поперечные колебания. Корпус автомата имеет форму скобы и при сварке закрепляется па трубе. К шестерне-венцу диаметрально прикрепляются сварочная головка и катушка для проволоки. Установка п снятие автомата производятся с помощью трубоукладчика. Сварка может производиться электродной проволокой следующих диаметров 0,8 1 1,2 1,6 и 2 мм. [c.414]

Многочисленные научно-технические публикации последних лет показывают, что потеря продольной устойчивости наблюдалась на подавляющем большинстве ракет, создававшихся за рубежом. Так, например, описаны случаи потери устойчивости — с последующим возникновением автоколебаний — разработанными в США ракетами типа Серджент , Юпитер , Тор-Эджена , Атлас-Эджена , Титан-1 , Титан-2 , Сатурн-5 (первая и вторая ступени) [80, 89] и французской ракетой Диамант [105, 112]. В работе [29] описана потеря продольной устойчивости, наблюдавшаяся при отработке ракеты-носителя КК Восток . Приведенный перечень показывает, что склонность к потере продольной устойчивости является характерной особенностью крупных ракет. Даже в тех случаях, когда интенсивные продольные колебания корпуса, возникавшие гюсле потери продольной устойчивости, не приводили к разрушениям силовой части конструкции ракеты, они нарушали нормальное функционирование приборов, а для пилотируемых полетов были недопустимы из-за физиологических ограничений. В частности, было установлено, что колебания с частотой 5—7 Гц космонавты переносят с трудом. При дальнейшем увеличении частоты ощущения становятся непереносимыми, поскольку на частоте 7 — )4 Гц возникают резонансные колебания глаз п некоторых внутренних органов [80, 119]. [c.4]

Вместо несколько громоздкого словосочетания — потеря устойчивости продольных колебаний корпуса ракеты — мы будем пользоваться сокращенным выражением — потеря продольной устойчивости ракеты или еще более кратким — потеря продольной устойчивости. В американской литературе для этой цели применяется термин РООО . Он происходит от названия детских пружинных ходулей, движение которых похоже на продольные колебания корпуса ракеты. [c.4]

Пренебрегая взаимным влиянием отдельных тонов, будем изучать устойчивость продольных колебаний каждого тона отдельно. Опуская в уравнениях (1.2.8) и (1.2.5) индексы, указывающие порядковый номер тйна, и учитывая только что сформулированные упрощающие предположения о характере внешних сил, получим стедующее уравнение, описывающее продольные колебания корпуса ракеты [c.37]

Если амплитуды продольных механических колебаний днища баков и трубопровгода различны, то колебания корпуса сопровождаются периодическим изменением длины и объема сильфона 6 (сл1. рис. 1. 12). Это приводит к тому, что, строго говоря, скорость жидкости на выходе из бака и в начале трубопровода не равны друг другу. Так как это различие в скорости при верхнем расположении компенсирующего сильфона не оказывает существенного влияния на продольную устойчивость, в настоящем разделе оно учитываться не будет (несколько ниже этот вопрос будет подробно рассмот-рен). [c.38]

Усилия, действующие на узлы крепления топливоподающего тракта. Если топливоподающий тракт исключен из модели механических колебаний корпуса и рассматривается в (Качестве самостоятельного звена, как это уже было принято во втором разделе, то его следует заменить соответствующими силами, приложенными к узлам крепления. Проекции этих сил на продольную ось ракеты входят при подобном подходе в правые части уравнений (1.2.1) или эквивалентных им уравнений (1.2.8) в качестве внещних возмущений (80, 89]. [c.95]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...