Экспериментальная отработка космических летательных аппаратов - Афанасьев В.А.
ISBN 5-7035-0318-3
Скачать (прямая ссылка):
К испытуемому изделию предъявляется ряд требований:
— изделие изготавливается по рабочим чертежам ЛА, с который оно должно быть идентично геометрически, механически, электрически и т.д.;
— масса М, центровка Хц м и моменты инерции 1Х; /у; /2 изделий должны экспериментально определяться перед испытаниями для кгоЦ дого конкретного ЛА;
— замена отдельных элементов изделия массогабаритными маке* тами допустима лишь в том случае, если это не окажет влияния н* прочность и работоспособность конструкции;
— в необходимых случаях следует обеспечить герметичность испытуемых изделий;
— аппаратура испытуемого изделия проверяется на автономное I комплексное функционирование с измерением основных параметров;
— комплектующие элементы и рабочие вещества, используемые ¦ механизмах и агрегатах ЛА, должны точно соответствовать чертежа^ необоснованные замены на стадии испытаний не допускаются;
— специальные узлы, устанавливаемые на изделии для его крепления или приложения нагрузки, не должны изменять прочность и жесткость конструкции, не должны препятствовать ее деформациям пр< испытаниях;
66
__на изделии устанавливаются преобразователи, необходимые для
фиксирования параметров.
Теоретически возможно проводить испытание всей конструкции ЛА, однако в большинстве случаев испытания проводятся на отдельных агрегатах. Это вызвано в основном следующими тремя причинами:
1. Для разных агрегатов ЛА расчетными являются различные случаи нагружения. Поэтому, проводя поагрегатные испытания, можно проверить прочность при расчетных режимах нагружения большинства агрегатов конструкции, используя один экземпляр изделия.
2. Испытания аппарата в целом сопряжены с большими техническими трудностями.
3. Нагружающее оборудование и различные управляющие и регистрирующие устройства снижают надежность всей установки. Повторный эксперимент с аппаратом часто не дает необходимой информации о его прочности и жесткости из-за остаточных деформаций, возникающих при первом эксперименте.
Испытания агрегата можно проводить как в системе аппарата, так и изолированно. Отдельные агрегаты следует поставлять на испытания вместе с переходниками, которые по своим характеристикам должны как можно точнее имитировать заменяемую ими конструкцию.
Стендовое оборудование должно удовлетворять ряду требований, основными из которых являются следующие:
— обеспечение идентичности или динамического подобия эксплуатационных процессов;
— применение конструкции узлов крепления аппарата и его агрегатов, соответствующей реальной;
— обеспечение воспроизводимости (повторяемости) процесса испытаний;
— минимальные побочные воздействия на испытуемый аппарат;
— максимальная автоматизация и механизация ручных операций, использование ЭВМ, особенно в части программного управления, контроля, регистрации данных, измерения параметров, обработки результатов;
— удобство и возможность проведения испытаний в короткие сроки и с минимальными затратами;
— мощность стенда, достаточная для обеспечения режимов испытания изделий;
— стабильность частотных параметров в пределах установленного Допуска при изменении массы или нагрузки;
— наименьшее время выхода на заданный режим работы;
— использование стандартных источников подводимой мощности. Определение динамических характеристик КЛА играет важную
Р°ль при решении проблем динамики, связанных с упругостью конст-
67
рукции ЛА, подвижностью жидкого топлива в баках и т.д. Основным! характеристиками рассматриваемых объектов являются собственны* частоты, формы колебаний, коэффициенты демпфирования и обоб-щенные массы.
Применение теоретических методов позволяет в настоящее врем< получать собственные частоты и формы колебаний только в сравни* тельно простых случаях. С помощью экспериментальных методов мо* гут быть определены все динамические характеристики для самы^ сложных конструкций.
Рассмотрим основные методы определения собственных частот^ форм колебаний, обобщенных масс и коэффициентов демпфировав ния, получившие наибольшее распространение на практике при проведении динамических испытаний натурных объектов и их моделей.
В основе экспериментальных методов определения собственны* частот, форм колебаний и коэффициентов демпфирования лежит до* пущение, что динамические свойства испытуемого объекта в заданной частотном диапазоне могут быть с достаточной точностью описана конечной системой линейных дифференциальных уравнений с постоянными коэффициентами. Соответствующая математическая модель обычно записывается в следующем виде:
Ас( +Вц + Сц = 0, (2.20)
где Л, Ву С — соответственно матрицы инерции, демпфирования и жесткости; ц — вектор обобщенных координат (за обобщенные координата принимаются абсолютные перемещения точек системы).
Из соотношения (2.20) видно, что реальной системе с распределенными параметрами ставится в соответствие линейная математическая модель с конечным числом степеней свободы. В большинстве случае! этого достаточно для описания динамических свойств рассматриваемых объектов.
Второе допущение — об отсутствии диссипативных связей между главными координатами системы — выполняется при слабом демпфировании и отсутствии близких собственных частот. В этом случае уравнение (2.20) с помощью подстановки
