Алгоритм моделирования вибрационных воздействий при трековых испытаниях авиационной и ракетной техники
Автор: Астахов С. А., Бирюков В. И., Боровиков Д. А.
Журнал: Сибирский аэрокосмический журнал @vestnik-sibsau
Рубрика: Авиационная и ракетно-космическая техника
Статья в выпуске: 2 т.24, 2023 года.
Бесплатный доступ
Трековые высокоскоростные наземные испытания изделий авиационной и ракетной техники позволяют экспериментально подтвердить аэродинамические и прочностные характеристики новых летательных аппаратов или их составных частей. Экспериментальная установка «Ракетный рельсовый трек 3500», расположенная на территории Федерального казенного предприятия «Государственный казенный научно испытательный полигон авиационных систем имени Л. К. Сафронова» (ФКП «ГкНИПАС» имени Л. К. Сафронова), представляет собой сложное гидрогазодинамическое инженерное сооружение. Основной частью этой установки является рельсовый путь, размещенный на специальном бетонном основании, которое опирается на сваи для исключения влияния вязкоупругих колебаний грунта. Между рельсами с учетом профиля трека выполнен гидродинамический многоуровневый лоток, предназначенный для гидравлического торможения сохраняемой трековой каретки. Подвижная ракетная трековая каретка опирается на башмаки скольжения, охватывающие верхнюю головку рельса. На трековой каретке размещаются ракетные двигатели твердого топлива и объект исследования. В статье изложен подход расчетного определения динамических нагрузок, действующих на упругую конструкцию трековой каретки с объектом испытания. Конструкция представлена схематической пространственной моделью упругих балок в виде стержней, пластин, труб с эквивалентной массой и жесткостью, соединенных между собой упругими связями. Сформулирована модель нестационарных аэродинамических сил с учетом вязкости для численных расчетов обтекания конструкции каретки. Разработаны программы и выполнено моделирование аэродинамического взаимодействия при обтекании сверхзвуковым воздушным потоком конструкции ракетной каретки. Расчетным путем получены результаты вибрационных ускорений элементов, составных частей каретки и объекта испытания в зависимости от скорости движения. Определены формы и частоты собственных свободных колебаний конструкции каретки, вычислены плотности спектров виброускорений.
Наземные испытания, рельсовый трек, ракетная каретка, вибрация, частота свободных колебаний, плотность спектра мощности
Короткий адрес: https://sciup.org/148326826
IDR: 148326826 | DOI: 10.31772/2712-8970-2023-24-2-291-308
Список литературы Алгоритм моделирования вибрационных воздействий при трековых испытаниях авиационной и ракетной техники
- Тимошенко С. П., Янг Д. Х., Уивер У. Колебания в инженерном деле / пер. с англ. Л. Г. Корнейчука ; под ред. Э. И. Григолюка. М.: Машиностроение, 1985. 472 с.
- Волны в сплошных средах / А. Г. Горшков, А. Л. Медведский, Л. Н. Рабинский, Д. В. Тарлаковский. М.: Физматлит, 2004. 472 с.
- Изгибно-крутильные колебания консольно размещенного обтекаемого тела, имеющего кольцевое поперечное сечение, при высокоскоростных трековых испытаниях / Астахов С. А., Бирюков В. И., Кулак И. П. и др. // Динамические и технологические проблемы механики конструкций и сплошных сред: материалы XXVIII Междунар. симпозиума им. А. Г. Горшкова. Т. 2. С. 12–14.
- Ерофеев В. И., Кажаев В. В., Семерикова Н. П. Волны в стержнях. Дисперсия. Диссипация. Нелинейность. М.: Физматлит, 2002. 208 с.
- Вибрации в технике: справочник в 6 т. Т. 1. Колебания линейных систем. 2-е изд., испр. и доп. / под ред. В. В. Болотина. М.: Машиностроение, 1999. 504 с.
- Артоболевский И. И., Бобровницкий Ю. И., Генкин М. Д. Введение в акустическую динамику машин. М.: Гл. ред. физ.-мат. лит., 1979. 296 с.
- Явленский А. К., Явленский К. Н. Вибродиагностика и прогнозирование качества механических систем. Л.: Машиностроение, 1983. 239 с.
- Ивантеев В. И., Чубань В. Д. Некоторые вопросы построения упруго-массовых схем самолета с использованием метода конечных элементов // Тр. ЦАГИ. 1988. Вып. 2405. С. 36–48.
- Фершинг Г. Основы аэроупругости / пер. с нем. К. Ф. Плитта ; под ред. Г. М. Фомина. М.: Машиностроение, 1984. 599 с.
- Лурье А. И. Аналитическая динамика. М.: Физматгиз. 1961, 824с.
- Кузнецов О. А. Динамические нагрузки на самолет. М.: Физматлит, 2008. 264 с.
- Клячко М. Д., Арнаутов Е. В. Летные прочностные испытания самолетов. Динамические нагрузки. М.: Машиностроение, 1984. 484 с.
- Макаревский А. И., Чижов В. М. Основы прочности и аэроупругости летательных аппаратов. М.: Машиностроение, 1975. 238с.
- Морозов В. И., Пономарев А. Т., Рысев О. В. Математическое моделирование сложных аэроупругих систем. М.: Физматлит, 1995. 727с.
- Flow Vision. Rukovodstvo polzovatelya [FlowVision. User manual]. Moscow: OOO “TESIS”, 1999–2021.
- Моделирование аэродинамического взаимодействия при трековых испытаниях изделий авиационной техники / С. А. Астахов, В. И. Бирюков, С. Ф. Тимушев, А. В. Катаев // Вестник Пермского нац. исслед. политехн. ун-та. Аэрокосмическая техника. 2023. № 72. С. 5–20. DOI: 10.15593/2224-9982/2023.72.01.
- Wilcox D. C. Turbulence modeling for CFD // DCW Industries, Inc., 1994. 460 p.
- Лойцянский Л. Г. Механика жидкости и газа. М.: Дрофа, 2003. 840 с.
- Применение пакетов прикладных программ при изучении курсов механики жидкости и газа / Т. В. Кондранин, Б. К. Ткаченко, М. В. Березникова и др. М.: МФТИ, 2005. 104 с.
- Программное обеспечение Siemens PLM. Siemens Simcenter Amesim 2020.2.0 (x64) [Электронный ресурс]. URL: https://www.siemens.com/global/en/products/simcenter/simcenter.
- Астахов С. А., Бирюков В. И., Катаев А. В. Экспериментальное определение проводимости вибраций элементами конструкции ракетной каретки при высокоскоростных трековых испытаниях авиационной техники // Сибирский аэрокосмический журнал. 2023. Т. 24, № 1. С. 44–63. Doi: 10.31772/2712- 8970-2023-24-1-44-63.
- Random Vibration and Stress Analysis of Fluidization Reactor System / Swetal Patel, Reena R. Trivedi, Bhadresh Jariwala // International Journal of Latest Technology in Engineering, Management & Applied Science (IJLTEMAS). 2017. No. 8. P. 102–111.
- Kishen Karumbaiah B. J., Y. J. Suresh, Basava T. Random vibration analysis on installation of an environmental control system component in fighter aircraft // International Journal of Research in Engineering and Technology. 2015. No. 12. P. 57– 62.
