Нагружение и прочность конструкций транспортного космического корабля при воздействии отсечки тяги двигателя третьей ступени ракеты-носителя
Автор: Безмозгий Иосиф Менделевич, Бобылев Сергей Степанович, Софинский Алексей Николаевич, Чернягин Александр Григорьевич
Журнал: Космическая техника и технологии @ktt-energia
Рубрика: Прочность и тепловые режимы летательных аппаратов
Статья в выпуске: 2 (17), 2017 года.
Бесплатный доступ
Статья посвящена исследованию динамической реакции конструкции транспортного грузового корабля (ТГК) «Прогресс» на отсечку тяги двигателя последней ступени ракеты-носителя (РН) «Союз». Импульсное воздействие на связку в составе ТГК и третьей ступени РН рассмотрено в двух вариантах: первый - типичная отсечка тяги, второй - с уменьшенным градиентом спада тяги. Исследования проведены на основе многоуровневого динамического моделирования конструкций. Реализованная технология решения задачи позволила получить следующие результаты: определить конфигурацию трансформированного, приведенного к любому поперечному сечению изделия, воздействия; дать исчерпывающую картину динамического отклика конструкции на импульсное воздействие; выделить класс конструкций с наиболее интенсивной реакцией на рассматриваемое импульсное воздействие; локализовать зону конструкции ТГК с максимальным уровнем напряженно-деформированного состояния. Из проведенного исследования сделаны выводы, основные из которых следующие: отсечка тяги последней ступени не дает энергоемких динамических эффектов; смягчение градиента спада тяги снижает уровень нагружения конструкции в 1,5раза; максимальный уровень напряжений реализуется в узкой зоне на одной из балок рамы нижнего приборного отсека с числом циклов менее 10; для типичной отсечки тяги двигателя запас прочности по пиковым напряжениям более двух, для модифицированной отсечки - более трех. Представленные в статье результаты показывают, что отсечка тяги третьей ступени РН не является расчетным случаем, не формирует напряженного состояния, близкого к критическому, и не оказывает влияния на прочность ТГК.
Тгк "прогресс", отсечка тяги рн, динамика конструкций, моделирование, нагружение, напряженно-деформированное состояние, прочность
Короткий адрес: https://sciup.org/14343557
IDR: 14343557
Список литературы Нагружение и прочность конструкций транспортного космического корабля при воздействии отсечки тяги двигателя третьей ступени ракеты-носителя
- Колесников К.С. Динамика ракет. М.: Машиностроение, 2003. 520 с.
- Гладкий В.Ф. Динамика конструкции летательного аппарата. М.: Наука, 1969. 495 с.
- Безмозгий И.М., Софинский А.Н., Чернягин А.Г. Моделирование в задачах вибропрочности конструкций ракетнокосмической техники//Космическая техника и технологии. 2014. № 3(6). С. 71-80.
- Зенкевич О. Метод конечных элементов в технике. М.: Мир, 1975. 541 с.
- Галлагер Р. Метод конечных элементов. Основы. М.: Мир, 1984. 431 с.
- Афанасьев И. Универсальная верхняя ступень//Новости космонавтики. 2006. № 4(279). С. 28.
- Машиностроение. Энциклопедия. Т. IV -22. Ракетно-космическая техника, кн. 2, ч. I. М.: Машиностроение, 2014. С. 53-64.
- Lahey R.S., Miller M.R., Reymond M.A. (eds.) MSC/NASTRAN Reference Manual, Version 68, The MacNeal-Schwendler Corporation, Los Angeles, California, 1994.
- Blakely K.D. MSC/NASTRAN Basic Dynamic Analysis User’s Guide, Version 68, The MacNeal-Schwendler Corporation, Los Angeles, California, 1993.
- Theory Reference for the Mechanical ADPL and Mechanical Applications. ANSYS Release 14.0, SAS IP, Inc. 2011.
- Чигарев А.В., Кравчук А.С., Смалюк А.Ф. ANSYS для инженеров. М.: Машиностроение, 2004. 510 с.
- Редин Д.Г., Лалин В.В. Решение нестационарных динамических задач методом конечных элементов по времени//Известия высших учебных заведений. Строительство. 2009. № 1. С. 31-38.
- Hughes T.J.R. Analysis of transient algorithms with particular reference to stability behavior. Computation methods for transient analysis. Vol. 1. Ed. T. Belytschko and K.J. Bathe. North-Holland, Amsterdam. 1983. P. 67-155.
- ANSYS Mechanical APDL Theory Reference. Release 16.1.
- ANSYS. Руководство пользователя. Release 16.1. SAS IP, Inc.
- Безмозгий И.М., Казакова О.И., Софинский А.Н., Чернягин А.Г. Отработка вибропрочности автоматического космического аппарата дистанционного зондирования Земли//Космическая техника и технологии. 2014. № 4(7). С. 31-41.
- Безмозгий И.М., Софинский А.Н., Чернягин А.Г. Отработка вибропрочности узлового модуля Российского сегмента Международной космической станции//Космическая техника и технологии. 2015. № 3(10). С. 15-25.
- Софинский А.Н. Влияние искажения формы конструкции на ее несущую способность//Космическая техника и технологии. 2016. № 2(13). С. 34-44.
- Безмозгий И.М., Софинский А.Н., Чернягин А.Г. Напряженно-деформированное состояние и прочность сварной оболочки с тоннельной трубой//Космическая техника и технологии. 2016. № 3(14). С. 43-55.
