Анализ влияния способа крепления на напряженно-деформированное состояние композитного бака высокого давления

В настоящее время композитные баки высокого давления (КБВД), обладающие высокой весовой эффектив- ностью, находят широкое применение в космической технике. В спутникостроении КБВД обеспечивает необ- ходимый объем рабочего тела для реализации высокоэффективной схемы довыведения космического аппарата (КА) на геостационарную орбиту с использованием штатных электрореактивных двигательных установок. Актуальным также является вопрос использования подобных баков в целях увеличения срока активного суще- ствования КА и реализации программ освоения дальнего космоса. Актуальной задачей является обеспечение надежности КБВД. Изучение зарубежной литературы свиде- тельствует о том, что немаловажное влияние на напряженно-деформированное состояние (НДС) бака ока- зывают их элементы крепления, находящиеся в непосредственном контакте с баком. Рассматриваются ос- новные способы крепления крупногабаритных КБВД сферической формы: переходный отсек, выполненный в форме «юбки», и вантовая система. Создана конечно-элементная модель КБВД для проведения анализа влия- ния элементов крепления на НДС КБВД. Анализ полученных результатов расчета показал, что вантовая система практически не оказывает влия- ния на НДС КБВД, в отличие от композитной «юбки», которая в два и более раза снижает действующие на- пряжения в районе крепления к баку, провоцируя неравномерное распределение напряжений. Композитная «юбка» напрямую передаёт свою форму потери устойчивости баку, что говорит о значительном влиянии «юбки» на НДС бака. Применение композитной «юбки», в сравнении с вантовой системой, характеризуется высокой вероятностью отказа КБВД. Полученные результаты свидетельствуют о том, что вантовая система является более эффективным способом крепления КБВД.