Теоретико-экспериментальное определение параметров зон разрушения в грунте и условий формирования внешних нагрузок на летательные аппараты при вертикальном старте (посадке) на грунтовых площадках

• Автор: Карбовский, Владимир Александрович
• Шифр специальности: 05.07.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 209 с. : ил

Оглавление
Введение
Глава 1 .Анализ моделей и параметров процесса разрушения грунта
сверхзвуковой газовой струёй
1.1 .Анализ работ по исследованию процессов взаимодействия газовых струй с поверхностями грунтовых площадок.
Постановка задач исследования
1.2.Моделирование процесса воздействия сверхзвуковой газовой
струи на поверхность грунтовой площадки
1.3.Разработка вероятностных моделей параметров, определяющих свойства грунтов естественного залегания
1.3.1.Анализ строения грунтов естественного залегания и общие закономерности их генезиса
1.3.2.Классификация грунтов
1.3.3.Распространение различных типов грунтов на территориях возможной эксплуатации летательных аппаратов. Особенности грунтов некоторых планет солнечной системы
1.3.4.Разработка вероятностных моделей параметров,определяющих свойства грунтов естественного залегания
Глава 2.Экспериментальное исследование процесса разрушения
грунтов сверхзвуковыми газовыми струями
2.1 .Планирование экспериментов
2.2.Экспериментальное оборудование
2.3.Методика проведения экспериментальных исследований
2.4.0шибки и неопределенность эксперимента
2.5.Результаты экспериментальных исследований
2.5.1.Влияние фильтрационных свойств грунта на его разрушение
газовыми струями
2.5.2.0ценка скорости разрушения грунта газовой струёй двигателя
летательного аппарата

2.5.3.Влияние масштаба моделирования двигателя летательного аппарата на конечные размеры зон разрушения в грунте
2.5.4.Влияние степени нерасчётности п и числа Маха Ма на срезе
сопла двигателя на конечные размеры зон разрушения в грунте.
2.5.5.Влияние угла старта летательного аппарата на форму и
размеры зон разрушения в грунте
2.5.6.Влияние начального расстояния от среза сопла двигателя летательного аппарата до поверхности площадки Н на размеры
зон разрушения
2.5.7.0собенности формирования зон разрушения в грунте при последовательном воздействии двух параллельных газовых
струй
Глава 3.Разработка имитационной модели процесса воздействия сверхзвуковой газовой струи двигателя летательного аппарата на поверхность грунтовой стартово-посадочной
площадки
3.1.Описание физической структуры процесса разрушения
поверхностей грунтовых площадок газовыми струями двигателей
летательных аппаратов
3.2.0боснование целесообразности применения имитационного моделирования для описания процесса разрушения грунтов
газовыми струями
3.3.Разработка имитационной модели разрушения грунта газовой
струёй
3.3.1.Моделирующий алгоритм процесса разрушения поверхности грунтовой площадки газовой струёй
3.3.2.Моделирование параметров газовой струи в зоне контакта
струи с поверхностью грунтового массива ,.
3.3.3.Выбор модели грунта для расчёта поля напряжений и контура зоны разрушения в грунтовом массиве
З.ЗАМоделирование процесса формирования контура зоны

разрушения в грунте под воздействием газовой струи
3.3.5.Построение приближённого решения уравнений зоны разрушения
3.3.6.Проникание газовой струи в грунт
3.3.7.Граничные условия
3.3.8.Моделирование характеристик грунтов
Глава 4.Прогнозирование параметров зон разрушения в грунте и
условий формирования внешних нагрузок на летательные аппараты при вертикатьном старте (посадке)
4.1 .Примеры расчётов параметров зон разрушения
4.2.0ценка качества имитационой модели процесса разрушения
грунта газовой струёй двигателя летательного аппарата
4.2.1.Оценка адекватности модели
4.2.2.0ценка чувствительности и устойчивости модели
4.3.Прогнозирование параметров зон разрушения в грунте и условий формирования внешних нагрузок на летательные аппараты при вертикальном старте (посадке)
4.3.1 .Прогнозирование методом физического моделирования
4.3.2.Прогнозирование с использовонием имитационной модели
процесса разрушения грунта газовой струёй
Заключение
Библиографический список использованной литературы
Приложения:
1 .Схемы вертикального старта и посадки летательных аппаратов..
2.Характеристики грунтов
З.Экспериментальное оборудование и результаты исследований.... 185 4.Имитационное моделирование процесса разрушения грунта сверхзвуковыми газовыми струями

го процессов, т.е. использование масштабной модели без изменения свойств грунта приводит к погрешностям. Поэтому возникает задача исследования влияния фактора линейного масштаба моделирования на процесс разрушения грунта сверхзвуковой газовой струёй.
Изучение вопросов моделирования подобных процессов на других планетах солнечной системы показывает, что в этом случае можно использовать методы как эквивалентных материалов, так и центробежное моделирование [30]. При этом необходимо учитывать изменение силы тяжести.
Так, например, Земля по отношению к Луне является центрифугой, обеспечивающей изменение масштаба моделирования ускорения свободного падения в 6 раз:
к = = 1 .

Изложенные выше рассуждения приводят к выводу о необходимости строгого подхода к выбору грунтовых площадок для проведения экспериментальных исследований. Тип грунта и его характеристики должны соответствовать грунтам, имеющим наибольшую распространённость на территориях возможного применения разрабатываемой техники.
1.3.Разработка вероятностных моделей параметров, определяющих свойства грунтов естественного залегания
Проектирование, расчёт и оптимизацию параметров и режимов функционирования ЛА нельзя рассматривать вне связи ЛА с внешней средой и другими факторами, определяющими условия их эксплуатации. При этом необходимо учитывать случайный характер воздействующих факторов. Совершенно очевидно, что это относится и к режиму старта (посадки) ЛА, как к одному из наиболее критических режимов.
В качестве одних из основных величин, определяющих условия старта (посадки) ЛА и имеющих стохастический характер, следует рассматривать