Исследование динамических воздействий на объекты ракетно-космической техники при морской транспортировке

• Автор: Широков, Сергей Витальевич
• Шифр специальности: 05.13.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Самара
• Количество страниц: 116 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение
1 Анализ состояния проблемы и постановка задачи
исследования
2 Разработка математических моделей динамических
воздействий на объект
3 Исследование динамических воздействий
на изделие
4 Исследование влияния характеристик средств транспортирования на величину динамического воздействия на транспортируемое
морем изделие РКТ
Основные результаты и выводы
Библиографический список
Приложение А. АКТ об использовании результатов кандидатской диссертации

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность работы. После завершения производства ракет-носителей (PH) одним из важнейших вопросов является ее транспортирование в эксплуатирующую организацию.
Транспортирование блоков PH осуществляется горизонтально в защищающих от внешних атмосферных условий специальных контейнерах, в которых блоки PH, в отличие от большинства других грузов, закрепляются непосредственно к несущей раме без защитной оболочки. На блоки PH при этом воздействуют динамические нагрузки, характер которых отличается от нагрузок, воздействующих на PH в полете.
Проблема сохранения эксплуатационных характеристик PH в процессе транспортирования может решаться либо усилением конструкции последней, что увеличивает ее массу, либо ограничением допустимых перегрузок при ее транспортировании. Ранее транспортировка внутри нашей страны осуществлялась железнодорожным или автомобильным транспортом. Для этих условий проблема исследования нагрузок на транспортируемое изделие ракетно-космической техники (РКТ) достаточно изучена, разработаны и широко используются математические модели, позволяющие расчетными методами определить значения этих нагрузок и провести их анализ.
В настоящее время в связи с расширением географии использования объектов отечественной РКТ возникают ситуации, приводящие к необходимости транспортирования блоков PH на большие расстояния из европейской части России на космодромы Южной и Северной Америк, Юго-Восточной и Восточной Азии, в районы запуска в Индийском Океане. В результате этого возникла необходимость использования морского транспорта для доставки оборудования и изделий РКТ в требуемую точку. Разработка материалов настоящей диссертации осуществлялась в рамках проведения работ по созданию ракетно-космического комплекса для PH «Союз-СТ» в Евианском Космическом Центре.

В процессе транспортирования морским транспортом динамические воздействия на перевозимое изделие отличаются от динамических воздействий при транспортировании железнодорожным или автомобильным транспортом. Для случая морской перевозки возмущающие воздействия на объект транспортирования передаются посредством воздействия на судно морского волнения, определяемого высотой волн, скоростью их набегания, курсовым углом и другими параметрами.
Для определения динамических воздействий на судно отечественными учеными А. Н. Крыловым,В. В. Семеновым-Тянь-Шаньским, А. М. Басиным, Ю. В. Ремезом, JI. JI. Вагущенко,С. Н. Благовещенским, М. А. Бельговой, Р. В. Борисовым,А. Н. Малышевыми др. было разработано большое количество математических моделей, позволяющих определить его поведение под воздействием волнения воды. Однако модели, разработанные указанными авторами, не учитывают в совокупности динамические воздействия на транспортируемое изделие, зависящее от параметров морского волнения, динамических характеристик судна, упруго-диссипативных свойств транспортируемых изделий и средств крепления изделий на транспортном средстве. Вопрос определения нагрузок на перевозимых судном объектах в настоящее время изучен только для традиционных грузов, в то время как способы закрепления объектов РКТ на судне имеют свои отличия, обусловленные совокупностью конструктивных особенностей, большими габаритами, высокими требованиями по допустимым нагрузкам и другими причинами. В существующих моделях эти вопросы не учитываются, в связи с чем, требуется разработка новых математических моделей, позволяющих определять возникающие нагрузки на перевозимых морским транспортом объектах РКТ с учетом различных факторов, а также осуществлять их исследование, анализ и предъявлять требования к устройствам демпфирования этих нагрузок. Такая постановка задачи определяет актуальность темы настоящей диссертационной работы.

ав — угол наклона волны, асБК — угол наклона судна, Zвк — перемещение изделия от бортовой качки, г —расстояние между осью вращения судна и точкой крепления изделия, тс - масса судна, ти - масса изделия.
Рисунок
Данная схема и расчеты для перемещений изделия от бортовой качки осуществляются без учета влияния на это перемещение вертикальной и килевой качек.
Описанное выше уравнение движения точки судна для случая бортовой качки (2.3) после преобразования по Лапласу аналогично расчетному случаю для вертикальной качки можно представить в виде
км=с‘ш!4= г

а«(Р) (7,БКР +БКБКР +
Ъкгг / гг
(2.13)
где р — оператор Лапласа, кБК = БК/ 2 , ТБК = V , = ,иБК
/ со БК /ыбк
Полученное выражение (2.13) является передаточной функцией, связывающей угловое перемещение точки судна асБк относительно