Структурно-параметрический анализ и синтез механизмов старта беспилотных летательных аппаратов

• Автор: Аленченков, Григорий Сергеевич
• Шифр специальности: 05.02.18
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Ижевск
• Количество страниц: 138 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение

Глава 1. Анализ известных конструкций механизмов старта

и методов их проектирования

1.1 .Эволюция конструкций и схем метательных машин и

стартовых устройств

1.2. Современное применение метательных машин

1.3. Анализ методов проектирования стартовых устройств и направлений их развития

1.4. Цели и задачи диссертационной работы

Глава 2. Функционально-структурный анализ и синтез

механизмов старта

2.1. Структурная классификация механизмов старта
2.2. Функциональная модель механизма старта
2.3. Функционально-структурная модель механизма старта
2.4. Структурный синтез механизма старта
Выводы по второй главе
Глава 3. Параметрический синтез механизма старта
3.1. Основное и дополнительные условия синтеза механизма старта
3.2. Требования к математической модели
3.3. Динамический анализ механизма старта с вертикальной осью вращения
3.4. Методика параметрического синтеза механизма старта с вертикальной осью вращения
3.5. Математическая модель динамики механизма старта с дополнительным инерционным звеном
3.6. Сравнение механизма старта с дополнительным инерционным звеном с другими механизмами старта
3.7. Методика расчета механизма старта с дополнительным инерционным звеном
Выводы по третьей главе

Глава 4. Экспериментальное исследование механизмов старта
4.1. Определение критериев подобия, необходимых для создания экспериментальной модели
4.2. Проведение экспериментов для модели с дополнительным инерционным звеном и внутренним входом
4.3. Проведение экспериментов для модели без дополнительных инерционных звеньев
4.4.Сравнение результатов эксперимента
Выводы по четвертой главе
Заключение
Список использованных источников
Приложения
Акт использования результатов диссертационной работы
Патент Российской Федерации
Введение

Дистанционно пилотируемые и беспилотные летательные аппараты, получившие широкое распространение в настоящее время, способны выполнять обширный спектр задач. Невоенные беспилотные летательные аппараты, применяемые в таких сферах, как дистанционное зондирование земли, контроль коммуникаций и границ, ретрансляция сигналов, снижают себестоимость услуг на порядок и даже больше по сравнению с традиционными космическими или авиационными системами [58].
Для взлета малоразмерных беспилотных летательных аппаратов, как правило, используются пусковые устройства типа катапульты, позволяющие обеспечить быстрый и эффективный взлет указанных летательных аппаратов с силовой установкой сравнительно небольшой мощности [88].
При этом производство запуска летательного аппарата должно исключать влияние человеческого фактора и возможность получения травм оператором.
Основные требования, предъявляемые к конструкции катапульты и автоматики [27, 42]:
- надежность, которая заключается в работоспособности механизма в разных климатических условиях, исключении повреждений летательного аппарата;
- эргономичность, связанная с минимизацией массогабаритных характеристик, простотой использования автоматики, минимальным временем развертывания, мобильностью;
- высокие эксплуатационные качества, заключающиеся в долговечности, ремонтопригодности, пригодности к хранению и утилизации;
-безопасность, заключающаяся в исключении преждевременного срабатывания пусковых механизмов, а также вероятности нанесения травмы подвижными частями автоматики оператору.

Глава 2. Функционально-структурный анализ и синтез механизмов
старта
2.1. Структурная классификация механизмов старта
Для выбора наиболее рациональной структуры механизма старта воспользуемся методами функционально-структурного анализа, сущность которого заключается в рассмотрении объекта не в его конкретной форме, а в совокупности функций, которые он должен выполнять [55, 56].
Для анализа функциональных возможностей пусковых установок, а также в целях проектирования наиболее рациональных механизмов необходимо в первую очередь рассмотреть структуру стартового устройства. Механическое устройство можно обобщенно представить как упорядоченную последовательность элементов изделия и отношений между ними, дающую представление о составе материальных составляющих объекта, их основных взаимосвязях и уровнях иерархии [55]. Вопросы разработки функциональноструктурной модели стартовых устройств отображены в статьях [5, 7, 8, 9, 12, 103].
Основными элементами механизма старта являются: привод; корпус; каретка; спусковой механизм. Более подробно механическое стартовое устройство представлено в виде графической структурной модели (рис. 2.1), отражающей существующие связи между элементами и представляющей обобщенный вид изделия.
Одним из основных элементов механизма старта является привод. В настоящее время существует большое разнообразие как самих двигателей, так и различных схем передачи движения от двигателя к каретке и летательному аппарату. Для наиболее полного представления многообразия двигателей на рис. 2.2 представлена классификация двигателей механизмов старта.