Собственные колебания жидкостных ракет-носителей пакетной компоновки

Abstract

Разработана математическая модель для численных расчетов спектра собственных колебаний жидкостных ракет-носителей пакетной компоновки. Для описания динамической модели механико-гидравлической системы используются элементы с приведенными кусочнооднородными (балочного типа) распределенными и сосредоточенными параметрами жест- костных и инерционных характеристик, для колеблющихся масс жидкости - механические осцилляторы. Представлены результаты расчетов собственных частот и форм колебаний конструктивного варианта ракеты-носителя для начальной стадии полета. Изучено влияние учета инерции вращения и деформации сдвига элементов балочного типа на расчетные значения собственных частот колебаний. Исследована сходимость конечноэлементных решений.

Розроблено математичну модель для числових розрахунків спектру власних коливань рідинних ракет-носіїв пакетної компоновки. Для опису динамічної моделі механіко-гідравлічної системи використано елементи зі зведеними кусково-однорідними (балкового типу) розподіленими й зосередженими параметрами жорсткості та інерційними характеристиками, для коливних мас рідини - механічні осцилятори. Приведено результати розрахунків власних частот і форм коливань конструктивного варіанту ракети-носія для початкової стадії польоту. Вивчено вплив інерції обертання і деформації зсуву елементів балкового типу на розрахункові величини власних частот коливань. Досліджено збіжність скінченноелементних розрахунків.

We present software for the numerical simulations of the dynamic characteristics for the liquid- fuel package-assembled rocket carrier missiles. To define the dynamic model of the mechanical and hydraulic system, we applied finite elements with reduced piecewise-homogeneous distributed (beam type) and concentrated parameters of the stiffness and inertia characteristics were used, for the oscillating fluid mass the pendulum schemes were applied. The calculation results of the base frequencies and oscillation modes of the design version of the rocket carrier missile for the initial flight stage were obtained. The effect of the rotation inertia and shear strain for the components of the beam type on the calculation values of the base frequencies was studied. The convergence of the finite-element solution was investigated.