Работа устройства происходит следующим образом. После определения углов вертикального и горизонтального наведения эти углы задаются механизму фиксации, затем подаётся команда на поворот газоотражателя на определенный угол специальному приводу. После осуществления поворота производят запуск двигательной установки (ДУ) ракеты. Под действием газовой струи газоотражатель вместе с балкой поворачивается относительно оси цапф в вертикальной плоскости и относительно оси опорно-поворотного устройства в горизонтальной плоскости. Для обеспечения плавного торможения и допустимых конечных перегрузок в вертикальной плоскости включение механизма фиксации, представляющего собой гидравлический или пневматический тормоз, следует проводить на половине требуемого угла наведения. С той же целью производят поворот газоотражателя в обратную сторону на половине угла наведения в горизонтальной плоскости. После достижения заданных углов наведения ракета сходит с направляющих. Затем под действием упругого элемента механизма возврата балка опускается в исходное положение. Для обеспечения постоянного ускорения упругий элемент должен быть связан с балкой гибкой связью через профилированный кулачок. Геометрические параметры кулачка должны обеспечивать величину плеча силы упругого элемента, заранее определённую расчетом, исходя из конструктивных размеров балки, ракеты и их расположения относительно оси цапф.
Движение балки при вертикальном и горизонтальном наведении приближенно описывается системой уравнений:
где индексы в и г соответственно относятся к проекции сил на вертикальную и горизонтальную плоскость; N- сила воздействия струи на газоотражатель; JВ- момент инерции качающейся части и ракеты относительно оси цапф; JГ - момент инерции вращающейся части относительно оси горизонтального наведения; Y - угол вертикального наведения; s - угол горизонтального наведения; P - тяга двигателя; lN, lP - плечи соответствующих сил; МTP - момент трения; МВ - ветровой момент; МG - весовой момент; МT - тормозной момент; d - угол поворота газоотражателя относительно своей оси симметрии.
Анализ экспериментальных данных по распределению статического давления на наклонной преграде показывает, что пространственная эпюра имеет характер, отличающаяся наличием ярко выраженного максимума давления в зоне начального воздействия сверхзвуковой неизобарической струи на преграду, а затем участки повышенного или пониженного относительно атмосферного давления, чередующиеся в продольном и поперечном направлениях. Принимая допущение, что сила давления струи на наклонную преграду определяется зоной их начального взаимодействия, можно записать:
В этой формуле распределение давления p(r,d) определяется по разработанным авторами методикам для расчета параметров в плоскости симметрии течения и вне её. Площадь области градиентного течения S принимается симметричной относительно линии, перпендикулярной плоскости симметрии течения в точке с максимальным статическим давлением. Сравнение результатов расчета по данной формуле с общепринятым подходом, характеризующимся зависимостью: N = P sin j, где φ - угол встречи оси струи с газоотражателем, показывает, что формула, учитывающая распределение давления, является более обоснованной, поскольку отражает уменьшение силового воздействия струи на преграду с увеличением расстояния между срезом сопла и преградой.
Для иллюстрации возможности применения предлагаемого способа наведения ракеты и устройства, его реализующего, был проведен оценочный расчет для реальной конструкции ЗПУ по её массогабаритным и конструктивным характеристикам. Проведенное исследование показывает, что время поворота вращающейся части на
= 50 o и подъёма качающейся части на 
max = 60 o составляет не более 1,5 сек., что значительно превышает время выхода РД на расчетный режим тяги (0,05-0,1) сек.; перегрузки при этом не превышают допускаемых: до 3g. К недостаткам такого привода можно отнести небольшую (до 5%) потерю топлива при нахождении ракеты на балке ЗПУ.
Для сравнения следует отметить, что для достижения указанных углов вертикального и горизонтального наведения при мощности приводов рассматриваемой конструкции ПУ: вертикального -3,2 кВт и горизонтального - 1,6 кВт время наведения составляет 20 сек. и 5 сек. соответственно.
Итак, применение данного способа наведения ракет в ЗПУ имеет следующие преимущества. Использование энергии газовой струи наводимой ракеты позволяет отказаться от дополнительных источников энергии извне и уменьшить время вертикального и горизонтального наведения ракет. Кроме того, повышается надежность ПУ, увеличивается запас хода для подвижных установок. Исключение из устройства приводов различного типа позволяет сократить материальные, временные, энергетические затраты на обслуживание ПУ.
Работа представлена на II научную конференцию студентов, молодых ученых и специалистов с международным участием «Современные проблемы науки и образования», 19-26 февраля 2005г. Хургада (Египет), поступила в редакцию 28.12.04 г.
Библиографическая ссылка
Бельков В.Н., Келекеев Р.В., Ланшаков В.Л. РАЗРАБОТКА ГАЗОДИНАМИЧЕСКОГО ПРИВОДА ПУСКОВОЙ УСТАНОВКИ // Успехи современного естествознания. – 2005. – № 5. – С. 48-49;URL: https://natural-sciences.ru/ru/article/view?id=8458 (дата обращения: 18.04.2024).