Для авторов
Найти
Результаты поиска
Найдено результатов: 5.
-
МОДЕЛИРОВАНИЕ НАВЕДЕННЫХ ТОКОВ МОЛНИЕВОГО РАЗРЯДА ПРИ ИСПЫТАНИЯХ ОБРАЗЦОВ РАКЕТНОЙ ТЕХНИКИ
А.А. Яковлев , Р.В. Сахабудинов , А. С. Голосий2025-01-30Аннотация ▼Молниевый разряд (МР), приходящийся в ракету-носитель (РН), сопровождается прямым уда-
ром по корпусу и, возникающими внутри корпуса, электромагнитными полями. Последние воздейст-
вуют на протяженные кабельные линии (КЛ) и наводят в них токи и напряжения. Это может при-
водить к запуску цепей пиротехнических устройств РН, срабатывание которых носит критический
характер для функционирования бортового оборудования и для ракеты в целом. Их нештатное ини-
циирование может приводить к катастрофическим последствиям. Амплитудно-временные пара-
метры наводимых электромагнитных полей (ЭМП) достигают значений сотен кВ/м по электриче-
скому полю и сотен кА/м по магнитному полю. Создание моделирующего комплекса для получения
ЭМП с такими характеристиками в объеме, сопоставимом с размерами РН, представляет собой
чрезвычайно сложную техническую задачу. Целью исследований явилось обоснование приемлемого,
практически реализуемого способа натурного моделирования наведенных токов. Задачами исследо-
ваний стали оценка возможности генерации электромагнитного поля заданных параметров, рас-
четная оценка токов и напряжений, наводимых молниевыми разрядами в кабельных линиях РН,
схемное решение для разрабатываемой установки. Электромагнитные процессы, протекающие в
кабельных линиях при воздействии на них токов молниевых разрядов, рассчитывались на основе ре-
шений уравнений Максвелла. Кабельные линии моделировались эквивалентными схемами замещения.
Проведенные исследования показали, что для оценки стойкости РН к воздействию ЭМП молниевых
разрядов целесообразно использовать комбинированный, расчетно-экспериментальный метод, при
котором на первом этапе расчетным способом определяются прогнозируемые реакции протяжен-
ных кабельных линий РН на воздействия молниевых разрядов, а на втором этапе оборудование и
устройства, подключенные к КЛ, нагружаются рассчитанными импульсами тока (напряжения) с
помощью высоковольтного стенда молниевого разряда. Использование данного подхода позволяет
существенно упростить требования к испытательному оборудованию генерации электромагнит-
ных полей, что обеспечит, в конечном итоге, безопасное применение пиротехнических устройств на
борту ракеты-носителя в условиях молниевой активности. -
МОДЕЛИРОВАНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК РАЗРЯДНОГО КОНТУРА ВЫСОКОВОЛЬТНОГО СТЕНДА МОЛНИЕВОГО РАЗРЯДА
А.А. Яковлев , М.Ю. Серов , Р.В. Сахабудинов , А.С. Голосий2024-08-12Аннотация ▼Устойчивое прохождение ракетой-носителем атмосферного слоя, где могут возникать
разряды электричества, обеспечивается не только организационными мерами, но и предвари-
тельными наземными испытаниями. Государства, осуществляющие вывод космических аппара-
тов на орбиту, располагают специальным стендовым оборудованием. Сложилась определенная
система взглядов, реализованная в стандартах и других технических документах, требования
которых стали обязательны к выполнению. Настоящая работа является логическим продолже-
нием исследований, связанных с созданием высоковольтного стенда молниевого разряда (ВСМР),
разрабатываемого для испытаний изделий ракетно-космической техники. Основной задачей
ВСМР является генерация заданных электрических (или электромагнитных) импульсов, имити-
рующих воздействие молниевого разряда на элементы конструкции ракето-носителя. В высоко-
вольтной части ВСМР состоит из четырех генераторов импульсных токов (ГИТ-А, ГИТ-В,
ГИТ-С и ГИТ-D), последовательно подключаемых к нагрузке для создания определённой формы
общего токового импульса. Типовые нагрузки включают: стол заземления высоковольтный, стой-
ку вертикальную, приспособление на испытание пробоем. Задачей настоящего этапа работ яви-
лась проверка параметров токового импульса, возникающего при разряде генератора импульсных
токов ГИТ-А на калибровочную нагрузку, в качестве которой принимается стол заземления высо-
ковольтный. В статье представлены результаты расчетов параметров импульса компоненты
«А» в разрядном контуре в ходе развития процесса генерации импульса: до момента закоротки
емкостного накопителя и от момента закоротки. Разрядное устройство «кроубар» позволяет
подключать нагрузку по двухконтурной схеме в момент максимума разрядного тока. Разработа-
ны аналитические зависимости обеих эквивалентных электрических схем подключения контуров.
Дифференциальные уравнения решены численным методом, получены графики изменения тока и
напряжения колебательного импульса «А» в незакороченным и закороченном контурах. Моделиро-
вание позволило оценить динамические характеристики исследуемого контура при его функциони-
ровании в одном из самых быстропротекающих и энергоемких режимов работы. В целом комму-
тация разрядного контура на стенд заземления высоковольтный с подобранными параметрами
подтверждает работоспособность ВСМР и достижение удовлетворительных характеристик
заданного токового импульса, реализуемого ГИТ-А. -
СИНТЕЗ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ КОМПЛЕКСА ПОДЪЕМА ПОДВОДНОГО ГРУЗА
П.П. Чернусь , Павел П. Чернусь , А.А. Яковлев , Р.В. Сахабудинов , А. С. Голосий2024-05-28Аннотация ▼Для транспортировки подводного груза применяется судно-носитель (СН). Судно носитель
оснащается комплексом подъема подводного груза, предназначенным для захвата груза, его подъ-
ема, закрепления на СН и транспортировки к пункту базирования. Комплекс подъема подводного
груза включает: спускаемый модуль, механизм подъема, механизм фиксации, механизм демпфиро-
вания и систему управления. В статье представлены результаты разработки математической
модели подводного груза, который описан на основании теорем об изменении количества движе-
ния и кинетического момента механической системы. В уравнениях линейного и углового переме-
щений груза присутствует присоединенная к нему масса жидкости. С учётом относительно ма-
лых линейных и угловых скоростей, а также малых углов вращения выполнена линеаризация урав-
нения динамики в скалярном виде. Модель груза реализована в стандартных блоках системы ими-
тационного моделирования. Для синтеза системы управления груз представлен передаточной
функцией в виде апериодического звена второго порядка. В работе синтезирован трехконтурный
подчиненный регулятор груза с обратными связями по положению, по скорости и по току. Полу-
чены выражения для расчёта обобщённых динамических характеристик замкнутой систем вто-
рого порядка в зависимости от относительного коэффициента усиления регулятора, рассчитаны
параметры системы. Исследования, проведенные на математических моделях системы, позволи-
ли получить начальные сведения о линейном и угловом перемещении спускаемого модуля в устано-
вившемся режиме, перемещении точек внешнего и внутреннего подвесов, величине силы на тросах,
о моменте и скорости, развиваемых электродвигателями лебедок. Моделирование режимов спус-
ка, стабилизации и подъема позволили скорректировать параметры оборудования и добиться
удовлетворительных результатов функционирования комплекса. -
ОБОСНОВАНИЕ ОБЛИКА ТЕХНИЧЕСКИХ УСТРОЙСТВ, ОБЕСПЕЧИВАЮЩИХ ПОДЪЕМ ПОДВОДНОГО ГРУЗА
П. П. Чернусь , П. П. Чернусь , А. А. Яковлев , Р.В. Сахабудинов , А. С. Голосий2024-04-15Аннотация ▼Целью исследования является разработка способа взаимодействия судна с подводным
грузом для его приема и транспортировки. В статье представлены результаты создания ком-
плекса подъема подводного груза на судно-носитель. Облик комплекса формировался на основе
оценки возможных технических решений, проведения теоретических расчетов и моделирова-
ния. Выполнен анализ предыдущего опыта создания аналогов. Для стыковки с подводным грузом
с судна-носителя опускается на четырех точках подвеса специальный приемный модуль, при-
чем выбор сделан в пользу схемы тросового подвеса. Разработаны четыре механизма, состав-
ляющие основу комплекса – механизм подъема, механизм компенсации, механизм демпфирова-
ния и механизм фиксации. Основу механизма подъема составляют лебедки с электроприводом,
использующие электрические асинхронные двигатели с векторным управлением. Канат меха-
низма подъема заведен через полиспаст к грузу. Для компенсации возмущений, вызванных качкой
судна-носителя, в разрыв канатной линии включена гидропневматическая система, которая
парирует возникающие динамические нагрузки путем перемещения штоков гидроцилиндров.
Механизм демпфирования поглощает энергию соударения платформы спускаемого модуля с
корпусом судна-носителя в режиме причаливания. Механизм фиксации обеспечивает надежное
крепление спускаемого модуля с подводным грузом или без него в походном положении с корпу-
сом судна носителя. Модель асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором получена
из обобщённой схемы, путем замыкания обмоток ротора накоротко. Предусмотрен частот-
ный способ управления, за базовый вектор принят вектор потокосцепления ротора. В модели
тросового подвеса учтена его деформация при движении в процессе эксплуатации. Модель
механизма компенсации создана на основании адиабатического процесса в макроскопической
системе, при котором система не обменивается теплотой с окружающим пространством. В
ходе расчетов и моделирования параметры узлов и механизмов подобраны таким образом, что
обеспечиваются технически реализуемые условия функционирования комплекса. При этом ог-
раничены нагрузки на тросовую систему и исключены ее провисания, ход каретки компенсато-
ра минимизирован. В результате был получен квазиравномерный подъем подводного груза с
незначительными колебаниями скорости при качке судна-носителя. -
СИНТЕЗ ЦИФРОВОГО РЕГУЛЯТОРА ГИДРАВЛИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ СТАБИЛИЗАЦИИ ПОДВОДНОГО ОБЪЕКТА
П. П. Чернусь , Павел П. Чернусь , А.A. Яковлев, Р.В. Сахабудинов , А.С. Голосий2023-04-10Аннотация ▼Представлены результаты разработки и синтеза гидравлической системы стабилиза-
ции подводного объекта. Для полноты и точности математического моделирования в гид-
равлической системе учтены силы сухого трения между поршнем и стенками гидроцилиндра,
силы сухого трения между штоком и гидроцилиндром, которые в сумме определяют общую
силу сухого трения в активном гидроцилиндре, общее силы сухого трения в пассивном гидро-
цилиндре, ускорения движения. Также учтены приведенная масса системы блоков и полиспа-
ста, массы подвижных частей активного и пассивного гидроцилиндров. После расчета массовых и динамических характеристик гидравлической системы стабилизации было проведено
математическое моделирование разработанной системы. В процессе разработки и синтеза
системы были учтены особенности и типовые нелинейности входящих в состав системы
гидравлической и пневматической частей, такие как расходная характеристика гидрорас-
пределителя золотникового типа, малые расходы утечек и сжатия в рабочих полостях ак-
тивного гидроцилиндра. При проектировании был принят адиабатический характер процес-
са в пневмогидровытеснителе, поскольку реакция и движение гидравлической системы ста-
билизации происходит достаточно быстро, в виду чего тепловой обмен с окружающей сре-
дой будет пренебрежимо мал. В процессе синтеза математической модели системы учиты-
вается нелинейность коэффициента упругости троса. Проведено исследование устойчиво-
сти математической модели системы стабилизации и проведен синтез системы управления
гидравлической частью системы с использованием ПИД-регулятора. Расчет параметров
ПИД-регулятора произведен с применением стандартной методики расчета. Поскольку ре-
зультат работы системы стабилизации при таком синтезе системы управления сильно
зависел от сигнала возмущения, было принято решение повысить инвариантность системы
по отношению ко входному сигналу путем введения комбинированного управления. Такое
улучшение системы оказалось достаточным для повышения качества работы математиче-
ской модели гидравлической системы стабилизации. Проведено цифровое перепроектирова-
ние регулятора, учтены особенности работы аналого-цифровых преобразователей датчи-
ков. Результаты моделирования показали работоспособность такой системы управления
1 - 5 из 5 результатов
