ТЕХНИЧЕСКАЯ МЕХАНИКА
ISSN 1561-9184 (печатная версия), ISSN 2616-6380 (електронная версия)

ГЛАВНАЯ    ПРО ЖУРНАЛ    РЕДКОЛЛЕГИЯ    АВТОРАМ    ТЕКУЩИЙ ВЫПУСК    АРХИВ    КОНТАКТЫ

УДК 629.7+531.3+532.6

Техническая механика, 2016, 2, 32 - 43

АКТИВНОЕ УПРАВЛЕНИЕ ПОЛЕТОМ РАКЕТЫ-НОСИТЕЛЯ: НОВЫЙ ПОДХОД И РАЦИОНАЛЬНЫЕ ПУТИ ЕГО РЕАЛИЗАЦИИ

В. В. Горбунцов, А. Н. Заволока, Н. Ф. Свириденко

      С целью обеспечения безопасности эксплуатации ракеты-носителя (РН) и эффективного использования её бортовых ресурсов, рассматриваются рациональные пути формирования алгоритма активного управления (АУ) полетом на основе данных мониторинга текущего состояния (МТС) РН, обеспечивающего в возмущенном полете РН: (1) стабилизацию движения упругодеформирующейся РН и (2) устойчивую работу её двигателя. В качестве объекта управления (ОУ) для предлагаемой системы АУ полетом рассматривается: (1) упругодеформирующийся в полете корпус РН – в части управления его изгибными колебаниями и (2) гидродинамическая обстановка (ГДО) в топливных баках (ТБ) – в части управления содержанием свободных газовых включений (СГВ) в ТБ. АУ состоянием корпуса РН обеспечивается путем поддержания в заданных пределах формы гибкой осевой линии (ГОЛ) корпуса с использованием показаний ограниченного количества датчиков тензометрического типа. АУ содержанием СГВ в жидких компонентах топлива (КТ) на входе в топливные магистрали двигателя РН обеспечивается путем недопущения проникания СГВ в топливные магистрали в количествах, которые могут привести к срыву рабочего процесса насосов; при этом задача МТС параметров переменного поля давлений в КТ в ТБ решается как задача восстановления формы колебаний давления по показаниям тензометрического датчика, установленного у днища ТБ.

Ракета-носитель, активное управление, феноменологический подход, мониторинг текущего состояния, упругодеформирующийся корпус, гибкая осевая линия, топливный бак, гидродинамическая обстановка, свободные газовые включения.

1. Ракета как объект управления / И. М. Игдалов, Л. Д. Кучма, Н. В. Поляков, Ю. Д. Шептун. – Днепропет- ровск : АРТ-ПРЕСС, 2004. – 544 с.

2. Основы проектирования летательных аппаратов (транспортные системы) / В. П. Мишин, В. К. Безвер- бый, Б. М. Панкратов, Д. Н. Щеверов. – М. : Машиностроение, 1985. – 360 с.

3. Феодосьев В. И. Десять лекций-бесед по сопротивлению материалов / В. И. Феодосьев. – М. : Физмат- лит, 2002. – 320 с.

4. Verdiera M. Nonlinear control robot: A phenomenological approach to linearization by static feedback / M. Verdiera, M. Rouffa, J. G. Fontainea // Robotica. – 1989. – Vol. 7. – Issue 04. – P. 315 – 321.

5. Динамика старта жидкостных ракет-носителей космических аппаратов / Г. И. Богомаз, Н. Е. Науменко, М. Б. Соболевская, И.Ю. Хижа. – К. : Наук. думка, 2005. – 248 с.

6. Айзенберг Я. Е. Проектирование систем стабилизации носителей космических аппаратов / Я. Е. Айзенберг, В. Г. Сухоребрый. – М. : Машиностроение, 1986. – 220 с.

7. Рабинович Б. И. Неустойчивость жидкостных ракет и космических аппаратов и некоторые фрагменты борьбы с ней / Б. И. Рабинович. – М. : ИКИ РАН, 2006. – 40 с.

8. Сплошность газонасыщенных компонентов топлива при полётных вибрациях жидкостной ракеты- носителя / О. В. Пилипенко, А. Н. Заволока, А. Д. Николаев, Н. Ф. Свириденко и др. // Техническая меха- ника. ? 2009. ? № 4. – С. 3 – 16.

9. Чебаевский В. Ф. Кавитационные характеристики высокооборотных шнеко-центробежных насосов / В. Ф. Чебаевский, В. И. Петров. – М. : Машиностроение, 1973. – 192 с.

10. Жовтоног В. М. Современные системы наддува верхних ступеней ракет-носителей на криогенных компонентах топлива / В. М. Жовтоног, А. И. Логвиненко, С. Д. Солод // Космическая техника. Ракетное вооружение. – 2007. – Вып. 2. – С. 37 – 42.

11. Хасимото Х. Разрушение поверхности и образование пузырьков в столбе жидкости при вертикальных колебаниях / Х. Хасимото, С. Судо // Ракетная техника и космонавтика. ? 1980. – Т. 18, № 5. – С.116 – 124.

12. Гаврилов Л. Р. Содержание свободного газа в жидкостях и методы его измерения / Л. Р. Гаврилов // Физические основы ультразвуковой технологии. – М. : Наука, 1970. – С. 395 – 426.

13. Кузнецов В. И. Обобщённые условия равновесия газовых пузырей в жидкости / В. И. Кузнецов, Н. Ф. Свириденко // Многофазные потоки в энергоустановках. – Харьков : ХАИ, 1988. – С. 10 – 16.

14. Лоу А. Имитационное моделирование / А. Лоу, В. Кельтон. – СПБ. : Питер ; К. : Издательская группа BHV, 2004. – 847 с.

15. Козлов А. А. Системы питания и управления жидкостных ракет двигательных установок / А. А. Козлов, В. Н. Новиков, Е. В. Соловьёв. – М. : Машиностроение, 1988. – 352 с.

16. Патент на винахід 102987 Україна, МПК В 64 С 13/00. Спосіб і пристрій управління збуреним рухом пружно деформованої ракети-носія навколо центру мас / В. В. Горбунцов, О. М. Заволока, М. Ф. Свири- денко; заявник і патентоволодар Інститут технічної механіки НАН України і ДКА України. – U201209134 : заявл. 25.07.2012 ; опубл. 27.08.2013, Бюл. № 16.

17. Кана Д. Д. Поведение пузырей газа в баках с жидкостью подвергающихся вибрациям / Д. Д. Кана, Ф. Т. Додж // Вопросы ракетной техники. – 1966. – № 1. – С. 36 – 41. 33

18. Работоспособность внутрибаковых устройств обеспечения сплошности компонентов топлива в систе- ме питания маршевой двигательной установки космических ступеней ракет-носителей / О. В. Пилипен- ко, А. Н. Заволока, А. Д. Николаев, Н. Ф. Свириденко и др. // Сб. науч. тр. «Аэрогазодинамика: пробле- мы и перспективы». – 2006. – Вып. 2. – С. 88 – 100.

19. Горбунцов В. В. Математическая модель упругодеформирующейся в полёте ракеты-носителя / В. В. Горбунцов, А. Н. Заволока, Н. Ф. Свириденко // Техническая механика. – 2013. – № 4. – С. 59 – 70.

20. Рыжов В. П. Системотехнические аспекты выбора сигналов при проектировании информационных систем / В. П. Рыжов // Радиотехника. – 2011. – № 9. – С. 108 – 112.

21. Экспериментальные исследования влияния вибраций на работоспособность барботажных систем / В. С. Будник, В. И. Кузнецов, Б. В Свердличенко, Н. Ф. Свириденко // Гидродинамика технических сис- тем. – К. : Наук. думка, 1985. – С. 102 – 108.

22. Патент на винахід 104841 Україна, МПК F 02 K 9/42. Спосіб і пристрій забезпечення стійкості роботи двигуна ракети-носія на рідких газонасичених компонентах палива / В. В. Горбунцов, О. М. Заволока, М. Ф. Свириденко ; заявник і патентоволодар Інститут технічної механіки НАН України і НКА України. – U201209694 : заявл. 10.08.2012 ; опубл. 11.03.2014, Бюл. № 6.

23. Горбунцов В. В. Методический подход к формированию активного управления гидродинамической обста- новкой в топливных баках ракеты-носителя на основе данных мониторинга ее текущего состояния / В. В. Горбунцов, А. Н. Заволока, Н. Ф. Свириденко // Техническая механика. – 2015. – № 1. – С. 30 – 41.

24. Горбунцов В. В. Особенности формирования алгоритма активного управления содержанием свободных газовых включений на входе в топливные магистрали маршевого двигателя по данным мониторинга теку- щего состояния гидродинамической обстановки в баках ракеты-носителя / В. В. Горбунцов, А. Н. Заволо- ка, Н. Ф. Свириденко // Техническая механика. – 2015. – № 4. – С.103 – 116.

25. Мацнев А. И. Очистка сточных вод флотацией / А. И. Мацнев. – К. : Будівельник, 1976. – 132 с.

26. Динамическое проектирование ракет : Задачи динамики ракет и их космических ступеней / И. М. Игдалов, Л. Д. Кучма, Н. В. Поляков, Ю. Д. Шептун. – Днепропетровск : Изд-во Днепропетровск. нац. ун-та, 2010. – 264 с.

Copyright (©) 2016 В. В. Горбунцов, А. Н. Заволока, Н. Ф. Свириденко

Copyright © 2014-2018 Техническая механика