Сихарулидзе Ю.Г. Баллистика и наведение летательных аппаратов (2-е изд., 2013) (1246775), страница 75
Текст из файла (страница 75)
За счет второго включения двигателя КБР полезная нагрузка выводится назаданную орбиту. В некоторых случаях, когда высота заданной орбиты слишкомвелика (например, геостационарная орбита), может потребоваться три включениядвигателя КРБ: для выхода на промежуточную орбиту, для выхода на орбитуперелета и для выхода на конечную (заданную) орбиту. Основные параметры РН«Полет» с КРБ приведены в табл. 8.2 [8.4].8.2.
АНАЛИЗ ВОЗМУЩЕНИЙ НА УЧАСТКЕ ВЕРТИКАЛЬНОГО МАНЕВРАПодвижный стартовый стол может порождать начальные ошибки по положениюи времени старта РН, которые могут оказаться критичными, например, в случаевстречи РН с «сотрудничающим» объектом на орбите в конце активного участка.Для оценки начальных ошибок применительно к проекту «Воздушный старт»,который рассматривается в качестве примера, необходима стохастическая модельвозмущений, действующих на участке предстартового вертикального маневра.
Этотучасток состоит из следующих фаз: «Разгон», «Горка», «Перегрузка» и «Разделение» (рис. 8.1). Указанный маневр обеспечивает условия квазиневесомостис нормальной перегрузкой ny = 0.2 ± 0.1, которая необходима для безопасногодесантирования РН массой больше 100 т через заднюю дверь СН под действиемгазов порохового аккумулятора давления.Фаза «Разгон» необходима для увеличения кинетической энергии СН и заканчивается в момент достижения максимальной допустимой скорости. Управление осуществляется в ручном режиме, причем необходимо выдержать заданнуюдлительность этого участка (50 с).
Затем следует участок «Горка» длительностьюпорядка 20 с для увеличения угла наклона траектории СН и создания условийквазиневесомости (фаза «Перегрузка») в течение, примерно, 6 с. Наконец, наступает фаза «Разделение», которая занимает менее 3 с, после чего РН отделяется отСН.
Управление на фазах «Горка», «Перегрузка» и «Разделение» осуществляетсяв автоматическом режиме.Ошибка положения включает три составляющие: по дальности (в плоскостивыведения), боку и по высоте. Ошибки по боковой дальности и высоте могутбыть компенсированы без особых проблем и поэтому они не рассматриваются.Наиболее существенными для задачи прямого выведения РН в точку встречи наорбите являются начальные ошибки по дальности и времени.8.2.1. Стандартный порыв ветра. По требованию норм летной годности гражданских транспортных самолетов, при анализе динамического нагружения самолета в процессе полета в неспокойном воздухе следует рассматривать действиеоднократного вертикального (восходящего или нисходящего) порыва с линейнымучастком нарастания интенсивности (рис. 8.2 а). Рекомендуемая длина участкаL ≥ 30 м.
Значение максимальной интенсивности порыва зависит от высоты полетаи категории самолета [8.5].Рис. 8.1. Схема вертикального маневра СН при десантировании РНCopyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»..Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»8.2. Анализ возмущений на участке вертикального маневра359Рассматривается также другая форма порыва ветра. Считается, что на горизонтально летящий самолет раздельно воздействует симметричный вертикальныйвосходящий (нисходящий) однократный порыв. Форма порыва принимается в видеWds πs W (s) =1 − cosдля 0 ≤ s ≤ 2L,(8.2.1)2Lгде s — расстояние, пройденное в порыве, Wds — расчетная скорость порыва, L —градиентный участок порыва.
Форма порыва (8.2.1) показана на рис. 8.2 б.Установлены нормативные порывы ветра для анализа устойчивости и управляемости самолета Ан-124-100. На крейсерских режимах полета, а также на режимахнабора высоты и снижения по маршруту должен обеспечиваться такой запас поуглу атаки до допустимого значения αadm , который соответствует приращению углаатаки от мгновенного входа самолета в восходящий порыв ветра с индикаторнойскоростью9 м/с для 0 ≤ h ≤ 7 км,Wi =(8.2.2)9 м/с − 0.5 м/скм (h − 7 км) для h > 7 км,но во всех случаях Wi ≥ 6.5 м/с.
(Индикаторная скорость равна воздушнойскорости, умноженной на корень квадратный из отношения плотности атмосферына текущей высоте к плотности на уровне моря.) Из (8.2.2) следует, что должновыполняться условиеРис. 8.2. Стандартная и модельная формы порывов ветра: а) непрерывный порыв с линейным участком нарастания интенсивности, б) косинусоидальный порыв, в) непрерывныйпорыв с мгновенным нарастанием интенсивности, г) ступенчатый дискретный порыв.Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»360Глава 8. Динамика воздушного стартаαhf +Wi× 57.3◦ ≤ αadm .ViЗдесь αhf — угол атаки (град) в горизонтальном прямолинейном полете, Vi —скорость горизонтального прямолинейного полета.
Модель восходящего вертикального порыва для анализа устойчивости и управляемости самолета показанана рис. 8.2 в. Для самолета Ан-124-100 с убранной механизацией крыла значениядопустимых углов атаки на различных числах Маха приведены в табл. 8.3.Таблица 8.3Допустимые углы атаки для самолета Ан-124-100Число М0.200.400.600.700.750.770.80αadm , град12.212.011.711.69.68.87.7Представление атмосферной турбулентности базируется на условных схемах,среди которых наиболее распространенными являются схемы непрерывной турбулентности и дискретных порывов.
Для определения действующих на конструкциюЛА нагрузок используются данные о средней повторяемости на 1 км эффективныхиндикаторных скоростей вертикальных воздушных порывов Weff . Кумулятивнаяповторяемость эффективной индикаторной скорости вертикальных порывов Weff на1 км траектории полета для разных высот показана на рис. 8.3. Схема нарастанияпорыва приведена на рис. 8.2 a.Рекомендуемая для анализа устойчивости и управляемости самолета Ан124-100 скорость мгновенного восходящего порыва на высоте 10 км достигаетWi = 7.5 м/с согласно условию (8.2.2).
Поэтому кумулятивная повторяемостьтакого порыва составляетF(Weff = 7.5 м/с, h = 10 км) = 8 × 10−7 км−1(8.2.3)с учетом зависимостей, приведенных на рис. 8.3.В ракетной технике используются свои нормативы, описывающие возмущенную атмосферу. Для расчета траектории движения РН участке выведения пристарте с поверхности Земли обычно задаются нормированные статистическиехарактеристики скорости горизонтального ветра в месте запуска (космодромыБайконур, Плесецк и др.).
Вертикальные порывы ветра не рассматриваются.Вертикальный маневр, совершаемый СН Ан-124-100 для создания условийквазиневесомости, является специфическим, нетипичным маневром для самолетовтакого класса и поэтому требует специального рассмотрения.При оценке эффективности воздействия порывов на СН в процессе вертикального маневра следует учитывать не только возникающую нормальную перегрузкуи изменение угла атаки, но также возможные отклонения параметров движения отноминальных значений в точке страгивания РН (т.
е. начала ее движения внутриСН). Эти разбросы параметров движения приводят к изменению массы выводимойна орбиту полезной нагрузки..Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»8.2. Анализ возмущений на участке вертикального маневра361Рис. 8.3. Кумулятивная повторяемость вертикальных порывов ветраНаибольшее воздействие на траекторию полета оказывает ступенчатый дискретный порыв (рис.
8.2 г), который рассматривается детально в качестве примера.8.2.2. Воздействие порыва ветра на угол атаки и перегрузку. Для обычныхсамолетов рассматриваются только вертикальное и боковое (т. е. горизонтальное)направления порыва ветра, а для ракет рассматривается только горизонтальноенаправление порыва ветра. Поэтому для транспортной системы воздушного старта,которая включает СН и РН, необходимо проанализировать произвольное направление порыва ветра..Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»362Глава 8. Динамика воздушного старта в вертикальной плосПредварительно будем задавать вектор порыва ветра Wкости его величиной W и углом наклона траектории θW относительно местногогоризонта, который отсчитывается (по аналогии с углом наклона траектории СН) отнаправления движения.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
