НАУКА и ОБРАЗОВАНИЕ

Файл статьи: SE-BMSTU...o131.Pdf (942.86Кб)

УДК 629.7.085

Россия,  МГТУ им. Н.Э. Баумана

Работа посвящена расчетному анализу несущих конструкций агрегатов стартовой системы (опорных ферм (ОФ), несущих стрел (НС), верхней кабельной мачты (ВКМ), кабель-заправочной мачты (КЗМ)), предназначенных для предстартовой подготовки и обеспечения пуска ракеты космического назначения (РКН) «Союз-2» этапа 1В. Данная  РКН имеет отличные от эксплуатируемых ранее РКН семейства «Союз» характеристики по тяге двигательной установки (ДУ). 
В работе приведены основные принципы моделирования рассчитываемых агрегатов и нагрузок, действующих на них. В качестве нагружения агрегатов рассматривались собственный вес и воздействие газодинамической струи ДУ РКН «Союз-2» этапа 1В. Параметры этого воздействия определены на основании полей потока импульса и температур торможения, вычисленных для различных положений РКН, соответствующих заданной траектории ее подъема и сноса.
Формирование физических моделей агрегатов и расчет проводился на основе метода конечных элементов и метода суперэлементов при помощи  программного комплекса «SADAS», разработанного на кафедре СМ8 МГТУ   им. Н.Э. Баумана.
В качестве результатов расчетов представлены поля распределения узловых температур в моделях ОФ, НС, ВКМ, КЗМ, а также напряжения в конечных  элементах.
 На основание полученных результатов для расчета местной прочности был выявлен наиболее уязвимый из рассматриваемых агрегатов стартовой системы – КЗМ. В качестве примера в работе рассматривается расчет местной прочности  стыка ветвей фермы поворотной части КЗМ, для которого было предложено конструктивное усиление. Для данного узла были создана подробная конечноэлементные модели, которая встраивалась в модель поворотной части КЗМ. Результаты расчета местной прочности приведенные в работе свидетельствуют о том, что усиленный узел удовлетворяет условиям прочности.
Результаты расчетов агрегатов стартовой системы ракеты космического назначения «Союз-2» этапа 1В и технические решения по усилению их отдельных узлов были использованы ее разработчиками с соответствующей коррекцией проектной документации.

1. Технологические объекты наземной инфраструктуры ракетно-космической техники. Кн. 3. / Под ред. И.В. Бармина. М.: ДС «Полиграфикс РПК», 2012. 251 с.
2. Батэ К., Вилсон Е. Численные методы анализа и метод конечных элементов: пер. с англ. М.: Изд-во «Озон», 2012. 445 с.
3. Шапошников Н.Н., Тарабасов Н.Д., Петров В.Б., Мяченков В.И. Расчёт машиностроительных конструкций на прочность и жёсткость. М.: Машиностроение, 1981. 333 c.
4. Постнов В.А. Метод суперэлементов в расчетах инженерных сооружений. Л.: Судостроение,1979. 288 с.
5. Зверев В.А., Ломакин В.В. Особенности моделирования несущих конструкций агрегатов стартовых комплексов для ракет космического назначения семейства «Союз» // Наука и образование. МГТУ им. Н.Э. Баумана. Электрон. журн. 2011. № 12. Режим доступа: http://technomag.edu.ru/doc/278572.html (дата обращения 01.08.2014)
6. Зверев В.А., Ломакин В.В., Языков А.В. Расчет нагрузок на ферменные конструкции агрегатов стартового комплекса при газодинамическом и ветровом воздействии // Наука и образование. МГТУ им. Н.Э. Баумана. Электрон. журн . 2013. № 3. С. 179-190 . DOI: 10.7463/0313.0541205
7. Бармин И.В., Зверев В.А., Украинский А.Ю., Чугунков А.Ю., Языков А.В. Обоснование некоторых основных характеристик стартового оборудования космодромов XXI века // Актуальные проблемы развития ракетно-космической техники и систем вооружения: 75 лет факультету «Специальное машиностроение»: сб. ст. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2013. С. 215-227.
8. Игрицкий В.А., Чугунков В.В., Языков А.В. Методика прогнозирования температур и температурных напряжений в элементах конструкций стартового оборудования при газодинамическом воздействии струй двигателей стартующей ракеты // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Машиностроение. 2010. Спец. вып. С. 53-60.