Файл: Колесников К.С. Упругий летательный аппарат как объект автоматического управления.pdf

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 27.06.2024

Просмотров: 144

Скачиваний: 1

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

X exp/[ 0Ac((o*/t) + y

(4.102)

Таким образом, устойчивость k-vo тона колебаний замк­ нутой системы при отсутствии демпфирования и при не­ больших значениях k\c определяется значением произ­ водных по х от форм колебаний исходной задачи в месте установки датчика угла и значением формы колебаний сопряженной задачи в точке приложения управляющей силы. Исходя из соотношений (4.102), можно найти ус­ ловия структурной неустойчивости любой системы.

Например, пусть в некотором диапазоне частот <в, для которого фазо-частотная характеристика автомата стабилизации изменяется в «пределах 0 < 0 а с ( с о ) < 180°, находится произвольное число собственных частот <»,&, соответствующих упругим колебаниям корпуса и коле­ баниям жидкости в баках. Если для всех этих частот выполняется неравенство £'&„(*д.у)^«(Хд) >0, то усло­ вия фазовой стабилизации форм колебаний, соответст­ вующих каждой из частот со*ь, являются непротиворечи­ выми и соответствуют условиям стабилизации ракеты как твердого тела. Такая система называется структур­ но устойчивой. Если для каких-либо собственных частот i'/iu (*д.у) (Яд) <0> т0 объект структурно неустойчивый.

СП И С О К ЛИТЕРАТУРЫ

1.Айзерман М. А. Лекции по теории автоматического регули­ рования. М., Физматиздат, 1958, 520 с.

2.Ананьев И. В. Справочник по расчету собственных колебаний упругих систем. М., Гостехиздат, 1946, 223 с.

3.

Бабаков

И. М.

Теория колебаний,

М., Гостехиздат,

1958,

628 с.

Балабух

Л. И.,

Колесников К. С.,

Зарубин В. С.,

Алфу-

4.

тов Н. А., Усюкин В. И., Чижов В. Ф. Основы строительной механи­ ки ракет. М., «Высшая школа», 1969, 494 с.

5. Белоцерковский С. М., Скрипач Б. К-, Табачников В. Г., Крыло в нестационарном потоке газа. М., «Наука», 1971, 767 с.

6.Бендриков Г. А., Теодорчик Е. Ф. Траектории корней линей­ ных автоматических систем. М., «Наука», 1964, 159 с.

7.Берко В. С., Сухов В. Н. О собственной динамической не­ устойчивости твердого тела с жидким наполнителем. Труды ЦАГИ, вып. 1316, 1971, с. 3—28.

8.Бидерман В. Л. Применение метода прогонки для численного решения задач строительной механики. «Механика твердого тела». М., «Наука», 1967, № 5.

9.Бил. Динамическая устойчивость гибкой ракеты при действии постоянных и пульсирующих сил тяги. — «Ракетная техника и кос­ монавтика», М., «Мир», 1965, № 3, с. 133— 141.

10. Бисплингхофф Р. Л., Эшли X., Халфмэн Р. Л. Аэроупру­ гость. М„ ИЛ, 1958, 799 с.

11. Блэкберн Т. Р., Воган Д. Р. Применение теории линейного оптимального управления к системе управления ракеты-носителя

«Сатурн-5». — «Вопросы ракетной техники», М., «Мир», № И, 1969, с. 74—88.

112. Блейклок Дж. Г. Автоматическое управление самолетом и ракетами. М., «Машиностроение», 1969, 285 с.

18. Болотин В. В. Неконсервативные задачи теории упругой устойчивости. М., ГИФМЛ, 1964, 339 с.

14.Ван Цзи-де. Прикладная теория упругости. М., ГИФМЛ, 1959, 400 с.

15.Гантмахер Ф. Р. Лекции по аналитической механике. М., Физматгиз, 1960, 296 с.

16.Гидравлические и пневматические силовые системы управле­ ния. Под ред. Блэкборн Д., Ритхоф Г., Шерер Д. П. М., ИЛ., 1962, 614 с.

17.Горошко О. А. Динамика упругой конструкции в условиях свободного полета. Киев, «Наукова думка», 1965.

1.8. Гроссман Е. П. Курс вибраций частей самолета. М., Оборонгиз, 1940.

262

19.Гроссман Е. П. Флаттер. [Труды ЦАГИ], № 284, 1937.

20.Живов Ю. Г., Сухов В. Н. Устойчивость упругих колебаний

свободной балки со следящей силой. [Труды ЦАГИ], вып. 1180, 1970,

16 с.

.21. Ильюшин А. А. Закон плоских сечений в аэродинамике боль­ ших сверхзвуковых скоростей. — МММ, т. XX, № 6, 1956.

(22. Келдыш М. В. О методе Галеркина для решения краевых

задач. — «Изв.

АН СССР», сер. «Математика», '1942, т. VI, № 6.

23. Кениг.

Влияние реактивной

силы на изгибные механические

характеристики

ракеты. — «Вопросы

ракетной техники», 1965, № 5.

(24. Колесников К. С. Жидкостная ракета как объект регулиро­ вания. М., «Машиностроение», 1969, с. 298.

25.Колесников К. С. Об особенностях свойств одной маятнико­ вой системы. — ПММ, т. XXVI, вып. 1, 1902, с. 774—777.

26.Колин Н. В., Сухов В. Н. Решение задачи о колебаниях жидкости в полостях вращения методом прямых. [«Ученые записки

ЦАГИ»], М„ 1970, т. I, № 3, с. 72—81.

27.Красильщикова Е. А. Крыло конечного размаха в сжимаемом потоке. М., Гостехиздат, .1952, с. 158.

28.Курант Р., Гильберт Д. Методы математической физики, т. I,

М., Гостехиздат, 1951, с. 476.

29.Ланцош К. Практические методы прикладного анализа. М., ГИФМЛ, ‘1961, 524 с.

30.Майлс Дж. У. Потенциальная теория неустановившихся

сверхзвуковых течений. М., ГИФМЛ, 1963, с. 272 31. Микишев Г. Н., Рабинович Б. И. Динамика твердого тела

с полостями, частично заполненными жидкостью. М., «Машинострое­

ние», 1968, 430 с.

32. Микишев Г. Н., Рабинович Б. И. Динамика тонкостенных конструкций с отсеками, содержащими жидкость. М., «Машинострое­ ние». 1971, 463 с.

33. Михлин Г. М. Прямые методы в математической физике. М. — Л.. ГИТТЛ, 1950, 428 с.

34.Моисеев Н. Н., Петров А. А. Численные методы расчета соб­ ственных частот колебаний ограниченного объема жидкости. М., Вычислительный центр АН СССР, 1966, 269 с.

35.Неймарк М. А. Линейные дифференциальные операторы. М.,

ГИТТЛ, 1954, 351 с.

36. Некрасов А. И. Теория крыла в нестационарном потоке М. — Л„ изд-во АН СССР, 1947, 258 с.

37.Пановко Я. Г. Внутреннее трение при колебаниях упругих систем. М., ГИФМЛ, 1960, 198 с.

38.Рокар И. Неустойчивость в механике. М., ИЛ, 1959, 287 с.

39.Рапопорт И. М., Динамика упругого тела, частично заполнен­ ного жидкостью. М., «Машиностроение», 1966, 393 с.

40.Рапопорт И. М. Колебания упругой оболочки, частично за­

полненной жидкостью. М„ «Машиностроение», 1967, 360 с.

41.Стрелков С. П. Введение в теорию колебаний. М., «Наука», 1964, 437 с.

42.Стрелков С. П. К общей теории линейных усилителей. —

«Автоматика и телемеханика», 1948, т. IX, № 3, 1949, т. X, № 4.

43. Сухов В. Н. Приближенный метод определения частот коле­ баний жидкости в полостях вращения. — «Известия АН СССР, Отд. МЖГ», № 2, 1967, с. 72—78.

253

44.Траксел Дж. Синтез систем автоматического регулирования Машгиз, 4959.

45.Удерман Э. Г. Метод корневого годографа в теории автома­ тического управления. Госэнергоиздат, 1963.

46.Уманский А. А. Строительная механика самолета. М., ГНТИ,

1961.

47.Феодосьев В. И. Об одной задаче устойчивости. ПММ, 1965, т. 29, вып. 2.

48.Фещенко С. Ф., Луковский И. А., Рабинович Б. И., Доку­ чаев Л. В. Методы определения присоединенных масс жидкости в подвижных полостях. Киев, «Наукова Думка», 1969.

49.Фын. Введение в теорию аэроупругости. М., ГИФМЛ, 1959.

50.Шаталов А. С., Топчеев Ю. И., Кондратьев В. С. Летательные аппараты как объекты управления. М., «Машиностроение», 1972.

51.Эшли X., Лэндал М. Аэродинамика крыльев и корпусов лета­ тельных аппаратов. М., Машиностроение, 1969.

52.Abramson Н. N., Chu W. Н., Ransleben G. F. Representation

of Fuel Sloshing in Cilindrical Tanks by Equivalent Mechanical

Mo­

del. ARS Journal,

1961, v. 31, N 12.

 

K. «Stability and

Control

53. A r m s t г о n g

G. I., К a c h i g a n

of Carrier Vehicles» — Handbook

of

Astronautical

Engineering.

Me

Graw-Hill Book Co. New-York, 1961, p. 14—27.

 

 

 

54. A s h l e y

H.,

Z a r t a r i c a n

G.

«Piston

Theory — a

New

Aerodynamical Tool

for the

Aeroelastician», JAS, 1956,

№

12,

p.1109— 1118.

55.An Analyses of Methods for Predicting the Stability Charac­ teristics of an Elastic Airplane, CR—73277, 1968, p. 188.

56. D e m p s t e r G. B., R o g e r R. H. «Evaluation of B .— 52 Structural Response to Random Turbulense with Various», «А1АА Pa­ per» 1966, № 66—998, p. 13.

57. D u n c a n

W. J. «Galerkins method

in

mechanics and

diffe­

rential equation», Br. ARC, Rand M 1798, 1937.

 

 

 

58. H e a r

R. W., C a r d e n H. D., Support

system and excitati­

on techniques

for

dynamic models of space

Vehicle structures.

Proc.

of symposium an Aeroelastic and Dynamic Modelling Technology, 23— 25 sept., 1963, Dayton Ohio, 1964.

59.

H о 1z e r H. Die Berechnung

der

Dreh-schwingungen. Berlin,

1921.

L i g h t h i 11

M. J. Oscillating

airfoils

of

high

Mach

number,

60.

JAS, № 6. 1953, p. 402—405.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

61.

Me D o n o u g h

G. F. Stability

of

Problems

in

the

controlof

Saturn

Vehicles, «Dynamic

Stability

of

Structures»,

Oxford, 1967,

p. 113— 128.

D e у s t J. J.,

S p e n n у С.

H. «А survey of

62.

N о 11 R. B.,

structural Flexibility

Effects

on

Spacecraft Control

System,

«А1АА

Paper»,

1969, № 69— 116, p. 8.

 

A. A

method

for

predicting

longitu­

63.

R о s k a m J.,

D u s t о

dinal stability derivatives of rigid

and

elastic

Airplanes,

Journal

Aircraft. V. 6, № 6, 1969.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

64.

The Dynamic

Behaviour

of

Liquids

in

Moving

Container.

With Application to space Vehicle Technology, Edited by Norman H., Abramson, NASA sp-106, 1966, p. 455.

264

65.

Theory and Analysis of a Highly Elastic Launch

Vehicle,

NASA CR—82451, 1966, p. 24.

 

and

Results of

an Analytical

66.

W у к e s

G.

H. Techniques

Investigation into

controlling

the

structural Modes

of

Flexible

Aircraft,

«А1АА Symposium on Structural

Dynamics

and

Aeroelasti-

city», New-York, 1965, p. 413—433.

 

R. W. «An

Industry

Survey

67.

W a у m e у e r

W. K-,

S p о 1i n g

of Aerolastic Control System Instabilities in Aerospace Vehicles, «IAS Paper», 1962, № 62—47, p. 18.

ОГЛАВЛЕНИЕ

 

 

 

 

Стр

Предисловие........................................................................................

 

0

Введение ................................................................................................

 

7

Глава I. Уравнения движения упругих летательныхаппаратов

21

1.1. Схематизация

свойств упругой конструкции летатель­

 

ного аппарата

системой балок ............................................

21

1.2.Уравнения собственных упругих колебаний самолета . . 26

1.3.Уравнения упругих поперечных колебаний корпуса ра­

кеты .....................................................................................................

32

1.4. Уравнения упругих изгибно-крутильных колебаний стре­

ловидного к р ы л а ......................................................................

39

1.5. Механическая модель колебаний жидкости в баке. . .

43

1.6. Уравнения упругих поперечных колебаний корпуса ра­

кеты с учетом колебаний жидкости в баках..................

46

1.7.Уравнения органов управления с учетом упругости их

приводов....................................................................................

5э

1.8.Уравнения изгибных колебаний корпуса ракеты с учетом

динамики поворотного дви гател я ......................................

61

Глава II. Методы решения задач динамики упругих летатель­

ных аппаратов........................................................................

64

2.1. Постановка задачи. Общие свойства частот и форм соб­

ственных к ол ебан и й .....................................................................

64

2.2.Определение частот и форм собственных упругих коле­ баний методом последовательных приближений . . . . 72

'2.3. Вариационные методы решения задачи

о собственных

колебаниях летательных аппаратов

..................................... 85

2.4. Определение форм и частот собственных колебаний ме­

тодом прогонки ...........................................................................

104

2.5. Решение задач динамики упругих летательных аппара­

тов методом

Бубнова — Галеркина.......................................

ПО

2.6. Решение задач динамики упругих летательных аппара­

тов как неконсервативных си ст е м ...........................................

116

Глава III. Уравнения возмущенного движения упругого лета­

тельного

а п п а р а та ...........................................................

124

3.1. Аэродинамические силы, действующие на упругий лета­

тельный а п п ар ат...........................................................................

124

3.2.Уравнения возмущенного движения упругого самолета 141

3.3.Уравнения возмущенного движения упругой ракеты . . 157

266

Стр.

Глава IV. Динамические характеристики летательного аппара­ та как объекта регулирования с учетом упругости корпуса и колебаний жидкости в баках.......173

4.1.Передаточные функции упругоголетательного аппарата 173

4.2.Определение передаточных функций упругого летатель­

ного ап п арата .................................................................

 

185

4.3. Частотные характеристики упругого летательного аппа­

рата ............................................................................................

 

191

4.4. Передаточные функции упругой ракеты с учетом коле­

баний жидкости и их

свойства .......................................

199

4.5. Передаточные функции

упругойракеты и их свойства 2С8

4.6. Передаточные функции

упругогосамолета и ихсвойства 216

4.7. Устойчивость возмущенного движения

упругого лета­

тельного ап п ар ата .........................................................

 

226

4.8. Условия структурной неустойчивости летательного ап­

парата ...............................................................................................

 

253

Список литературы .....................................................................

 

262

Константин Сергеевич Колесников, Владимир Николаевич Сухов

УПРУГИЙ ЛЕТАТЕЛЬНЫЙ АППАРАТ КАК ОБЪЕКТ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ

Редактор издательства С. И. Виноградская Технический редактор И. А. Юдина. Корректор В. Е. Блохина

Сдано в набор 13/XII— 73 г. Подписано к печати 5/111— 74 г. Т—04461

Формат 84X108/32

Бумага № 2

Уел. печ. л. 14,08

Уч.-изд. л. 12,45

Тираж 2600 экз.

Зак. 3991

Цена 72 коп.

 

Издательство «Машиностроение», Москва, Б-78, 1-й Басманный пер., 3.

Московская типография № 8 «Союзполиграфпрома» при Государственном комитете Совета Министров СССР

по делам издательств, полиграфии и книжной торговли, Хохловский пер., 7.

Смотрите также файлы