Статистические характеристики параметров внешних воздействий на РКН "Зенит-3SL" при транспортировке на судне "КОНДОК" и стартовой платформе
Рассмотрены экспериментальные данные результатов измерений параметров внешних воздействий на ракету при морской транспортировке. В дополнение к определению максимальных значений проведена статистическая обработка результатов измерений и получены статистические характеристики параметров внешних возде...
Збережено в:
| Опубліковано в: : | Техническая механика |
|---|---|
| Дата: | 2012 |
| Автори: | , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Russian |
| Опубліковано: |
Інститут технічної механіки НАН України і НКА України
2012
|
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/88299 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Статистические характеристики параметров внешних воздействий на РКН "Зенит-3SL" при транспортировке на судне "КОНДОК" и стартовой платформе / О.Э. Арлекинова, А.А. Василенко, И.А. Василенко // Техническая механика. — 2012. — № 2. — С. 23-30. — Бібліогр.: 5 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-88299 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
Арлекинова, О.Э. Василенко, А.А. Василенко, И.А. 2015-11-11T19:27:56Z 2015-11-11T19:27:56Z 2012 Статистические характеристики параметров внешних воздействий на РКН "Зенит-3SL" при транспортировке на судне "КОНДОК" и стартовой платформе / О.Э. Арлекинова, А.А. Василенко, И.А. Василенко // Техническая механика. — 2012. — № 2. — С. 23-30. — Бібліогр.: 5 назв. — рос. 1561-9184 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/88299 629.76.02.539.4. Рассмотрены экспериментальные данные результатов измерений параметров внешних воздействий на ракету при морской транспортировке. В дополнение к определению максимальных значений проведена статистическая обработка результатов измерений и получены статистические характеристики параметров внешних воздействий. Полученные результаты могут быть использованы для определения нагрузок при расчетах общей, местной и циклической прочности элементов конструкции РКН. Розглянуто експериментальні дані результатів вимірювань параметрів прискорень, що діють на РКП. У додаток до визначення максимальних значень проведено статистичну обробку результатів вимірювань і отримано статистичні характеристики параметрів зовнішнього впливу. Отримані результати можуть бути використаними для визначення навантаження до розрахунків загальної, місцевої та циклічної міцності елементів конструкції РКП. Experimental data of the results for measuring the external parametric effects on the launch vehicle during sea transportation are examined. In addition to determination of maximum values the measurement results are statistically processed and the statistical characteristics of the parameters of external effects are obtained. The results obtained can be used to define the loads for calculating general, local and cyclic strength of LV structural components. ru Інститут технічної механіки НАН України і НКА України Техническая механика Статистические характеристики параметров внешних воздействий на РКН "Зенит-3SL" при транспортировке на судне "КОНДОК" и стартовой платформе Article published earlier |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| title |
Статистические характеристики параметров внешних воздействий на РКН "Зенит-3SL" при транспортировке на судне "КОНДОК" и стартовой платформе |
| spellingShingle |
Статистические характеристики параметров внешних воздействий на РКН "Зенит-3SL" при транспортировке на судне "КОНДОК" и стартовой платформе Арлекинова, О.Э. Василенко, А.А. Василенко, И.А. |
| title_short |
Статистические характеристики параметров внешних воздействий на РКН "Зенит-3SL" при транспортировке на судне "КОНДОК" и стартовой платформе |
| title_full |
Статистические характеристики параметров внешних воздействий на РКН "Зенит-3SL" при транспортировке на судне "КОНДОК" и стартовой платформе |
| title_fullStr |
Статистические характеристики параметров внешних воздействий на РКН "Зенит-3SL" при транспортировке на судне "КОНДОК" и стартовой платформе |
| title_full_unstemmed |
Статистические характеристики параметров внешних воздействий на РКН "Зенит-3SL" при транспортировке на судне "КОНДОК" и стартовой платформе |
| title_sort |
статистические характеристики параметров внешних воздействий на ркн "зенит-3sl" при транспортировке на судне "кондок" и стартовой платформе |
| author |
Арлекинова, О.Э. Василенко, А.А. Василенко, И.А. |
| author_facet |
Арлекинова, О.Э. Василенко, А.А. Василенко, И.А. |
| publishDate |
2012 |
| language |
Russian |
| container_title |
Техническая механика |
| publisher |
Інститут технічної механіки НАН України і НКА України |
| format |
Article |
| description |
Рассмотрены экспериментальные данные результатов измерений параметров внешних воздействий на ракету при морской транспортировке. В дополнение к определению максимальных значений проведена статистическая обработка результатов измерений и получены статистические характеристики параметров внешних воздействий. Полученные результаты могут быть использованы для определения нагрузок при расчетах общей, местной и циклической прочности элементов конструкции РКН.
Розглянуто експериментальні дані результатів вимірювань параметрів прискорень, що діють на РКП. У додаток до визначення максимальних значень проведено статистичну обробку результатів вимірювань і отримано статистичні характеристики параметрів зовнішнього впливу. Отримані результати можуть бути використаними для визначення навантаження до розрахунків загальної, місцевої та циклічної міцності елементів конструкції РКП.
Experimental data of the results for measuring the external parametric effects on the launch vehicle during sea transportation are examined. In addition to determination of maximum values the measurement results are statistically processed and the statistical characteristics of the parameters of external effects are obtained. The results obtained can be used to define the loads for calculating general, local and cyclic strength of LV structural components.
|
| issn |
1561-9184 |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/88299 |
| citation_txt |
Статистические характеристики параметров внешних воздействий на РКН "Зенит-3SL" при транспортировке на судне "КОНДОК" и стартовой платформе / О.Э. Арлекинова, А.А. Василенко, И.А. Василенко // Техническая механика. — 2012. — № 2. — С. 23-30. — Бібліогр.: 5 назв. — рос. |
| work_keys_str_mv |
AT arlekinovaoé statističeskieharakteristikiparametrovvnešnihvozdeistviinarknzenit3slpritransportirovkenasudnekondokistartovoiplatforme AT vasilenkoaa statističeskieharakteristikiparametrovvnešnihvozdeistviinarknzenit3slpritransportirovkenasudnekondokistartovoiplatforme AT vasilenkoia statističeskieharakteristikiparametrovvnešnihvozdeistviinarknzenit3slpritransportirovkenasudnekondokistartovoiplatforme |
| first_indexed |
2025-11-25T23:26:46Z |
| last_indexed |
2025-11-25T23:26:46Z |
| _version_ |
1850580639564169216 |
| fulltext |
УДК 629.76.02.539.4.
О.Э. АРЛЕКИНОВА, А.А. ВАСИЛЕНКО, И.А. ВАСИЛЕНКО
СТАТИСТИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПАРАМЕТРОВ ВНЕШНИХ
ВОЗДЕЙСТВИЙ НА РКН «ЗЕНИТ-3SL» ПРИ ТРАНСПОРТИРОВКЕ НА
СУДНЕ «КОНДОК» И СТАРТОВОЙ ПЛАТФОРМЕ
Рассмотрены экспериментальные данные результатов измерений параметров внешних воздействий
на ракету при морской транспортировке. В дополнение к определению максимальных значений проведена
статистическая обработка результатов измерений и получены статистические характеристики параметров
внешних воздействий.
Полученные результаты могут быть использованы для определения нагрузок при расчетах общей,
местной и циклической прочности элементов конструкции РКН.
Розглянуто експериментальні дані результатів вимірювань параметрів прискорень, що діють на РКП.
У додаток до визначення максимальних значень проведено статистичну обробку результатів вимірювань і
отримано статистичні характеристики параметрів зовнішнього впливу.
Отримані результати можуть бути використаними для визначення навантаження до розрахунків зага-
льної, місцевої та циклічної міцності елементів конструкції РКП.
Experimental data of the results for measuring the external parametric effects on the launch vehicle during
sea transportation are examined. In addition to determination of maximum values the measurement results are
statistically processed and the statistical characteristics of the parameters of external effects are obtained. The
results obtained can be used to define the loads for calculating general, local and cyclic strength of LV structural
components.
Актуальность проблемы определяется необходимостью контроля вели-
чин внешних воздействий на ракету и сравнения их с заданными при проек-
тировании. В работах [1, 2] приведены характеристики ветро-волновых ре-
жимов и методика расчета ускорений судна и ракето-носителей (РН), возни-
кающих при качке судна.
Целью данной работы является анализ результатов непосредственного
измерения параметров внешних возмущений, действующих на элементы кон-
струкции ракет при морской транспортировке из порта «Октябрьский» в Ба-
зовый порт с последующей транспортировкой в точку старта. Исследование
измеренных параметров внешних воздействий проведено для случаев мор-
ской транспортировки блоков ступеней и ракеты космического назначения
(РКН) «Зенит-3SL» в целом. В качестве параметров внешних воздействий,
действующих на элементы конструкции РКН, рассмотрены линейные уско-
рения, возникающие на опорах РКН «Зенит-3SL» в трех взаимноперпенди-
кулярных направлениях.
Внешние возмущения, действующие на судно при транспортировке РКН,
носят явно выраженный случайный характер, зависят от времени года, высо-
ты и направления волн, ветра, обусловлены килевой и бортовой качкой судна
и зависят от места расположения РКН относительно центра тяжести судна.
Транспортировка блоков РКН «Зенит-3SL» осуществляется на специаль-
ном транспортном судне «Кондок-IV», в трюме которого размещаются сту-
пени РКН.
В соответствии с программой измерений ускорений на судне «Кондок-
IV» проводились измерения следующих параметров:
– линейные ускорения на переднем ложементе транспортировочной рамы
первой ступени и второй ступени РКН №1 (зоны V и I);
– линейные ускорения на заднем ложементе транспортировочной рамы
второй ступени РКН №2 (зона II);
О.Э. Арлекинова, А.А. Василенко, И.А. Василенко, 2012
Техн. механика. – 2012. – № 2.
23
– линейные ускорения на кронштейне задней опоры контейнера блока
ДМ-SL, расположенного в одном ряду с РКН №1 со стороны левого борта
судна (зона III).
Схема расстановки датчиков показана на рис. 1.
Рис. 1.
Морская транспортировка РКН «Зенит-3SL» из Базового порта в точку
старта осуществляется на стартовой платформе (СП) "Одиссей".
Транспортировка полностью собранной РКН «Зенит-3SL» осуществляет-
ся на специальном транспортно-установочном агрегате (ТУА), который раз-
мещается в ангаре стартовой платформы.
Схема расположения датчиков линейных ускорений показана на рис. 2.
Рис. 2.
Принята следующая система координат:
– ось ОХ направлена вдоль продольной оси судна (по ходу движения);
– ось Y направлена к левому борту;
– ось Z направлена вертикально вверх.
24
Для регистрации внешних воздействий в течение всего маршрута следо-
вания использованы специальные системы измерений величин ускорений,
включающие акселерометры ВТ-51 и акселерометры МП-95±1.5 в диапазо-
нах частот 0 – 16 Гц .
При обработке результатов измерений соответствующих параметров
были получены:
– графики непосредственной перезаписи процессов измерений;
– максимальные значения измеряемых параметров;
– амплитудно-частотные спектры (АЧС) параметров внешних воздейст-
вий;
– оценки количества циклов нагружения РКН «Зенит-3SL».
Максимальные значения линейных ускорений, измеренных на опорах
ступеней РКН при морской транспортировке на судне "Кондок-IV", приведе-
ны в табл. 1 [3].
Табл. 1 – Максимальные значения линейных ускорений в местах опор бло-
ков ступеней РКН
Параметр Ускорение , м /с2
ЛУX1 0,433 – 0,993 0,613 0,336 0,906 1,0
ЛУУ1 1,837 – 4,220 4,713 4,291 1,578 2,1
ЛУZ1 2,674 – 1,471 2,527 1,473 3,710 3,8
ЛУX2 – 0,5 0,945 – – 0,933 1,0
ЛУУ2 1,493 0,9 2,301 2,310 2,306 2,310 3,0
ЛУZ2 1,679 2,0 2,435 3,479 2,062 3,479 3,6
ЛУX3 0,436 0,15 0,745 0,961 0,204 0,734 1,0
ЛУУ3 0,942 0,7 2,200 3,201 2,74 3,870 2,5
ЛУZ3 1,929 2,0 1,303 2,148 1,086 3,900 3,6
ЛУХ5 0,457 1,0 0,540 0,857 0,322 0,987 1,0
ЛУУ5 1,455 0,8 2,147 3,312 2,809 3,181 2,6
ЛУZ5 1,648 2,1 2,953 2,880 1,868 2,729 3,7
Анализ результатов табл. 1 показал, что максимальные значения экспе-
риментальных величин линейных ускорений меньше соответствующих вели-
чин, принятых при проектировании.
Типичный график непосредственной записи и АЧС линейных ускорений
при морской транспортировке на судне "Кондок-IV"представлен на рис. 3.
25
Рис. 3.
Проведенный гармонический анализ амплитудно-частотных спектров
полигармонических процессов линейных ускорений показал наличие коле-
баний большой интенсивности в диапазоне частот 0,06 – 0,20 Гц в продоль-
ном, поперечном и боковом направлениях.
Оценка количества циклов нагружения проведена на основе анализа ре-
зультатов измерений линейных ускорений. При проведении оценки значение
основной частоты колебаний линейных ускорений принято равным 0,12 Гц,
при этом количество циклов нагружения составляет N=1·106.
Максимальные значения линейных ускорений, зарегистрированных на
опорах ТУА при морской транспортировке на СП, представлены в табл. 2.
Табл. 2 – Максимальные значения линейных ускорений опор ТУА
Ускорение, м/ с2 №
п/п
Космический
аппарат ЛУХ1 ЛУY1 ЛУZ1 ЛУX2 ЛУY2 ЛУZ2
1 Demosat 0,7 1,21 1,2 0,71 1,15 0,85
2 DirecTV 0,52 1,5 1,64 0,52 0,8 1,65
3 ICO 0,5 1,1 1,3 0,51 0,9 1,41
4 IA-8 0,55 0,99 1,09 0,57 0,93 0,83
5 Thuraya 0,55 1,29 1,4 0,76 1,19 0,87
6 Pas-9 0,49 0,8 1,3 0,58 0,75 0,95
7 XMRadio-2 0,98 1,69 1,87 0,84 1,89 1,09
8 Galaxy -IIIC 0,5 1,5 1,75 0,85 1,7 1,35
9 XMRadio-1 0,5 1,5 1,2 0,5 1,7 1,2
10 Echostar IX 0,6 1,4 1,3 0,6 1,93 0,95
26
11 Telstar-18 0,5 0,82 1,2 0,58 1,93 0,9
12 Galaxy -13 0,409 1,218 1,274 0,588 1,9 0,98
13 Estrela do Sul 0,558 1,2 1,16 1,1 1,02 1,16
14 DirecTV-7S 0,5 1,4 1,1 0,4 1,3 0,8
15 Echostar X 0,466 1,233 0,942 0,563 1,301 1,141
16 Thuraya D2 0,46 0,91 0,91 0,41 0,91 0,73
17 XMRadio-3 0,5 1,51 1,2 0,5 1,4 0,8
18 Spaceway-1 0,59 1,51 1,18 0,59 1,38 0,94
19 Inmarsat-4 0,67 1,61 1,52 0,71 1,55 1,16
20 Galaxy -16 0,65 1,35 1,18 0,62 1,35 0,84
21 JCSAT 0,53 1,69 1,18 0,47 1,87 0,84
22 XMRadio-4 0,93 1,2 1,76 0,91 1,14 1,02
23 Koreasat5 0,5 1,1 1,2 0,47 1,87 0,84
24 NSS-8 0,65 1,73 1,22 0,86 1,76 1,02
25 Thuraya D3 0,58 1,094 1,053 0,572 1,193 0,864
26 DirecTV-11 0,558 1,477 1,121 0,608 1,487 0,775
27 Galaxy 18 1,12 1,095 1,529 0,898 1,111 1,321
28 Echostar XI 0,609 1,118 1,274 0,588 1,021 0,986
29 Galaxy 19 0,7 1,21 1,2 0,71 1,15 0,85
30 Sicral -1B 0,48 1,33 1,10 0,47 1,34 0,84
Анализ результатов табл. 2 показал, что максимальные значения экспе-
риментальных величин линейных ускорений передней и задней опор ТУА не
превышают соответствующих величин, принятых при проектировании.
На рис. 4 представлен типичный график непосредственной записи изме-
ренных линейных ускорений и их АЧС при транспортировке на СП.
27
Рис. 4
Анализ нагружения РКН «Зенит-3SL» при транспортировке на СП в точ-
ку старта показал, что основной вклад в динамическое нагружение РКН, рас-
положенной на опорах ТУА, вносит низкочастотная качка СП в диапазоне
частот 0,06 – 0,25 Гц.
Особенностью морской транспортировки РКН на СП является ее боль-
шая продолжительность. Для получения оценки циклических нагрузок для
каждой опоры РКН «Зенит-3SL» были рассмотрены результаты измерений и
определено количество циклов линейных ускорений. В табл. 3 приведено ко-
личество циклов линейных ускорений передней и задней опор ТУА в течение
10 суток транспортирования РН, полученное методом резонансных частот.
Табл. 3 – Количество циклов линейных ускорений на опорах ТУА.
Количество циклов Амплитуда
ускорения,
м/с2
ЛУX1 ЛУУ1 ЛУZ1 ЛУX2 ЛУУ2 ЛУZ2
0,016 1,22·107 2,42·107 1,98·107 1,05·107 1,79·107 1,46·107
0,031 1,99·107 1,08·107 1,51·107 1,68·107 1,64·107 1,53·107
0,062 3,94·106 1,94·106 5,59·106 4,12·106 2,21·106 1,64·107
0,125 3,29·105 6,17·104 4,04·106 4,43·105 4,78·105 1,56·106
0,250 8,39·104 7,17·104 3,47·105 1,90·105 2,32·104 3,63·105
0,500 4,75·103 2,02·105 7,14·104 1,58·103 1,05·105 7,85·104
1,000 – 3,42·103 8,42·103 – 9,50·103 1,58·103
Суммарное
количество
циклов
3,58·107 3,73·107 4,49·107 3,20·107 3,71·107 4,83·107
Статистическая обработка полученных результатов измерений макси-
мальных значений ускорений проведена в рамках корреляционной теории
нормальных случайных процессов. На основании выборочных характеристик
параметров ускорений произведено определение следующих статистических
характеристик [4, 5]:
28
– x
–
– среднее значение случайной величины Х;
– s2 – дисперсия;
– s – среднее квадратическое отклонение;
– доверительный интервал для математического ожидания;
– доверительный интервал для среднего квадратического отклонения;
– коэффициент вариации.
Статистическая обработка проведена для максимальных значений ус-
корений, измеренных по 30 запускам космических аппаратов РКН «Зенит-
3SL».
В табл. 4 приведены результаты статистических характеристик ускоре-
ний на опорах РКН "Зенит 3SL" при транспортировке на СП.
В табл. 5 приведены результаты статистических характеристик ускоре-
ний при транспортировке на судне "Кондок-IV".
Табл. 4 – Статистические характеристики математического ожидания (МО)
и средне-квадратического отклонения (СКО) максимальных ли-
нейных ускорений при морской транспортировке на СП
Индекс
параметра
МО,
м/с2
Доверительный
интервал МО,
м/с2
СКО,
м/с2
Доверительный
интервал СКО,
м/с2
ЛУX1 0,61 0,54 – 0,67 0,17 0,13 – 0,23
ЛУX2 0,65 0,58 – 0,72 0,17 0,13 – 0,23
ЛУУ1 1,28 1,17 – 1,38 0,27 0,21 – 0,37
ЛУУ2 1,36 1,20 – 1,51 0,39 0,31 – 0,54
ЛУZ1 1,30 1,19 – 1,39 0,25 0,19 – 0,34
ЛУZ2 0,99 0,90 – 1,09 0,23 0,18 – 0,32
Коэффициент вариации находится в диапазоне 25% – 30%.
Табл. 5 – Статистические характеристики МО и СКО максимальных линей-
ных ускорений при морской транспортировке на судне "Кондок-IV"
Индекс
параметра
МО,
м/с2
Доверительный
интервал МО,
м/с2
СКО,
м/с2
Доверительный
интервал СКО,
м/с2
ЛУX1 0,7135 0,461 – 0,967 0,2528 0,163 – 0,557
ЛУУ1 3,1232 1,836 – 4,411 1,2827 0,828 – 2,837
ЛУZ1 2,6091 1,824 – 3,395 0,7855 0,505 – 1,730
ЛУX2 0,8445 0,672 – 1,017 0,1723 0,111 – 0,382
ЛУУ2 2,0790 1,570 – 2,588 0,5093 0,328 – 1,122
ЛУZ2 2,6763 1,954 – 3,399 0,7226 0,465 – 1,592
ЛУX3 0,5383 0,263 – 0,813 0,2750 0,177 – 0,606
ЛУУ3 2,2276 1,233 – 3,222 0,9948 0,640 – 2,191
ЛУZ3 2,0570 1,420 – 2,694 0,7367 0,369 – 2,849
ЛУX5 0,6090 0,318 – 0,900 0,2906 0,187 – 0,642
ЛУУ5 2,3291 1,590 – 3,068 0,7387 0,475 – 1,628
ЛУZ5 2,5540 1,969 – 3,139 0,5846 0,376 – 1,287
Коэффициент вариации находится в диапазоне 20% – 30%.
Использование результатов проведенных исследований параметров
внешних воздействий дает возможность проводить расчеты нагрузок, дейст-
29
30
вующих на элементы конструкции ракет, с использованием различных дина-
мических схем и методов как для расчетов на общую и местную прочность,
так и расчетов усталостной прочности элементов конструкции РКН.
1. Ушкалов В. Ф. Характеристика ветро-волновых режимов на маршруте морской транспортировки ракет-
носителей из порта Украины к экватору / В. Ф. Ушкалов, А. Н. Сердюченко // Техническая механика. –
2007. – №2. – С. 109 – 124.
2.Ушкалов В. Ф. Ускорения, возникающие при морской транспортировке ракет-носителей в условиях вол-
нения и качки судна / В. Ф. Ушкалов, А. Н. Сердюченко А. К. Шерстюк // Техническая механика. – 2006.
– №2. – С. 20 – 31.
3. Исследование параметров внешних воздействий, действующих на блоки ступеней РКН «Зенит-3SL» при
транспортировке на судне «Кондок» / В. М. Федоров, О. Э. Арлекинова, А. А. Василенко, Л. М. Диденко,
И. А. Василенко // Ракетная техника и вооружение. Научно-технический сборник ГП КБЮ. – 2010. –
Вып. 2. – С. 71 – 84.
4. Степнов М. Н. Статистическая обработка результатов механических испытаний / М. Н. Степнов. – М. :
Машиностроение, 1972. – 232 с.
5. Смирнов Н. В. Краткий курс математической статистики для технических приложений / Н. В. Смирнов,
И. В. Дунин-Барковский. – М. : Государственное издательство физ.-мат. литературы. – 1959.
Государственное предприятие Получено 1.03.2011,
Конструкторское бюро «Южное», в окончательном варианте 13.02.2012
Днепропетровск
|