РАСЧЕТ УСИЛИЙ В СТРОПАХ ТАКЕЛАЖА ПРИВЯЗНОГО АЭРОСТАТА

© Б.А.Ивченко, С.П.Черников
© Государственный музей истории космонавтики им. К.Э. Циолковского, г. Калуга
Секция "Авиация и воздухоплавание"
2003 г.

В докладе рассматривается задача об определении усилий в стропах такелажа привязного аэростата (ПА) с учетом пространственного вида его структуры.

Привязной такелаж ПА, распределяющий по оболочке усилие от привязного троса, представляет собой разветвленную систему строп, в каждом промежуточном узле которой сходятся по три элемента. При расчете усилий в элементах такелажа обычно считается, что три стропы, сходящиеся в каждом узле, лежат в одной плоскости, и перемещение узла из плоскости не рассматривается. При этом допущении система статически определима, и расчет усилий в стропах не представляет труда. В докладе оценивается погрешность такого допущения.

Излагается алгоритм, в котором равновесное состояние каждого промежуточного узла такелажа описывается системой трех уравнений относительно усилий в приходящих к узлу стропах. Усилия считаются функциями относительных удлинений строп. Для такелажа в целом получается система 3n (где n — количество промежуточных узлов) нелинейных уравнений относительно такого же числа неизвестных координат узлов. Полученные уравнения линеаризуются и решаются методом продолжения по параметру. В качестве независимых параметров принимается вертикальное перемещение узла привязи троса и угол наклона привязного троса к вертикали в точке крепления его к такелажу. Приводятся результаты решения, которые сравниваются с результатами, полученными по традиционной методике. Сравнение показывает, что для рассматриваемой геометрической схемы такелажа различие усилий в некоторых стропах достигает примерно 20%. Это говорит о том, что для корректного определения усилий в стропах такелажа целесообразно учитывать его пространственный характер.