ОЦЕНКА ПЛОЩАДИ РАСКРЫТИЯ ОБОЛОЧКИ В СЛУЧАЕ ЕЕ ПОВРЕЖДЕНИЯ В ВИДЕ ЛИНИИ

© П.И.Кононенко
© Государственный музей истории космонавтики им. К.Э. Циолковского, г. Калуга
Секция "Авиация и воздухоплавание"
2008 г.

В случае повреждения оболочки аэростата или дирижабля в виде линии или вскрытия разрывного устройства щелевого типа, оболочка раскрывается под действием избыточного давления подъемного газа. По мере истечения подъёмного газа, избыточное давление в оболочке снижается и уменьшается её площадь раскрытия. В работе исследуется напряженно-деформируемое состояние и даётся оценка площади раскрытия оболочки в зависимости от избыточного давления. Зная эту зависимость можно определить изменение подъемной силы.

Рассматривается фрагмент цилиндрической оболочки радиусом 7,5 м, шириной 5,4 м и углом раствора равным 60°. Оболочка имеет повреждение в виде линии длиной 1,4 м, направленной по образующей оболочки. Максимальное избыточное давление принято равным 60 кгс/м2. В качестве материала оболочки принята ткань 1973, для которой определены ортотропные упругие постоянные.

Расчёт напряжённо-деформированного состояния оболочки проведён с использованием численного метода конечных элементов с применением программы MSC visnal Nastran. Задача решалась в нелинейной постановке с учётом больших деформаций и перемещений итерационным методом с использованием метода Ньютона-Рафсона. Показано, что на краях линии возникает концентрация напряжений, при этом значение максимального напряжения приближается к прочности ткани.