РАСЧЕТ НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ МЯГКОГО СТАБИЛИЗАТОРА ПРИВЯЗНОГО АЭРОСТАТА

© Б.И.Ивченко, С.П.Черников
© Государственный музей истории космонавтики им. К.Э. Циолковского, г. Калуга
Секция "Авиация и воздухоплавание"
2002 г.

Рассматривается мягкий стабилизатор привязного аэростата, наполняемый подъемным газом или воздухом окружающей среды. Конструкция его состоит из наружной оболочки и внутренних диафрагм. Необходимая жесткость стабилизатора обеспечивается избыточным внутренним давлением, а также расчалками, которые связывают его с оболочкой. На боковую поверхность стабилизатора действует распределенная заданным образом аэродинамическая нагрузка. Рассматривается изгиб стабилизатора под действием этой нагрузки и реакций со стороны расчалок. Задача решается в линейной постановке. Считается, что на границе с оболочкой стабилизатор жестко заделан.

Для расчета и изгибающих моментов и напряжений в сечениях стабилизатора используется двумерная модель, в которой стабилизатор аппроксимируется системой перекрещивающихся элементов, не обязательно ортогональных. Силовые факторы и перемещения определяются из совместного решения уравнений изгиба продольных и поперечных элементов.

Для учета усилий со стороны расчалок принимается, что координаты точек крепления расчалок на стабилизаторе совпадают с координатами точек пересечения продольных и поперечных элементов. При составлении алгоритма расчета считается, что усилия от расчалок приложены во всех точках пересечения элементов. Наличие расчалок в конкретных точках учитывается заданием в этих точках ненулевых жесткостей; жесткости расчалок во всех остальных точках обнуляются.

В докладе приводятся некоторые результаты тестовых расчетов. Представлены зависимости прогибов квадратного стабилизатора без расчалок и с пятью расчалками, равномерно закрепленными на конце стабилизатора. Нагрузка в продольном направлении принималась постоянной, а в поперечном — изменяющейся по гиперболическому закону.