МЕТОДЫ РАСЧЕТА МНОГОСТЕНОЧНЫХ СТРУКТУР, ПРИМЕНЯЕМЫХ В КРУПНОГАБАРИТНЫХ РАКЕТНО-КОСМИЧЕСКИХ КОНСТРУКЦИЯХ

© А.А.Смердов, ФанТхеШон
© Государственный музей истории космонавтики им. К.Э. Циолковского, г. Калуга
Секция "Проблемы ракетной и космической техники"
2015 г.

Многостеночные композитные оболочки, изготовленные из уг-лепластиков путём технологий инфузии и инжекции, обладают высо-кой массовой и несущей преимуществами по сравнению с традицион-ными композитными конструкциями. Их применение перспективно в отсеках и обтекателях ракет, корпусах космических аппаратов, тубусах космических телескопов и фотоаппаратов. Однако подробный анализ и особенности применения таких конструкций в практике либо отсутствуют, либо не публикованы.

Структуры обшивок и стенок в многостеночных оболочках мо-гут быть различными. Кроме того, дополнительные возможности по-вышения несущей способности таких конструкций связаны с разме-щением в зонах стыка обшивок и стенок однонаправленных углепла-стиковых элементов с высокой жёсткостью. Таким образом, механиз-мы исчерпания несущей способности многостеночных оболочек могут отличаться от соответствующих механизмов других типов оболочек как трехслойных с лёгким заполнителем, так и стингерно-шпангоутных. При анализе устойчивости необходимо учитывать влияние условно средней жёсткости каждой стенки и вставки на общую жёсткость оболочки. Общая устойчивость оболочки может быть оценена по двум подходам, основанным на конструктивно-анизотропной гипотезе и гипотезе ломанной линии. Местная устойчивость тонкостенных элементов обшивок и стенок рассчитывается по скорректированным формулам для удлинённых пластинок с учётом анизотропии и многослойной структуры каждой пластинки. Прочность — по критерию максимальных напряжений монослоёв.

Разработанные методики расчёта композитных многостеночных оболочек содержат простые инженерные формулы, применяемые в процессе многократного перебора вариантов при оптимизации конструкции. С помощью этих методик рассчитывают эффективность влияния структурных параметров на несущую способность и на массовой характер конструкции.