Стр. 8 - С.В. Борзых, В.В. Воронин - Динамика взаимодействия трансформируемого механического посадочного устройства возвращаемого космического аппарата с посадочной поверхностью

подготовленную грунтовую посадочную поверхность без локальных
бугров и впадин как естественного, так и искусственного происхо-
ждения. Предполагалось, что приемлемость любого варианта расчета
обеспечивается, если продольная перегрузка не превышает некоторого
предельного значения, в данном случае равного 8 единицам, а также
если в течение всего процесса движения аппарата по посадочной по-
верхности обеспечивается определенный минимальный клиренс, рав-
ный 150 мм. Обязательным также является устойчивость движения
(отсутствие опрокидывания или кувырков).
Грунт интерпретировался реологической моделью Фойгта для та-
рели сферической формы диаметром dт = 0,6 м. В расчете исполь-
зовались две разновидности грунта: с низкой жесткостью С г = 0,8 ×
× 106 кгс/м3 , что соответствует слабым супесчаным почвам, и с высо-
кой жесткостью Сг = 55 ∙ 106 кгс/м3 , что близко к мерзлым тяжелым
грунтам.
К моменту касания грунта в случае штатной посадки система упра-
вления аппарата обеспечит следующие параметры движения, являю-
щиеся начальными условиями для расчета посадки:
• вертикальная скорость снижения vв = 1,5 ± 1, 5 м/с;
• горизонтальная скорость vг = 1 ,5 ± 1, 5 м/с;
• угловая скорость относительно любой из осей аппарата ω =
= 0 ± 5 ◦ /с;
• угловое отклонение продольной оси аппарата от вертикали
θ = 0 ◦ ± 5◦ .
Для нештатных случаев посадки возможно превышение указанных
выше скоростей и углов подхода. Кроме того, возможен учет силы
тяги последействия тормозного двигателя (в случае необходимости
его использования).
Целью практического анализа является подбор таких энергети-
ческих характеристик амортизаторов, при которых выполняются не
только указанные ограничения по продольной перегрузке, клиренсу и
устойчивости, но и конструктивные ограничения по располагаемому
ходу амортизаторов.
При определении максимальной перегрузки игнорировались от-
дельные пиковые выбросы длительностью менее 30 мс [15].
Проведенные расчеты показали, что при соответствующем выборе
профиля энергетической характеристики амортизатора (рис. 4) приве-
денные ограничения могут быть выполнены. Характеристика предста-
вляет собой зависимость силы F , кН, от хода штока H, мм, аморти-
затора, имеет линейный участок начального обжатия и две ступени
пороговой силы 70 кН и 250 кН, кроме того, до момента касания с
посадочной поверхностью, амортизатор имеет некоторую начальную
силу, часто е¨е называют начальным обжатием (на графике значение
76 ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2012