Упрощенная модель динамики ракеты-носителя с учетом изгибных деформаций корпуса при полёте на активном участке траектории

Abstract

Предложена упрощенная модель динамики ракеты-носителя, позволяющая учитывать изгибные деформации корпуса при полёте на активном участке траектории, приводящие к появлению местных углов атаки, которые порождают дополнительную распределенную аэродинамическую силу и могут существенно влиять на режимы и устойчивость движения ракеты. Ракета представлена как шарнирная связка двух тел (ШСДТ), двигающаяся в поле массовых гравитационных сил и совершающая малые колебания под действием поверхностных аэродинамических и сосредоточенных сил тяги ракетного двигателя, упругости (упругие свойства ШСДТ полагаются сосредоточенными в шарнире), а также управляющих сил.

Запропонована спрощена модель динаміки ракети-носія, яка дозволяє враховувати згинальні деформації корпусу при польоті на активній ділянці траєкторії, що призводять до появи місцевих кутів атаки, які породжують додаткову розподілену аеродинамічну силу і можуть істотно впливати на режими і стійкість руху ракети. Ракета представлена як шарнірна зв’язка двох тіл (ШЗДТ), що рухається в полі масових гравітаційних сил і здійснює малі коливання під дією поверхневих аеродинамічних і зосереджених сил тяги ракетного двигуна, пружності (пружні властивості ШЗДТ вважаються зосередженими в шарнірі), а також управляючих сил.

The simplified model of the launch vehicle dynamics considering the bending strain of the body at an active trajectory leg resulting in local angles of attack, which initiate an additional distributed aerodynamic force and affect substantially the rocket modes and the motion stability is proposed. The rocket is represented as a two-body hinged system (TBHS) moving in the field of mass gravitational forces and accomplishing small-amplitude oscillation under the action of surface aerodynamic forces and concentrated jet-engine thrust forces, elasticity (elastic properties of the TBHS are supposed to be concentrated in the hinge), and control forces.