Особенностью процессов при переключении с предпоследней на последнюю ступень гидроцилиндра(ов) является то, что при этом вступает в работу камера противодавления. Давление в ней быстро повышается, что увеличивает провал суммарного усилия, создаваемого гидроцилиндром и перегрузки ракеты. Для снижения этого давления необходимо уменьшить гидравлическое сопротивление магистрали слива из камеры противодавления, которое складывается из сопротивления дросселя переменного сечения, который в этот момент полностью открыт, сопротивления остальной арматуры, сопротивления трубопроводов и сопротивления кольцевого канала в штоке. Сложнее всего уменьшить сопротивление дросселя (ибо это приведет к уменьшению сопротивления дросселя в конце подъема, когда его сечение будет минимальным, что увеличит скорость подъема при приходе контейнера в вертикальное положение) и сопротивление кольцевого канала (уменьшить его можно очень незначительно и только за счет увеличения сопротивления внутреннего канала штока, являющегося частью напорной магистрали). В обоих случаях может потребоваться увеличение площади камеры противодавления за счет увеличения диаметров ступеней гидроцилиндра.
Далее необходимо подобрать параметры, обеспечивающие достаточно плавное (без забросов ускорения ракеты и давления в камере противодавления) и вместе с тем быстрое (чтобы уменьшить время подъема) торможение контейнера при подходе к вертикальному положению. Основным способом «управления» процессом торможения является изменение характеристики дросселя переменного сечения, связывающей его проходное сечение с углом подъема контейнера. Если окажется, что угловая скорость контейнера к моменту начала торможения слишком велика и обеспечить эффективное торможение сложно (такое бывает в частности при малых запасах тормозного усилия – см. формулу (4.48)), можно уменьшить угловую скорость за счет уменьшения толщины сгоревшего слоя при полном выгорании основного заряда или (при использовании дросселя переменного сечения в напорной магистрали) – за счет уменьшения проходного сечения этого дросселя в процессе выдвижения последней ступени (при этом уменьшается давление в рабочей камере гидроцилиндра).
Теоретически (если рассматривать контейнер и ракету как единое абсолютно твердое тело) оптимальным режимом торможения является торможение с постоянным ускорением. При этом давления в камере торможения также изменяется мало. Однако на ускорение контейнера как абсолютно твердого тела накладываются колебательные ускорения контейнера и ракеты, значения которых могут быть существенно выше значений ускорения контейнера как абсолютно твердого тела. Поэтому быстрый (посредством резкого уменьшения проходного сечения дросселя) переход от свободного движения к торможению, характерный для равнозамедленного движения неприемлем – он будет восприниматься ракетой как удар и вызовет значительные виброускорения. Правильным решением будет относительно плавное (на протяжении 3-40) увеличение давления в камере противодавления до некоторой максимальной величины (оно не должно вызвать значительных колебаний), а затем поддержание этого предельного давления.
Обычно при торможении по первоначально выбранному закону (см. формулу (4.28)) появляются всплески давлений в камере противодавления, за которыми следуют скачки перегрузок ракеты, выходящие за допустимые ограничения, при том, что средние значения перегрузок ракеты и давлений в камере противодавления существенно ниже предельных.
Наиболее очевидное и простое решение проблемы состоит в увеличении площади проходного сечения тормозного дросселя в диапазоне углов, предшествующих таким забросам и уменьшении проходного сечения на участках, на которых давление ниже предельного. Тем самым давление в камере противодавления приближается к постоянному. Вместе с тем, следует отметить что подобрать достаточно эффективный закон изменения проходного сечения тормозного дросселя за 1-2 расчета практически невозможно, поскольку изменение проходного сечения при каком-то угле автоматически изменяет закон изменения давление на всем протяжении подъема, начиная с этого момента. Поэтому приходится многократно менять закон изменения проходного сечения и повторять расчет, начиная с включения в работу последней ступени (желательно, чтобы программа допускала повторение расчета по промежуточным значениям). Целью при этом является достижение режима, в котором при выполнении ограничения по ускорениям груза, давление на всем протяжении торможения равно предельному (с некоторым запасом). Подобный режим выгоден и по времени торможения (оно в этом случае минимально) и по ускорениям (значительные колебания давления в тормозной камере автоматически вызывают накопление энергии колебаний ракеты). О качестве процесса торможения и углах, при которых необходимо увеличивать или уменьшать площадь проходного сечения дросселя удобнее всего судить по графикам, отражающим зависимость давления в камере противодавления и угловой скорости от угла подъема стрелы. Перед «провалом» давления проходное сечение необходимо уменьшать и наоборот. При этом целесообразно изменять и ряд последующих значений.
Другой способ снижения давлений и ускорений при торможении состоит в снижении угловой скорости. Для этого можно уменьшить толщину слоя горения при полном выгорании, начальную поверхность горения или прогрессивность основного заряда, или начинать торможение (уменьшать площадь проходного сечения тормозного дросселя) при меньших углах подъема контейнера, или снизить скорость подъема, подтормаживая контейнер за счет увеличения сопротивления напорной магистрали при помощи дросселя переменного сечения, расположенного в этой магистрали. Этот способ не требует столь многократного пересчета площади проходного сечения дросселя, однако время подъема при этом увеличивается.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.