Заметим, что установка дросселя переменного сечения в газовую магистраль не даст особого эффекта, поскольку в отличие от гидравлического дросселя при резком изменении сечения газового дросселя перепад давления измениться не мгновенно, а постепенно и не очень сильно.
На начальной стадии подъема основная проблема связана с перегрузками ракеты при быстром нарастании давления воздуха (газа) в газовой камере вытеснителя после открытия канала, соединяющего пневмобаллон с газовой камерой вытеснителя – см. рис. 2.26. Для смягчения этого скачка давления, и, соответственно, уменьшения перегрузок необходимо увеличить время открытия электропневмоклапана (уменьшить проходное сечение дросселя в гидротормозе), Другие меры – уменьшение проходного сечения дросселя переменного сечения в напорной магистрали и уменьшение максимального проходного сечения пневмоклапана менее эффективны: скорость расход жидкости вначале мал и перепад давления на дросселе появится только после того, как поднимающийся контейнер разгонится до определенной скорости, т.е. таким образом можно лишь ограничить продолжительность времени в течение которого контейнер разгоняется с большим ускорением, но ускорения в начале разгона изменить нельзя. Уменьшение максимального проходного сечения пневмоклапана приведет к появлению большого перепада давления между пневмобаллоном и газовой камерой вытеснителя, который будет иметь место в продолжении всего подъема и приведет к значительным потерям энергии. Поэтому целесообразно растянуть открытие клапана на достаточно большое время (существенно большее, чем время, в которое достигается максимум ускорения ракеты – см. рис. 2.24 и рис. 2.26) – 2-4 секунды, после чего перепад давления между пневмобаллоном и газовой камерой вытеснителя исчезнет.
Еще один способ снижения перегрузок ракеты на начальной стадии состоит в уменьшении начального давления воздуха (газа) в пневмобаллоне с соответствующим (по условию (4.47)) увеличением объема баллона. Однако прибегать к этой мере можно только в крайнем случае, поскольку это существенно осложнит торможение (увеличится давление в газовой камере вытеснителя в конце подъема).
Еще одним возможным решением проблемы является использование двух баллонов: газ из первого подается в вытеснитель с самого начала, а электропневмоклапан второго открывается позднее, например, перед скачком равновесного давления при переключении ступеней. Таким образом, можно несколько улучшить характеристики привода на начальной стадии, но качественного выигрыша такая мера, связанная со значительным усложнением и снижением надежности конструкции, не дает. Действительно, изменяя задержку тормоза пневмоклапана всегда можно снизить перегрузки в начале (возможно, ценой некоторого увеличения времени), а эффект от включения нового баллона снижается с учетом того, что во-первых, его нельзя подключать слишком быстро во избежание скачка давления в гидроцилиндре и больших перегрузок ракеты и во-вторых, газ из второго баллона будет расширяться, поступая не только в газовую камеру вытеснителя (объем которой к этому времени существенно возрастет), но и в первый баллон. Чтобы исключить это, придется устанавливать в газовой магистрали первого баллона обратный клапан, что дополнительно усложняет конструкцию.
Меры борьбы с перегрузками ракеты при переключении ступеней в схеме с пневмобаллоном в основном те же, что и в схеме с газогенератором. Различие состоит в том, что в схеме с пневмобаллонами нет возможности изменять давление в газовой камере вытеснителя, меняя параметры заряда и с другой стороны изменение проходного сечения дросселя в напорной магистрали также не приводит к изменению давления в вытеснителе. Таким образом именно изменение сечения дросселя является основным способом влияния на усилие гидроцилиндров и перегрузки ракеты. Поэтому создать привод с использованием дросселя постоянного сечения достаточно сложно и возможно только в схемах с «хорошим» силовым треугольником (значения равновесных давлений в начальный момент и при переключении ступеней образуют убывающую последовательность, похожую по форме на закон адиабаты, по которому убывает давление в пневмобаллоне). Обычно диапазон регулирования площади проходного сечения в схеме с пневмобаллоном шире, чем в схеме с газогенератором.
Выбор параметров, определяющих процессы при торможении в схеме с пневмобаллоном в целом аналогичен решению этой же задачи в схеме с газогенератором. Отличие состоит в невозможности использования такого параметра, как изменение толщины сгоревшего слоя при полном выгорании основного заряда для снижения скорости подъема и давления в рабочей камере гидроцилиндра и, с другой стороны, возможностью некоторого снижения давления в рабочей камере посредством увеличения начального давления в пневмобаллоне с одновременным уменьшением его объема в соответствии с соотношением (4.47). Однако при этом осложнится задача снижения перегрузок на начальной стадии – см. выше. Поэтому основным способом влияния на скорость подъема до начала торможения является изменение сечения дросселя в напорной магистрали. Однако изменить давление в напорной магистрали в конце подъема, когда скорость выдвижения гидроцилиндра(ов) мала при помощи дросселя нельзя. Если оказывается, что силы торможения недостаточно – придется либо увеличить путь торможения (угол начала уменьшения проходного сечения в дросселе, расположенном на магистрали слива из камеры противодавления), либо – давление в камере противодавление с соответствующей корректировкой толщин стенок, либо – площадь сечения этой камеры с соответствующим изменением диаметров всех ступеней.
В процессе расчета подъема следует определять нагрузки (давление и продольные усилия), действующие на ступени гидроцилиндра. По результатам расчетов следует провести проверку на прочность по эквивалентным напряжениям и на устойчивость по сжимающим усилиям.
Еще одним фактором, который целесообразно проверять при расчете динамики подъема, является реакция в опорах установки. Недопустимым является значительный отрыв опор установки от грунта и даже незначительный отрыв при установки на асфальтовой или бетонной позиции.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.