Stabilitätsanalyse der konischen Bewegung rotierender Raketen unter Berücksichtigung elastischer Effekte

PEI Xinyue ,  

YU Yong ,  

YU Jianqiao ,  

摘要

Mit zunehmendem Längen-Durchmesser-Verhältnis der rotierenden Rakete (im Folgenden rotierende Rakete genannt) wird die elastische Verformung der Rakete allmählich zu einem wichtigen Faktor, der im Flugprozess nicht ignoriert werden kann. Die elastischen Effekte interagieren mit der Starrkörperbewegung der rotierenden Rakete und beeinflussen die Stabilität des Körpers weiter. Eine Stabilitätsanalyse der rotierenden Rakete mit gekoppelter starr-elastischer Dynamik ist notwendig. Basierend auf dem dynamischen Modell der starr-elastischen Kopplung der rotierenden Rakete wurde durch angemessene Annahmen, linearisierte kleine Störungen und das Steifigkeitskoeffizienten-Verfahren die lineare Störungsbewegungsgleichung für die rotierende Rakete unter Berücksichtigung der elastischen Verformung des Körpers aufgestellt. Durch das Lösen der charakteristischen Gleichungswurzeln an charakteristischen Punkten und der analytischen Lösung der freien Störungsbewegung wurde der Einfluss elastischer Effekte auf die konische Bewegung der rotierenden Rakete untersucht, und durch die Methode der charakteristischen Wurzeln wurde die stabile Drehzahlgrenze der elastischen konischen Bewegung der rotierenden Rakete bestimmt. Die Genauigkeit der Lösungsmethode wurde durch Simulationen überprüft. Der Vergleich der Stabilitätsbedingungen zwischen dem Starrkörpermodell einer rotierenden Rakete und dem starre-elastische Kopplungsmodell zeigte, dass sich die stabile Drehzahlgrenze der rotierenden Rakete von 26,7 U/s auf 22,3 U/s verringerte. Der elastische Effekt des Körpers verringert den Bereich der stabilen Drehzahlgrenze und kann zu Instabilitäten beim Flug führen, die ursprünglich stabil waren.

关键词

rotierende Rakete; starr-elastisches Kopplungsdynamikmodell; linearisierte kleine Störungen; konische Bewegung; Stabilitätsanalyse

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