Способ устранения влияния технологической оснастки на результаты измерений в процессе динамической балансировки летательного аппарата

тельно, располагается в нижней части наноспутника. Чтобы свести к минимуму изменение центровки КА, ДМ располагается ближе к центру. Второй маховик для регулирования рысканья расположить не имеется возможности.

Платформа хорошо интегрируется в состав спутника, располагаясь между блоком полезной аппаратуры и аппаратурой управления системами спутника, что позволяет реализовывать модульный принцип построения КА (рис. 2).

Рис. 2. Расположение платформы в составе наноспутника

В настоящее время данная платформа проходит лабораторные испытания с целью выявления её эффективности.

Библиографические ссылки

1. Филатов В. В., Евтифьев М. Д., Лебедева Л. Н., Халиманович В. И. Спутники связи : учеб. пособие / Сиб. гос. аэрокосмич. ун-т. Красноярск, 2005. 208 с.

2. Климовский Д. А. Анализ конструктивных особенностей наноспутников // Теория и практика современной науки : материалы XII Международной научно-практической конференции, Т. I (г. Москва, 29-30 декабря 2013 г.) / Науч.- инф. изд. центр «Институт стратегических исследований». М. : Спецкнига, 2013. С. 123-126.

3. Климовский Д. А., Смирнов Н. А. Проектирование формы и размеров маховика для наноспутника // Решетневские чтения : материалы XVIII Междунар. науч. конф., посвящ. памяти генер. конструктора ракет.-космич. систем акад. М. Ф. Решетнева (11-14 нояб. 2014, г. Красноярск) : в 3 ч. / под общ. ред. Ю. Ю. Логинова ; Сиб. гос. аэрокосмич. ун-т. Красноярск, 2014. Ч. 1. С. 21-22.

References

1. Filatov V. V., Evtifev M. D., Lebedeva L. N., Halimanovich V. I. Sputniki svyazi

2. Klimovskiy D. A. [Analysis of design features of nano-satellites] // Мaterialy XII Mezhdunar. nauch. konf. "Teoriya i practica sovremennoy nauki" [Materials XII Intern. Scientific. Conf "The theory and practice of modern science"]. Moscow, 2013, p. 123-126.

3. Klimovskiy D. A., Smirnov N. A. [Design shapes and sizes flywheel for nanosatellites] // Мaterialy XVIII Mezhdunar. nauch. konf. "Reshetnevskie chteniya" [Materials XVIII Intern. Scientific. Conf " Reshetnev reading"]. Krasnoyarsk, 2014, p. 21-22.

© Климовский Д. А., Смирнов Н. А., 2015

УДК 621.828

СПОСОБ УСТРАНЕНИЯ ВЛИЯНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ОСНАСТКИ НА РЕЗУЛЬТАТЫ ИЗМЕРЕНИЙ В ПРОЦЕССЕ ДИНАМИЧЕСКОЙ БАЛАНСИРОВКИ

ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА

А. В. Ключников

Российский федеральный ядерный центр - Всероссийский научно-исследовательский институт технической физики имени академика Е. И. Забабахина Российская Федерация, 456770, г. Снежинск, ул. Васильева, 13, а. я. 245 E-mail: a.klyuchnikov@bk.ru.

Рассмотрен экспериментальный способ для определения дисбалансов летательного аппарата, действующих в плоскостях коррекции в условиях влияния значительной паразитной массы. Влияние паразитной массы обусловлено применением специализированной технологической оснастки, по своим массо-инерционным характеристикам сравнимой с контролируемым аппаратом.

Ключевые слова: летательный аппарат, балансировочный стенд, дисбаланс, плоскость коррекции, датчик.

Решетнеескцие чтения. 2015

METHOD TO ELIMINATE THE IMPACT OF A TECHNOLOGICAL RIG ON MEASUREMENT RESULTS DURING DYNAMIC COUNTERBALANCING

OF FLYING VEHICLE

A. V. Klyuchnikov

Russian Federal Nuclear Centre - All-Russia Research Institute of Technical Physics named after academician E. I. Zababakhin P.b. 245, 13, Vassilyeva Str., Snezhinsk, 456770, Russian Federation. E-mail: a.klyuchnikov@bk.ru

The research considers experimental method to determine flying vehicle disbalances, functioning in correction sheets under the influence of considerable parasitical mass. The influence of considerable parasitical mass depends on using specialized technological rig close to the controlled flying vehicle's mass-inertia parameters.

Keywords: flying vehicle, counterbalancing stand, disbalance, correction sheet, sensor.

Для исключения аэродинамической асимметрии летательного аппарата (ЛА), например, выполненного в форме конического тела вращения, при изготовлении корпуса аппарата стремятся обеспечить его симметричность относительно указанной оси. Однако неизбежные случайные отклонения характеристик элементов снаряжения (масса, моменты инерции, координаты установки) приводят к появлению массо-инерционной асимметрии ЛА (смещению центра масс и отклонению оси инерции от геометрической оси аппарата, совпадающей с осью симметрии его наружной поверхности) после его сборки. Это требует на завершающем этапе общей сборки экспериментального определения и последующего приведения указанных параметров массо-инерционной асимметрии к заданным в эксплуатационной документации на аппарат нормативам. Как известно из технической литературы, наибольшая точность балансировки ЛА достигается при использовании методов и средств динамической балансировки [1-3]. Однако для установки ЛА на опоры динамического балансировочного стенда зачастую требуется применение дополнительной технологической оснастки, нередко обладающей собственными дисбалансами и массой, сопоставимыми с аналогичными параметрами контролируемого аппарата и существенно влияющими на точность балансировки.

В работе [4] описана автоматизированная система для прецизионной балансировки конических ЛА, построенная на базе низкочастотного вертикального динамического балансировочного стенда с двумя жёсткими опорами, выполненными в виде конических газостатических подшипников. Контролируемый ЛА устанавливается внутри загруженного на стенд специализированного металлического технологического переходника (носком вниз, с фиксацией в продольном направлении), выполненного в виде полого усечённого конуса, и балансируется как отдельная деталь в составе сборного ротора. Использование переходника обеспечивает защиту наружной поверхности ЛА, исключив возможность механического контакта его наружной поверхности с балансировочным оборудованием в процессе раскрутки и выполнения измерений, а также материализует вторую плоскость коррекции, расположенную на нижнем торце переходника (в качестве первой используется штатная плоскость кор-

рекции аппарата) [4]. Сборный ротор, образованный технологическим переходником и установленным внутри него контролируемым аппаратом, прецизион-но центрируется в газостатических подшипниках по наружной поверхности переходника. При этом вертикальное расположение оси вращения исключает прогибы корпуса ЛА под действием силы тяжести, а использование газовой смазки исключает сухое трение между сопрягаемыми поверхностями технологического переходника и газостатических подшипников.

В ходе балансировочного эксперимента настройку стенда на контролируемый аппарат выполняют с помощью пробных грузов известной массы, прикрепляемых в известных угловых положениях к плоскостям коррекции [5]. Затем параметры (величину и угловую ориентацию в системе координат контролируемого ЛА) радиуса-вектора поперечного смещения центра масс и вектора-угла перекоса продольной ГЦОИ относительно геометрической оси ЛА определяют расчётным путём по результатам измерения в двух плоскостях коррекции значений и углов дисбалансов сборного ротора. Измерения проводят дважды - для двух фиксированных угловых положений балансируемого аппарата относительно переходника, отличающихся друг от друга на 180 градусов. Двукратное измерение дисбалансов позволяет для каждой из двух плоскостей коррекции (в соответствии с рисунком) исключить в этих плоскостях коррекции влияние «паразитных» дисбалансов, обусловленных использованием технологического переходника в сборке [6].

Таким образом, определение параметров вектора дисбаланса, действующего в контролируемой плоскости коррекции, может быть выполнено путём вычисления геометрической полуразности двух векторов дисбалансов сборного ротора по формуле

ЛА = 1 (СР1 - СР2).

Предложенный метод позволяет исключить влияние «паразитных» дисбалансов, обеспечивает совмещение геометрической оси контролируемого ЛА с осью вращения сборного ротора в газостатических подшипниках балансировочного стенда и обеспечивает прецизионное определение параметров дисбалансов аппарата относительно этой оси.

Вычитание векторов дисбалансов: СР1 и СР2 - дисбалансы сборного ротора соответственно для 1 и 2 углового положения контролируемого ЛА относительно технологического переходника; ЛА - дисбаланс контролируемого летательного аппарата; П - «паразитный» дисбаланс

Это, в свою очередь, позволяет с высокой точностью рассчитывать искомые параметры массо-инерционной асимметрии ЛА, а также (при необходимости) рассчитывать массу и место установки балансировочного груза (грузов) для корректировки массы аппарата.

Библиографические ссылки

1. Основы балансировочной техники. Т. 1. Уравновешивание жестких роторов и механизмов / под ред. В. А. Щепетильникова. М. : Машиностроение, 1975. 527 с.

2. ГОСТ 22061-76. Машины и технологическое оборудование. Система классов точности балансировки. М. : Изд-во стандартов, 1977. 139 с.

3. Андреев С. В., Ключников А. В., Михайлов Е. Ф. Перспективы применения метода динамической балансировки для определения параметров асимметрии масс летательного аппарата // Решетнёвские чтения : материалы XVIII Междунар. науч. конф. Красноярск, 2014. Ч. 1. С. 8-10.

4. Ильиных В. В., Ключников А. В., Лысых А. В., Михайлов Е. Ф., Тимощенко А. Г. Технология обеспечения качества при изготовлении высокоскоростных неуправляемых летающих моделей // Вестник СибГАУ. 2013. № 3 (49). С. 191-196.

5. Патент 2453818, Россия. Способ настройки балансировочного стенда для определения параметров массо-инерционной асимметрии роторов / А. В. Ключников. Опубликован 20.06.2012.

6. Ключников А. В. Уточнённая математическая модель оценки и обеспечения параметров массо-инерционной асимметрии длинномерного роторного модуля // Надежность и качество : труды международного симпозиума. Пенза, 2012. Т. 1. С. 224-227.

References

1. Shchepetilnikov V. A. Fundamentals of balansing technique [Osnovy balansirovochnoi tehniki]. T. 1. Moscow : Mashinostroenie, 1975. 527 p.

2. GOST 22061-76. Moscow, Izdatelstvo standartov, 1977. 139 p.

3. Andreyev S. V., Klyuchnikov A. V., Mihailov E. F. Prospects of application of dynamic counterbalancing method for testing of flying machines' mass-inertia asymmetry parameters [Perspectivy primeneniya metoda dinamicheskoy balansirovki dlya opredeleniya parametrov asimmetrii mass letatelnogo apparata]. Materialy XVIII Mezhdunarodnoy nauchnoy konferentsii "Reshetnevskie chteniia" (Materials XVIII International science conference Reshetnev reading), Krasnoyarsk, 2014, part 1, pp. 8-10.

4. Ilinykh V. V., Klyuchnikov A. V., Mihailov E. F., Timoshchenko A. G. Technological support of quality during the manufacture of hypersonic uncontrollable flying models. [Tehnologiya obecpecheniya kachestva pri izgotovlenii vysokoskorostnyh letayushchih modeley] VestnikSibGAU. 2013, vol. 49, no. 3, p. 191-196.

5. Patent 2453818, Russia. Sposob nastroyki balansirovochnogo stenda dlya opredeleniya parametrov masso-inertsionnoi asimmetrii rotorov (Method for adjust of counterbalancing stand, which means for determine rotors' mass-inertia parameters) / Klyuchnikov A. V. Published 20.06.2012.

6. Klyuchnikov A. V. Utochnyonnaya matematicheskaya model otsenki i obespeceniya parametrov masso-inertsionnoi asimmetrii dlinnomernogo rotornogo modulya [Precised mathematical model for valuing of mass-inertia asymmetry parameters of a lengthened rotor]. Trudy Mezhdunarodnogo simpoziuma "Nadyozhnost i kachestvo" (Transactions of International symposium "Reliability and quality"), Penza, 2012. -

1, pp. 224-227.

© Ключников А. В., 2015