Определение момента на валу рм

Для поворота органа управления па требуемый угол отклонения рулевая машинка должна развивать момент:

,

,

где: - момент сил трения (в расчетах можно приближенно принять за 20-40% от шарнирного момента);

- момент инерции органа управления;

- шарнирный момент (наибольший суммарный момент сопротивления повороту органа рулевого управления);

- равнодействующая газодинамических сил, действующих на ОУВТ;

-расстояние между центром давления и осью вращения газодинамического органа управления (для газовых рулей центр давления находится на середине САХ; для дефлекторов, отклоняющихся и разрезных сопел и сопловых насадков примем за центр давления точку, лежащую на расстоянии 1/3 диаметра сечения, отсчитывая от части введенной в газовый поток, органа управления проведенного через середину его длины).

Рис. 1.К определению шарнирного момента.

Для определения шарнирного момента воспользуемся рисунком 1, на котором обозначены:

- результирующая газодинамическая сила, действующая со стороны потока на введенную в него часть органа управления;

- составляющая силы вдоль оси , которая является силой сопротивления движению газов;

- составляющая силы вдоль оси , которая является управляющей силой.

Составляющие и силы создают относительно относительно центра поворота О органа управления шарнирный момент:

, или ;

где: и - плечи сил соответствующих шарнирных моментов и .

а=0,022 (м)

b=0,041 (м)

тяга двигателя

угол отклонения раструба сопла 10 градусов или 0,176 радиан

Рассчитываем шарнирный момент:

Момент инерции рулевой передачи можно рассчитать по формуле:

; (1.4)

где: - массовый момент инерции руля и рулевой передачи, отнесенной к оси руля.

время полного цикла 1с ,

следовательно:

ускорение органа управления :

Рассчитываем массовый момент инерции руля и рулевой передачи, отнесенной к оси руля, по формуле:

0.085

где l=0.072 (м)- длина раструба;

r₀=0.078 (м) - радиус сечения, по которому разрезается сопло;

δ=0.002 (м) - зададимся толщиной стенки раструба;

плотность материала, из которого изготовлено сопло(Ст.30ХГСА);

Рассчитываем момент инерции :

Момент сил трения будем считать равным 20% от шарнирного момента:

Рассчитаем момент рулевой машинки :

Расчет элементов пневматических приводов

Приводы исполнительных органов управления могут быть гидравлическими, пневматическими, газовыми или электрическими. К ним предъявляются высокие требования по работоспособности, надежности, массовым и габаритным характеристикам.

Наиболее полно удовлетворяют этим требованиям гидравлические приводы. Гидравлические приводы дают возможность получить высокую статическую жесткость и хорошие динамические характеристики ОУ при больших моментах и моментах инерции подвижных частей. В системах с небольшими шарнирными моментами и моментом инерции применяются электрические приводы.

Недостаток перечисленных приводов состоит в необходимости иметь на борту дополнительный источник энергии. Более простыми являются газовые и пневматические приводы, источником питания для которых может быть газ, отобранный из основного двигателя либо порохового или воздушный аккумулятора давления.

В случае применения пневматических приволок на борту ракеты должен быть установлен баллон со воздухом и редуктор. Это несколько утяжеляет и усложняет конструкцию. Если же применяется привод, работающий на вторичном горячем газе, конструкция становится компактнее, однако устройство значительно усложняется. Отбор газа из двигателя на исполнительное устройство снижает величину суммарного импульса. Наибольшие трудности возникают при отработке конструкции клапана, работающего на горячих газах. Необходимо тщательно подбирать материалы клапанной пары, устойчиво работающие в условиях высоких температур. Если газ содержит в своем составе твердую или жидкую фазы или их смесь, то необходима их сепарация. В противном случае клапан не будет работать из-за повышенного эрозионного износа поверхностей, налипания на рабочие кромки твердых частиц конденсации жидкой фазы и др.