Конструкция, состоящая из сравнительно тонкой обшивки, подкрепленной часто расположенными стрингерами и шпангоутами .

⇐ ПредыдущаяСтр 5 из 5

Такая конструкция называется стрингерной (полумонокок). Как правило, такие отсеки имеют наименьшую массу, так как происходит более полное использование материала конструкции. Кроме этого в такой конструкции больше свободный внутренний объём, чем в предыдущей схеме. Это объясняется тем, что строительная высота стрингерного набора меньше, чем у лонжеронного.

Конструктивно-силовая схема стрингерного отсека

Продольную нагрузку в такой конструкции в основном воспринимают стрингеры и часть присоединённой обшивки. При необходимости повысить общую устойчивость конструкции при действии интенсивного изгибающего момента, устанавливают промежуточные шпангоуты. Конструкция, представляющая собой сравнительно толстую однослойную или многослойную обшивку, подкрепленную только шпангоутами. Такая конструкция отсека называется обшивочной. Все виды нагрузок воспринимает обшивка, а устанавливаемые шпангоуты призваны или распределить нагрузку на обшивку или повысить её общую устойчивость. Как правило, такая конструкция применяется для приборных, межбаковых и прочих отсеков, протяжённость которых достаточно небольшая, а плотность размещения приборов в них достаточно высокая.

Конструктивно-силовая схема обшивочного отсека

В некоторых случаях в конструкции одного аппарата могут применяться различные виды конструкции отсеков и критерием рациональности выбранного вида будет простота и дешевизна его производства и минимальная масса.

Испытания конструкции космического аппарата.

Конструкция космического аппарата во многом сложна и сам аппарат достаточно дорогостоящий инженерный объект, эффективность использования которого во многом определяется его надёжностью. Обеспечение надёжности в процессе создания космического аппарата заключается в выявлении и устранении допущенных при разработке причин, приводящих к отказам, а также в организации производства и эксплуатации аппарата, которые исключили бы появление новых причин отказов. Таким образом, отказы в функционировании аппарата и его элементов связаны с ошибками конструкторских разработок, технологии производства и эксплуатации.

Экспериментальная отработка полностью собранного аппарата в ходе лётно- конструкторских испытаний (ЛКИ) являются наиболее информативной операцией, но и наиболее дорогостоящей. Поэтому ЛКИ предшествуют наземные комплексные и автономные испытания отдельных узлов, агрегатов, отсеков аппарата. В результате экспериментальных исследований подтверждаются заданные характеристики и работоспособность отсеков и агрегатов. Экспериментальные исследования выполняются как на реальных объектах, так и на моделях. Это зависит от размеров аппарата и его частей. При моделировании размеров аппарата и нагрузок, на него действующих, важно не исказить реальную схему аппарат- нагрузки, чтобы не получить ложных результатов, ведущих в дальнейшем к отказам во время эксплуатации аппарата.

Одним из важных наземных испытаний конструкции космического аппарата является проведение испытаний на прочность и жёсткость. Прочность и жёсткость конструкции проверяются статическими, динамическими и лётными испытаниями. Если в результате испытаний обнаружится отступление от норм прочности и жёсткости, конструкцию дорабатывают

Статические испытания космического аппарата и отдельных его частей проводят с целью:

- установления соответствия между расчётной и разрушающей нагрузками конструкции, т.е. проверки коэффициента безопасности. Необходимо выполнение следующего условия ;

- проверки отсутствия остаточных деформаций при эксплуатационной нагрузке, при f=1, 5 эксплуатационная нагрузка должна быть равна ~67% расчётной;

- выявления жёсткости конструкции путём замера общих и местных деформаций;

- установления действительного напряжённого состояния в отдельных сечениях конструкции и её элементах для проверки правильности расчётов.

Испытаниям подвергаются как опытные, так и серийные аппарата и отдельные отсеки

и агрегаты с целью проверки не изменились ли характеристики в процессе производства при внесении изменений в документацию.

Перед контрольным испытанием конструкцию предварительно нагружают нагрузкой, составляющей 30....40% от разрушающей. После этого нагрузку прикладывают этапами по 10...15% от разрушающей, доводя её до эксплуатационной с последующей разгрузкой. При этом конструкция не должна иметь остаточных деформаций. Затем конструкцию доводят до разрушения, причём в процессе испытаний вплоть до величины нагрузки не должно быть местных нарушений прочности.

Динамические испытания проводят для конструктивных элементов с целью получения значений обобщённой жёсткости, уточнения значения коэффициентов демпфирования, проверки усталостной прочности и т.д. Динамические испытания космического аппарата, как правило, бывают двух видов. К первому виду относятся испытания, проводимые для проверки прочности конструкции при динамическом приложении нагрузки, а также испытания, выявляющие область опасных резонансных и самовозбуждающихся вибраций. К этому виду испытаний можно отнести отработку спускаемых аппаратов при их соприкосновении с поверхностью, работа конструкции крепления двигательной установки разгонного блока, отработка элементов конструкции солнечных батарей на различных этапах их эксплуатации и т.д. Ко второму виду испытаний относится определение форм и частот как собственных, так и вынужденных колебаний частей космического аппарата для последующего уточнения расчётов критических скоростей автоколебаний и устранения возможного резонанса.

Испытания на эксплуатационную надёжность проводят для проверки механизмов и систем космического аппарата. Для этого, например, производят многократное раскрытие панелей солнечных батарей, раскрытие антенных устройств, Срабатывание различных систем посадки аппарата и т.д.

Кроме этого конструкция подвергается усталостному испытанию. Особенно важно проведение таких испытаний для конструкций ёмкостей, в которых размещаются компоненты топлива типа кислород и водород. При этих испытаниях определяется число допустимых заправок ёмкостей, при которых конструкция будет сохранять работоспособноть и не наступит её разрушение.

По результатам конструкторско – доводочным испытаниям вносят изменения в конструкторскую документацию отсеков и аппарата в целом. Проводится необходимая корректировка в технологическом процессе, после чего приступают к изготовлению лётных образцов космических аппаратов.

Лётно –конструкторские испытания (ЛКИ) – завершающий этап создания космического аппарата, на котором окончательно устраняются выявленные недостатки на раннем периоде и уточняются лётно-технические характеристики. Анализ данных ЛКИ проводится по информации, поступающей системы телеметрии, расположенной на борту аппарата и на основании этого делается вывод о правильности принятых решений или выявляются слабые места.

При серийном производстве качество изготовляемой конструкции обеспечивается строгим соблюдением чертежа и технологического процесса. Прямой контроль не всегда возможен или он достаточно затруднителен. Поэтому для ответственных и сильно нагруженных отсеков и узлов в процессе их изготовления предусматривают контрольно-выборочные испытания. При контрольно-выборочных испытаниях (КВИ) отдельные элементы конструкции доводятся до разрушения, что позволяет оценить запас прочности. Различают контрольно-выборочные испытания от партии, периодические и установочные. Испытания от партии подвергаются отдельные детали и сборки от одной до несколько штук из партии. Так при проведении КВИ корпусов твёрдотопливных двигателе, выполненных методом намоткой из композиционного материала, испытанию подвергают экземпляр, взятый из числа изготовленных одной сменой.

Испытанием от партии подвергаются отдельные детали и простые сборочные единицы от одной до нескольких экземпляров из партии.