Частотные испытания крепежной панели с подпружиненным ротором

Важное условие функционирования космического летательного аппарата (КЛА) — обеспечение работы его бортовых приборных устройств (телескопа, фотоаппарата, датчика положения, устройства прицеливания и т.д.) под воздействием внутренних возмущений. Динамика конструкции КЛА во многом определяется вращением бортовых роторов. В настоящем исследовании с помощью тестовой крепежной панели моделируются колебания несущей конструкции КЛА с раскрученными маховиками системы управления полетом. Анализируется поведение пары тонов колебаний крепежной панели с подпружиненным ротором в частотном диапазоне 10…30 Гц без учета дисбаланса ротора. Предложена методика проведения частотных испытаний крепежной панели. В качестве ротора использован компьютерный кулер постоянного тока. Требуемый момент инерции обеспечен намоткой клейкой ленты. Показано, что степень зашумленности измерительного сигнала зависит от положения частоты вращения ротора в рассматриваемом частотном диапазоне. Крепежная панель с подпружиненным ротором моделируется методом конечных элементов в среде MSC.Nastran.Rotordynamics. Устройство крепления ротора к монтажной панели аппроксимируется совокупностью шести пружин, работающих по всем шести степеням свободы. Жесткости устройства крепления ротора к панели идентифицируются из условия минимума расхождения результатов расчета и эксперимента. Построена диаграмма Кэмпбелла крепежной панели с ротором. Расхождение результатов расчета и эксперимента не превышает 8 %.

Литература

[1] Kamesh D., Pandiyan R., Ashitava Chosal. Passive vibration isolation of reaction-wheel disturbances using a low-frequency space platform. Journal of Sound and Vibration, 2012, no. 331, pp. 1310–1330.

[2] Dong-Ik Cheon, Eun-Jeong Jang, Hwa-Suk Oh. Reaction-wheel disturbance-reduction method using disturbance-measurement table. Journal of Astronomy and Space Sciences, 2011, no. 28(4), pp. 311–317.

[3] Masterton R.A., Miller D.W., Grogan R.L. Development of empirical and analytical reaction wheel disturbance models. American Institute of Aeronautics and Austronautics, Proceedings of AIAA/ASME/ASCE/AHS/ASC Conference on Structures, Structural Dynamics and Materials, 1999, St. Louis, Missoury, USA, pp. 1–10.

[4] Сомов Е.И. Локальные динамические свойства гиродинных систем с учетом упругости конструкции гиродинов и упругости крепления их на корпусе космического аппарата. Гироскопия и навигация, 2006, № 4, c. 93.

[5] Леонтьев М.К., Фомина О.Н. Активное управление жесткостью опорных узлов роторов, конструкция и статический анализ. Вестник Московского Авиационного Института, 2007, т. 14, № 4, c. 17.

[6] DataPhysics Corporation. Система управления вибрационными испытаниями. Руководство пользователя. 2025 Gateway Place, Suite 260, San Jose CA 95110, 2004. 391 p.

[7] MSC.Software.Corporation. MD Nastran 2008 R3.Quick reference guide. 2 MacArthur Place, Santa Ana, CA 92707. 3002 p.