Текущее положение вектора тяги Р(8) будет отличаться от начального Ро на величину АР(5), имеющую два взаимно перпендикулярных компонента Psm(o - 8)sin8 и Psm(o - е)(1 - cos 8). Про-екЩ1И вектора тяги на оси координат будут состоять из трех составляющих:

[Ро, Posin(o - 8)sin6 и Posin(o - 8)(1 - cos8)];

Рх = Po[cos8 - sin о sin (о - 8) (1 - cos 8)];

Ру = -Po{sin8CosY + sin(o - 8)[sin8sinY + (1 - cos 8) cost) cos у]};

Pz = -Po{sin8siny - sin(o - 8)[sin8cosy - (1 - cos 8) cos о sin y]}.

В преобладающем большинстве случаев 8 = у = О, т.е.

P,= = [l-sin2u(l-cos8)],

Ру =- = -0,5sin2u(l-cos8), (4.1)

- р

Р, =- = sin2usin8.

Анализ вышеприведенных зависимостей свидетельствует о том, что:

для изменения (уменьшения) модуля тяги необходимо применение четырех ВУС с вращением их попарно навстречу друг другу, чтобы не возникали паразитные возмущения в каналах тангажа, рыскания и крена;

диапазон регулирования (вплоть до реверса тяги) обеспечивается соответствуюсцим выбором угла наклона оси вращения о;

зависимость изменения модуля осевой тяги от угла поворота весьма нелинейна (в области 8 О и 8 я близка к квадратичной, в области 8 - 0,5я практически линейна);

наличие начальных углов отклонения ВУС для управления вектором тяги весьма осложнит алгоритм управления при регулировании модуля тяги.

При Проектировании и экспериментальной отработке управляюпщх сопл особое внимание уделяется задаче получения минимального значения величины суммарного шарнирного момента (Мш). От величины Мщ непосредственно зависят мощность и масса рулевого привода, а также чувствительность системы управления к действующим на ракету возмущениям.

Величина суммарного шарнирного момента, действующего на привод ВУС, определяется по известной формуле

М^ = + Mj + + Mj М^, (4.2)

где Мтр - момент трения; Л/дан - динамический момент; Мд - момент демпфирования; Мдб - момент дисбаланса; - момент асимметрии.

Вращающееся управляющее сопло с наклонной осью вращения, имеющее разъем в дозвуковой части, обладает рядом особенностей. В связи с чем применение известных методов исследования моментных характеристик и его расчета затруднительно. Рассмотрим составляющие суммарного шарнирного момента. Момент трения подвеса сопла состоит из следующих составляющих: момента трения уплотнения и подшипника, моментов вязкого трения промежуточных уплотнений.

Момент трения уплотнения вызван взаимодействием контактирующих колец торцевого уплотнения и определяется формулой

Мр.уп = 2п/тр,упКрр к ср > (4-3)

где frp,yn - коэффициент трения контактирующих пар; р - давление уплотняемой среды; г^, 6к - соответственно средний радиус и ширина контактирующего пояска; - коэффициент разгрузки уплотнения.

Момент трения подшипника определяется эмпирической зависимостью

5[AB)Qa, (4.4)

где Q *- нагрузка, действующая на подшипник; а - расстояние между центрами тел качения в плоскости симметрии подпппшика;

Ау В - коэффициенты, зависящие от характера нагружения подшипника.

Как показали опыт отработки подвеса ВУС и результаты экспериментально-теоретических исследований его шарнирного момента, величины моментов вязкого трения и промежуточных уплотнений по сравнению с моментами трения уплотнения и подшипника пренебрежимо малы. Величина динамического момента сопла определяется формулой

А/дин=Л8. (4.5)

здесь 5 - угловое ускорение сопла; Jc - момент инерции сопла относительно оси вращения, определяемый выражением

J.-JLM,ri, (4.6)

где Mky Гк - соответственно масса -го элемента сопла и его расстояние до оси вращения.

Анализ массы элементов конструкции ВУС, формирующих его газовый тракт, проводился для углепластика УП-ТМП-ЗНО. На рис. 4.17 представлены результаты расчета момента инерции вращающейся части сопла относительно оси его вращения для различных значений углов наклона оси вращения и радиуса критического сечения сопла. Здесь даны эти же зависимости при наличии в газоходе подвижной части сопла вольфрамовой облицовки, толщина которой принималась - 3 мм (пунктирные линии). Момент демпфирования определяется выражением

где т - расход продуктов сгорания через сопло; рс - расстояние от точки пересечения оси вращения с осью сопла до его среза; 6 -скорость вращения сопла.

Момент дисбаланса ВУС, расположенного в плоскости стабилизации I - П1, определяется выражением