Нагрузки, действующие на летательный аппарат

Из опыта эксплуатации ЛА установлено, что в большинстве случаев нагрузками, определяющими прочность корпуса ЛА, является нагрузки, действующие на активном участке траектории и при транспортировке. Нагрузки, действующие при спуске с орбиты, определяют прочность спускаемого аппарата. Поэтому ограничимся анализом этих этапов эксплуатации.

Схема сил, действующих на ракету на активном участке траектории, представлена на рис. 5.1.

Рис. 5.1. Схема сил, действующих на ЛА

на активном участке траектории

На этой схеме введены следующие обозначения:

1 - траектория;

2 - линия горизонта;

3 - центр тяжести (центр масс ракеты);

4 - центр давления ракеты; - точка приложения аэродинамических сил;

– система координат, связанная с ЛА.

- угол тангажа (угол между осью ОХ и горизонтальной плоскостью);

R - сила тяги ракетных двигателей;

- управляющая сила;

- полная аэродинамическая сила;

- аэродинамическая сила лобового сопротивления;

- аэродинамическая подъемная сила;

- сила тяжести ракеты;

m - масса ракеты (текущая);

- угол наклона траектории к горизонту.

- вектор скорости набегающего потока воздуха.

Угол атаки мал и на схеме не показан.

На этапе спуска могут отсутствовать некоторые из названных сил. Например, при спуске на лунную поверхность аэродинамическая сила R не возникает.

Спуск космического аппарата на поверхность планеты с атмосферой может происходить без работающих двигателей, т. е. тяга = 0. На рис. 2 приведена схема сил, действующих на спускаемый аппарат, типа спускаемой части КА «Восток» на пассивном участке траектории.

Рис. 5.2. Схема сил, действующих на спускаемый аппарат
при баллистическом спуске