Філіпковський С. В. Методи і технології проектування пружно-демпферних елементів аерокосмічної техніки

Об'єкт дослідження – проектування авіаційних і ракетних конструкцій з нелінійними властивостями з'єднань і опор при динамічних навантаженнях; мета дослідження – наукове обґрунтування та розробка методів і технологій проектування авіаційних і ракетних конструкцій з пружно-демпферними елементами на основі нелінійних математичних моделей і методів для виявлення та усунення резонансних і нестійких коливань при динамічних навантаженнях; методи дослідження – моделювання нелінійних коливань елементів обладнання і систем літальних апаратів комплексом аналітичних і числових методів аналізу лінійних і нелінійних систем (рівняння Лагранжа, метод Гальоркіна, метод нелінійних нормальних форм коливань, розкладання в ряди Тейлора та Фур'є, метод скінченних елементів, метод продовження розв’язань за параметром з уточненням розв’язків на кожному кроці ітераційним методом Ньютона, методи числового інтегрування); результати дослідження – розроблено алгоритми та пакети прикладних програм для визначення оптимальних параметрів пружно-демпферної підвіски на амортизаторах блока кондиціонування повітря літака, а також розрахунку резонансних коливань ракетних трубопроводів різної конфігурації шляхом числового моделювання коливань при розрахункових випадках динамічних навантажень; запропоновані методи і технології призначено для використання в аерокосмічній промисловості при вирішенні проблем відстроювання від резонансних частот і захисту від перевантажень; новизна – вперше розроблено науково обґрунтовані методи проектування пружно-демпферних елементів обладнання, які відрізняються тим, що їхні параметри уточнюються при доведенні за результатами комп'ютерного моделювання коливальних процесів із застосуванням нелінійних математичних моделей і методів, а не натурних випробувань; вперше розроблено науково обґрунтовані методи перевірних розрахунків обладнання аерокосмічної техніки, що навантажено сумісною дією внутрішніх джерел вібрації і коливаннями силових елементів планера, і розроблено методи виявлення комп'ютерним моделюванням нестійких режимів коливань, а також відстроювання від цих режимів елементів з нелінійними конструктивними в'язями на етапі проектування; вперше розроблено нелінійні математичні моделі роторів устаткування літаків, що навантажені одночасною дією дисбалансу і вібрації планера, які дозволили числовими експериментами визначити резонансні частоти, характер коливань при втраті стійкості, а також показали, що відстроювання від резонансів можна виконати без зміни конструкції і габаритів зміною кута контакту в шарикопідшипниках; вперше розроблено нелінійну математичну модель газорідинного демпфера паливного трубопроводу рідинної ракети, за якою розрахунковим шляхом можна визначити резонансні і нестійкі режими коливань стовпа рідини в трубопроводі; ступінь впровадження – результати впроваджено в ДП «Антонов» та ДП КБ «Південне» ім. М. К. Янгеля; галузь використання – авіаційна промисловість, ракетобудування.