CC BY
9Контроль и испытания ракетно-космической техники
3. Il'enkova S. D. Mikroekonomicheskaya statistika [The microeconomic statistics]. Moscow, Finance and Statistics Publ., 2004, 544 p.
4. Chernavskiy D. S., Nikitin A. P., Chernavs-kaya O. D. [On emergence of Pareto distribution in complex dynamical systems]. Biophysics. 2008, No 2 (In Russ.)
5. GO,ST R 54072-2010. Izdeliya kosmicheskoy tekhniki. Materialy kompozitsionnye polimernye. Nomenklatura pokazateley [State Standard R 54072-2010. Space technology products. Polymer composites. List of indices]. Moscow, Standartinform Publ., 2011. 11 p.
© Куприянова О. А., Власов А. Ю., Пасечник К. А., Арзамаскина А. М., 2015
УДК 629.78.054.01.1:621.396
ВЛИЯНИЕ ФОРМЫ РЕВЕРБЕРАЦИОННОЙ КАМЕРЫ НА МОДАЛЬНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ АКУСТИЧЕСКОЙ ИСПЫТАТЕЛЬНОЙ УСТАНОВКИ
Е. А. Лысенко1, Е. В. Овчинникова2
1 АО «Информационные спутниковые системы» имени академика М. Ф. Решетнева» Российская Федерация, 662972, г. Железногорск Красноярского края, ул. Ленина, 52
E-mail: [email protected]
2Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31
E-mail: [email protected]
Представлены результаты расчетного анализа собственных частот цилиндрических реверберационных камер, сделан вывод о возможности использования сооружений цилиндрической формы для создания акустических испытательных установок.
Ключевые слова: вибрационная диагностика; диффузное поле; реверберационная камера; частотная характеристика.
INFLUENCE OF ECHO ROOM FORMS ON THE MODAL DENSITY OF THE ACOUSTIC TEST RIG
E. A. Lysenko1, E. V. Ovchinnikova2
JSC "Information satellite systems" named after academician M. F. Reshetnev" 52, Lenin Str., Zheleznogorsk, Krasnoyarsk region, 662972, Russian Federation E-mail: [email protected] 2Reshetnev Siberian State Aerospace University 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: [email protected]
The research presents results of calculation analysis of basic frequencies of cylindrical echo room; it focuses on the possibility of using plants to create a cylindrical shape of acoustic test facilities.
Keywords: Vibration diagnostics; diffuse field; echo room; frequency response.
В мировой практике космического машиностроения широко распространен метод виброакустических испытаний космических аппаратов (КА) в реверберационных камерах [1]. Создание испытательных установок подобного типа - мероприятие очень дорогостоящее и, как правило, за рубежом реализовано в рамках крупных испытательных центров. Правильная, научно обоснованная форма реверберационной камеры и ее объем позволяют значительно оптимизировать мощностные и финансовые параметры испытательного стенда. Основой оптимальности установки является плотность спектра собственных частот (плотность мод) реверберационной камеры.
Реверберационные комнаты чаще всего имеют форму параллелепипеда с соотношением длин ребер, близких к соотношению иррациональных чисел. Например, в России в ЦАГИ (г. Жуковский Московской
области) и в ОАО «Информационные спутниковые системы» имени академика М. Ф. Решетнёва» (г. Же-лезногорск Красноярского края) прямоугольные камеры имеют соотношение сторон, близкое к 1: ^2 : -^4 [2]. Указанное соотношение позволяет значительно уменьшить «вырождение» (повторение) собственных частот, увеличив их плотность на частотной линейке и приблизить звуковое поле к диффузному.
Для прямоугольных камер собственные частоты определяются по формуле [3]:
где i, у, к - целые числа; с - скорость звука; 1Х, 1У, 12 -линейные размеры камеры.
Решетнеескцие чтения. 2015
Зависимость плотности мод от частоты
На графике (см. рисунок) представлены кривые зависимости плотности мод от частоты для камер различных форм.
По графику видно, что плотность мод для цилиндрической камеры лишь незначительно уступает плотности прямоугольной камеры равного объема. Критерий 5 мод на октаву наступает на частотах 80-100 Гц. Это обстоятельство позволяет сделать вывод о допустимости использования цилиндрических сооружений для формирования акустических режимов виброакустического нагружения конструкций ракетно-космического назначения. Использование подобных сооружений позволит значительно уменьшить затраты на создание акустических испытательных установок для вибродиагностики КА и ракет.
Библиографические ссылки
1. Введенский Н. Ю., Пустобаев М. В. Анализ отработки космической техники на механические воздействия в США, ЕС и РФ // Вопросы электромеханики / ВНИИЭМ. 2012. Т.130. C. 19-26.
2. Лысенко Е. А., Тестоедов Н. А., Мирошниченко О. Г. Факторы, влияющие на акустические характеристики реверберационной камеры // Известия вузов. Авиационная техника. 2009. № 2. С. 62-65.
3. Морс Ф. М., Фешбах Г. Методы теоретической физики. М. : Иностр. лит., 1958. Т. 1. 930 с.; 1960. Т. 2. 896 с.
References
1 . Vvedensky N. Y., Pustobaev M. V. [Analysis of space hardware development tests for mechanical effects in USA, ЕС, and RF...] // Voprosy Electromechaniki, VNIIEM, T. 130, 2012. p. 19-26. (In Russ.)
2. Lysenko E. A., Testoyedov N. A., Miroshnichen-ko O. G. [Factors influencing the acoustic characteristics of a reverberation room] // Isvestiia VUZov, aircraft, 2009, № 2. p. 62-65. (In Russ.)
3. Morse F. M., Feshbach G., [Methods of Theoretical Physics]. Moscow . IL, 1958. Vol. 1. 930 p. ; 1960. Vol. 2. 896 p. (In Russ.)
© Лысенко Е. А., Овчинникова Е. В., 2015
В случае необходимости проведения единичных вибрационных испытаний строительство дорогостоящих испытательных установок является нецелесообразным. Разумнее использовать для испытаний имеющиеся в наличии объекты. Однако не всегда помещение, способное вместить КА, имеет форму прямоугольного параллелепипеда. Использование сооружений цилиндрической формы для создания диффузного поля позволило бы в некоторых случаях снизить затраты.
Собственные частоты колебаний внутри цилиндрического объема описываются формулой
f=2-
fa mj ^ 2 + i1 ]
11 *, 1i, J
(2)
где с - скорость звука; к, т - целые числа; Я - радиус
цилиндра; 4 - высота; от,- - корни уравнения
(Па) = 0 ,
а а
где 1т - цилиндрические функции Бесселя первого рода.
Загрузка реверберационной камеры КА существенно влияет на распределение собственных частот. Если внутри цилиндрической камеры находится цилиндрический КА, то собственные частоты могут быть найдены по формуле
f=7
К У mj ^
(3)
где т, к - целые числа; с - скорость звука; . 4 - высота цилиндра; - корни уравнения
^А ^ у) г у) = 0 •С (Яу) Г'(Яу) ,
где Зт - цилиндрические функции Бесселя первого рода; Ут - цилиндрические функции Бесселя второго рода; Я - радиус цилиндрической камеры; г - радиус КА.
