<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.3 20210610//EN" "JATS-journalpublishing1-3.dtd">
<article article-type="research-article" dtd-version="1.3" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xml:lang="ru"><front><journal-meta><journal-id journal-id-type="publisher-id">caht</journal-id><journal-title-group><journal-title xml:lang="ru">Научный вестник МГТУ ГА</journal-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Civil Aviation High Technologies</trans-title></trans-title-group></journal-title-group><issn pub-type="ppub">2079-0619</issn><issn pub-type="epub">2542-0119</issn><publisher><publisher-name>Moscow State Technical University of Civil Aviation (MSTU CA)</publisher-name></publisher></journal-meta><article-meta><article-id custom-type="elpub" pub-id-type="custom">caht-1087</article-id><article-categories><subj-group subj-group-type="heading"><subject>Research Article</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="ru"><subject>Авиационная и ракетно-космическая техника</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="en"><subject>Aviation, rocket and space technology</subject></subj-group></article-categories><title-group><article-title>ДИНАМИЧЕСКОЕ НАГРУЖЕНИЕ ТОНКОСТЕННОЙ КОНИЧЕСКОЙ ОБОЛОЧКИ С УЧЕТОМ НАЛИЧИЯ ДОПОЛНИТЕЛЬНОЙ МАССЫ</article-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>DYNAMIC LOAD OF THE THIN CONICAL RADOME WITH A CONSIDERATION OF ATTACHED ADDITIONAL MASS</trans-title></trans-title-group></title-group><contrib-group><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Туркин</surname><given-names>И. К.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Turkin</surname><given-names>I. K.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой авиационно-ракетных систем,</p><p>Москва</p></bio><bio xml:lang="en"><p>Doctor of Technical Science, Professor, Head of the Aviation &amp; Rocket Systems Chair, </p><p>Moscow</p></bio><email xlink:type="simple">kafedra_602@mail.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Рогов</surname><given-names>Д. А.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Rogov</surname><given-names>D. A.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>аспирант МАИ, начальник сектора расчетов прочности и надежности,</p><p>г. Обнинск</p></bio><bio xml:lang="en"><p>Postgraduate Student of Moscow Aviation Institute (National Research University), Head of Department of Evaluation of the Strength and Reliability of Structures,</p><p>Obninsk, Kaluga rgn.</p></bio><email xlink:type="simple">rogov.dmitry.76@yandex.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-2"/></contrib></contrib-group><aff-alternatives id="aff-1"><aff xml:lang="ru"><institution>Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)</institution><country>Россия</country></aff><aff xml:lang="en"><institution>Moscow State Aviation Institute</institution><country>Russian Federation</country></aff></aff-alternatives><aff-alternatives id="aff-2"><aff xml:lang="ru"><institution>АО «ОНПП «Технология» им. А.Г. Ромашина ГНЦ РФ</institution><country>Россия</country></aff><aff xml:lang="en"><institution>ORPE “Technologiya” named after A.G. Romashin</institution><country>Russian Federation</country></aff></aff-alternatives><pub-date pub-type="collection"><year>2017</year></pub-date><pub-date pub-type="epub"><day>30</day><month>06</month><year>2017</year></pub-date><volume>20</volume><issue>3</issue><fpage>122</fpage><lpage>130</lpage><permissions><copyright-statement>Copyright &amp;#x00A9; Туркин И.К., Рогов Д.А., 2017</copyright-statement><copyright-year>2017</copyright-year><copyright-holder xml:lang="ru">Туркин И.К., Рогов Д.А.</copyright-holder><copyright-holder xml:lang="en">Turkin I.K., Rogov D.A.</copyright-holder><license xml:lang="ru" license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.</license-p></license><license xml:lang="en" license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.</license-p></license></permissions><self-uri xlink:href="https://avia.mstuca.ru/jour/article/view/1087">https://avia.mstuca.ru/jour/article/view/1087</self-uri><abstract><p>На современном этапе развития авиационной и ракетной техники все сильнее возникает необходимость учета быстродействующих, высокоскоростных процессов ударного взаимодействия элементов конструкции с внешними нагрузками, представленными как силовыми факторами (продольная сила или изгибающий момент), так и равномерно распределенным аэродинамическим давлением. В статье исследуется динамический отклик неравномерно нагретой тонкостенной конической оболочки вращения, моделирующей головной обтекатель летательного аппарата, в условиях высокоскоростного нагружения ударной волной в газовой среде. Напряженно-деформированное состояние оболочки, возникающее в результате предварительного неравномерного нагрева ее поверхности, определяется из решения уравнений термоупругого равновесия. Температурное поле может быть задано в виде функциональной зависимости любого вида как по окружной, так и по продольной координате тонкостенной осесимметричной оболочки. Решение динамической задачи состоит в интегрировании нелинейных уравнений движения оболочки и присоединенной к ее носовой части дополнительной массы при заданных начальных смещениях, нулевых начальных скоростях и граничных условиях, соответствующих закреплению обтекателя. В работе приводятся результаты решения системы уравнений в виде зависимостей от времени с момента начала ударного воздействия фронта внешнего давления для перемещений и напряжений, возникающих в тонкостенной конструкции. Представлены зависимости для различных вариантов исполнения конструкции оболочки с учетом изменения как толщины самой оболочки, так и присоединенной массы. Показано, что условия начального неравномерного нагрева оболочки приводят к отклонению носка по величине сопоставимому с величиной перемещений от собственных свободных колебаний. При этом значения напряжений в оболочке для района ее закрепления в большей степени зависят от ее толщины, чем от величины присоединенной массы.</p></abstract><trans-abstract xml:lang="en"><p>At the present stage of aviation and missile equipment development there is increasing necessity for considering fast-acting, high-speed processes of impact interaction of structure elements with external loads, represented as both power factors (longitudinal force or bending moment) and uniformly spread aerodynamic pressure. The article analyses the dy- namic behavior of the nonuniformly-heated thin conical rotational shell, modelling the aircraft heat shield, under pressure wave loading in a gaseous environment. Stress-strain shell behavior caused by preliminary uneven heating is determined by solving thermo elastic equilibrium equations. The temperature field can be specified as any functional dependence in both circumferential and longitudinal coordinates of a thin-walled axisymmetric shell. The solution of the dynamic problem is obtained by the integration of shell and attached mass motion nonlinear equations under predetermined initial displace- ments, zero initial rates, and boundary conditions appropriate for heat shield fixation. The work presents simultaneous equations solution in the form of time dependent behavior from the beginning of front external pressure impact for dis- placements and stresses in thin-walled structures. The dependent behavior for various shell designs is presented taking into account the changes of shell thickness and attached mass. It is shown that the initial conditions of non-uniform shell heating cause leading-edge deflection comparable in size to the magnitude of the displacements from its free oscillations. However the values of stresses in a shell for its fixation area are more dependent on its thickness, than on the magnitude of the at- tached mass.</p></trans-abstract><kwd-group xml:lang="ru"><kwd>обтекатель</kwd><kwd>оболочка</kwd><kwd>масса</kwd><kwd>летательный аппарат</kwd><kwd>термосиловое нагружение</kwd></kwd-group><kwd-group xml:lang="en"><kwd>heat shield</kwd><kwd>shell</kwd><kwd>mass</kwd><kwd>aircraft</kwd><kwd>thermal power loading</kwd></kwd-group></article-meta></front><back><ref-list><title>References</title><ref id="cit1"><label>1</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Tekinalp O., Cavus N. Multiobjective Conceptual Design of an Unmanned Combat Air Vehicle. Proceedings of 12th AIAA Aviation Technology, Integration, and Operations (ATIO) Conference and 14th AIAA/ISSM. Indianapolis. Indiana. 17-19 September 2012. pp. 146-158</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Tekinalp O., Cavus N. Multiobjective Conceptual Design of an Unmanned Combat Air Vehicle. Proceedings of 12th AIAA Aviation Technology, Integration, and Operations (ATIO) Conference and 14th AIAA/ISSM. Indianapolis. Indiana. 17–19 September 2012. pp. 146–158.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit2"><label>2</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Волкинд Д.К., Рогов Д.А. Напряженно-деформированное состояние обтекателя высокоскоростного ЛА // Материалы пользовательской конференции ANSYS 2013. Москва. 15-17 июня. М., 2013. С. 78-80</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Volkind D.K., Rogov D.A. Napryazhenno-deformirovannoe sostoyanie obtekatelya vysokosrorostnogo LA [The stress-strain state of the fairing of high-speed aircraft]. [Proceedings of the user conference “ANSYS 2013”. Moscow. 15–17 June. 2013]. Moscow, 2013, pp. 78–80. (in Russian)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit3"><label>3</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Григолюк Э.Н., Горшков А.Г. Нестационарная гидроупругость оболочек. Л.: Судостроение, 1974. 208 с</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Grigolyuk E.N., Gorshkov A.G. Nestatsionarnaya gidrouprugost’ obolochek [Nonstationary hydro-elasticity of shells]. Leningrad, Shipbuilding Publ., 1974, 208 p. (in Russian)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit4"><label>4</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Кабанов В.В. Устойчивость цилиндрической оболочки при сжатии, боковом давлении и нагреве // Тепловые нагружения в элементах конструкции. Вып. 4. Киев: Наукова думка, 1974. С. 129-132</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Kabanov V.V. Ustoychivost’ tsilindricheskoy obolochki pri szhatii, bokovom davlenii i nagreve. [Stability of cylindrical shell under compression, side pressure and thermal loads]. Teplovye nagruzheniya v elementakh konstruktsii [Thermal loading in construction elements]. Vol. 4. Kiev, Naukova dumka, 1974, pp. 129–132. (in Russian)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit5"><label>5</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Туркин И.К. Динамическая устойчивость подкрепленной цилиндрической оболочки при термосиловом нагружении // Тезисы докладов IV Всесоюзной конференции «Современные проблемы строительной механики и прочностей ЛА». Харьков, 1991. С. 75</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Turkin I.K. Dinamicheskaya ustoychivost podkreplennoy cilindricheskoy obolochki pri termosilovom nagruzhenii [The dynamic buckling of reinforced shell under synchronous thermal-force loading]. Tezisy dokladov IV vsesoyuznoy konferencii «Sovremennye problemy stroitel’noy mehaniki i prochnostey LA» [Proceedings of IV All-Union Conference “Modern Problems of Structural Mechanics and strength of the aircrafts”]. Khar’kov, 1991, p. 75. (in Russian)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit6"><label>6</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Туркин И.К. Проектирование тонкостенных конструкций ЛА, функционирующих в экстремальных условиях. М.: Изд-во МАИ. 2000. 304 с</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Turkin I.K. Proektirovanie tonkostennyh konstruktsiy LA, funkcioniruyushih v ekstremal’nyh usloviyah [The designing of thin-walled construction, functioning under extremal condition]. Moscow, MAI Publ., 2000, 304 p.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit7"><label>7</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Туркин И.К., Рогов Д.А. Исследование динамического поведения конического обтекателя ЛА при сложном термосиловом нагружении // Научный Вестник МГТУ ГА. 2016. № 225. C. 166-172</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Turkin I.K., Rogov D.A. Issledovanie dinamicheskogo povedeniya konicheskogo obtekatelya LA pri slozhnom termosilovom nagruzhenii [Study of the aircraft conical radome dynamic behavior under combined application of temperature and force]. Civil Aviation High Technologies, 2016, no. 225, pp. 166–172. (in Russian)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit8"><label>8</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Чернова Н.Д. Реакция конической оболочки на действие подвижной нагрузки с учетом предварительного нагрева. Гос. деп. ВИНИТИ 18.02.1983. № 917-83</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Chernova N.D. Reaktsiya konicheskoy obolochki na deystvie podvizhnoy nagruzki s uchetom predvaritelnogo nagreva [Conical dome response to moving load impact with preheating token into account]. State Department VINITI. 1983. No. 917–83. (in Russian)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit9"><label>9</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Туркин И.К. Динамическое поведение тонкостенной конической оболочки ЛА под действием ударной волны и неравномерного нагрева // Материалы XXI Международного симпозиума «Динамические и технологические проблемы механики конструкций и сплошных сред» им. А.Г. Горшкова. Т. 2. М.: ООО «ТРП», 2015. С. 79-83</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Turkin I.K. Dinamicheskoe povedenie tonkostennoy konicheskoy obolochki LA pod deystviyem udarnoy volny I neravnomernogo nagreva [The aircraft conical thin-walled dome dynamic behavior under combined application of irregular temperature and rapid-action pressure wave]. Materialy XXI mezhdunarodnogo simposiuma “Dinamicheskie I tehnologicheskie problem mehaniki konstruktsii I sploshnyh sred” [Proceedings of the XXI international Symposium "Dynamic and technological problems of mechanics of constructions and continuous media" named after A.G. Gorshkova]. Moscow, 2015, pp. 79–83. (in Russian)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit10"><label>10</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Кирюшина В.В., Фетисов В.C., Коваленко П.В. Оценка прочностной надежности головного обтекателя ЛА из стеклокерамики в серийном производстве // Материалы XXI Международной научно-технической конференции «Конструкции и технологии получения изделий из неметаллических материалов». Обнинск, 5-7 октября 2016. Обнинск, 2016</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Kiryushina V.V., Fetisov V.S., Kovalenko P.V. Ocenka prochnostnoy nadezhnosti golovnogo obtekatelya LA iz steklokeramiki v seriynom proizvodstve [Assessing the strength reliability of the head fairing of aircraft made of glass-ceramic in condition of mass production] Materialy XXI mezhdunarodnoy nauchno-tehnicheskoy konferencii “Konstrukcii I tehnologii polucheniya izdeliy iz nemetalicheskih materialov, [Proceedings of the XXI international scientific-technical conference "Design and technology of obtaining products of non-metallic materials"]. Obninsk. 5–7 October 2016. (in Russian)</mixed-citation></citation-alternatives></ref></ref-list><fn-group><fn fn-type="conflict"><p>The authors declare that there are no conflicts of interest present.</p></fn></fn-group></back></article>
