Ang dynamic na katatagan ay nauunawaan bilang ang kakayahan ng power system na mapanatili ang kasabay na parallel operation ng mga generator sa panahon ng makabuluhang biglaang mga kaguluhan na nangyayari sa power system (short circuit, emergency shutdown ng mga generator, isang linya ng mga transformer).

Ang paraan ng lugar ay ginagamit upang suriin ang dynamic na katatagan. Bilang halimbawa, isaalang-alang ang mode ng pagpapatakbo ng double-circuit power transmission na nag-uugnay sa power plant na may power system, na may short circuit sa isa sa mga linya kung saan ang nasirang linya ay nadiskonekta at ang matagumpay nitong AR (Fig. 10.3, a) .

Ang paunang mode ng paghahatid ng kapangyarihan ay nailalarawan sa pamamagitan ng punto 1 na matatagpuan sa angular na katangian I, na tumutugma sa orihinal na pamamaraan ng paghahatid ng kuryente (Larawan 10.3, b).

kanin. 10.3. Qualitative Analysis dynamic na katatagan sa K3 sa linya ng kuryente: a - scheme ng paghahatid ng kuryente; b - angular na katangian ng paghahatid ng kapangyarihan; c - pagbabago sa anggulo sa paglipas ng panahon

Sa K3 sa puntong K1 sa linyang W2, ang angular na katangian ng power transmission ay tumatagal ng posisyon II. Ang pagbaba sa amplitude ng katangian II ay sanhi ng isang makabuluhang pagtaas sa nagresultang paglaban sa pagitan ng mga punto ng aplikasyon. Sa sandaling K3, ang electric power ay pinalabas ng isang halaga dahil sa pagbaba ng boltahe sa mga bus ng istasyon (point 2 sa Fig. 10.3, b). Ang paglabas ng kuryente ay depende sa uri ng K3 at lokasyon nito. Sa limitadong kaso, na may tatlong-phase na K3, ang kapangyarihan ay ni-reset sa zero sa mga busbar ng istasyon. Sa ilalim ng impluwensya ng labis mekanikal na kapangyarihan turbines sa kapangyarihan ng kuryente, ang mga rotor ng mga generator ng istasyon ay nagsisimulang bumilis, at ang anggulo ay tumataas. Ang proseso ng pagbabago ng kapangyarihan ay napupunta ayon sa katangian II. Ang punto 3 ay tumutugma sa sandali ng pag-disconnect ng nasirang linya mula sa magkabilang panig ng mga relay protection device РЗ. Matapos ma-disconnect ang linya, ang power transmission mode ay nailalarawan sa pamamagitan ng point 4 na matatagpuan sa katangian , na tumutugma sa power transmission scheme na may isang disconnected na linya. Sa panahon ng pagbabago ng anggulo mula sa mga rotor ng mga generator ng istasyon ay nakakakuha ng karagdagang kinetic energy. Ang enerhiya na ito ay proporsyonal sa lugar, may hangganan na linya, katangian II at ordinates sa mga punto 1 at 3. Ang lugar na ito ay tinatawag na acceleration site. Sa punto 4, ang proseso ng pagpepreno ng mga rotor ay nagsisimula, dahil ang kapangyarihan ng kuryente ay mas malaki kaysa sa kapangyarihan ng mga turbine. Ngunit ang proseso ng pagpepreno ay nangyayari sa isang pagtaas sa anggulo. Ang pagtaas sa anggulo ay magpapatuloy hanggang ang lahat ng nakaimbak na kinetic energy ay ma-convert sa potensyal.

Ang potensyal na enerhiya ay proporsyonal sa lugar na nalilimitahan ng linya at ang mga angular na katangian ng post-accident mode. Ang lugar na ito ay tinawag na lugar ng pagpepreno. Sa punto 5, pagkatapos ng isang tiyak na pag-pause pagkatapos na madiskonekta ang linya ng W2, ang awtomatikong reclosure na aparato ay na-trigger (ipinapalagay na gumamit ng isang three-phase high-speed na awtomatikong reclosure na may maliit na pag-pause). Sa isang matagumpay na AR, ang proseso ng pagtaas ng anggulo ay magpapatuloy ayon sa katangian (punto 6) na naaayon sa orihinal na pamamaraan ng paghahatid ng kuryente. Ang pagtaas sa anggulo ay titigil sa punto 7, na kung saan ay nailalarawan sa pamamagitan ng pagkakapantay-pantay ng mga lugar. Sa punto 7, ang lumilipas na proseso ay hindi hihinto: dahil sa ang katunayan na ang kapangyarihan ng kuryente ay lumampas sa kapangyarihan ng mga turbine, ang proseso ng pagpepreno ay magpapatuloy ayon sa katangian , ngunit may pagbaba lamang sa anggulo. Ang proseso ay itatatag sa punto 1 pagkatapos ng ilang mga oscillations sa paligid ng puntong ito. Ang likas na katangian ng pagbabago sa anggulo 5 sa oras ay ipinapakita sa Fig. 10.3, c.

Upang gawing simple ang pagsusuri, ang kapangyarihan ng mga turbine sa panahon ng lumilipas na proseso ay kinukuha nang hindi nagbabago. Sa katotohanan, medyo nagbabago ito dahil sa pagkilos ng mga controllers ng bilis ng turbine.

Kaya, ipinakita ng pagsusuri na sa ilalim ng mga kondisyon ng halimbawang ito, ang katatagan ng parallel na operasyon ay napanatili. Ang isang kinakailangang kondisyon para sa dynamic na katatagan ay ang katuparan ng mga kondisyon para sa static na katatagan sa post-accident mode. Sa isinasaalang-alang na halimbawa, ang kundisyong ito ay natutugunan, dahil ang kapangyarihan ng mga turbine ay hindi lalampas sa limitasyon ng static na katatagan.

Ang katatagan ng parallel na operasyon ay malalabag kung, sa lumilipas na proseso, ang anggulo ay pumasa sa halaga na tumutugma sa punto 8. Nililimitahan ng Point 8 ang maximum na lugar ng pagpepreno sa kanan. Ang anggulo na tumutugma sa punto 8 ay tinatawag na kritikal. Kapag tumatawid sa hangganan na ito, ang pagtaas ng avalanche sa anggulo ay sinusunod, i.e. pagkawala ng mga generator sa labas ng synchronism.

Ang dynamic na stability margin ay tinatantya ng isang coefficient na katumbas ng ratio ng maximum na posibleng braking area sa acceleration area:

Sa , ang rehimen ay matatag, sa , katatagan ay nilabag.

Sa kaso ng hindi matagumpay na AR (lumipat sa linya sa nabigong K3), ang proseso mula sa punto 5 ay lilipat sa katangian II. Madaling makita na, sa ilalim ng mga kondisyon ng halimbawang ito, ang katatagan ay hindi napapanatili pagkatapos ng paulit-ulit na K3 at kasunod na pag-disconnect ng linya.

Ang static na katatagan ay nauunawaan bilang ang kakayahan ng isang power system na mapanatili ang magkasabay na parallel na operasyon ng mga generator sa ilalim ng maliliit na perturbation at mabagal na pagbabago sa mga parameter ng mode.

Sa fig. Ang 10.2a ay nagpapakita ng isang diagram ng isang electrical system na binubuo ng isang power plant ES, isang power line W at isang receiving power system na walang katapusan na kapangyarihan. Nabatid na ang electric power P na nabuo ng power plant at natupok ng load ng power system ay katumbas ng

kanin. 10.2. Power transmission diagram (a), vector diagram ng kasalukuyang at boltahe (b) at angular na katangian ng power transmission (c)

nasaan ang EMF ng mga generator ng planta ng kuryente; - boltahe ng sistema ng kuryente; Agres - ang nagresultang pagtutol ng mga generator ng planta ng kuryente, mga linya ng kuryente at mga sistema ng kuryente.

Kung ang EMF ng mga generator, ang boltahe ng system at hindi nagbabago, kung gayon ang kapangyarihan ng kuryente na ipinadala ng power plant sa power system ay nakasalalay sa anggulo sa pagitan ng mga vectors (Fig. 10.2, b). Ang pag-asa na ito ay may sinusoidal na karakter, ito ay tinatawag na angular na katangian ng paghahatid ng kapangyarihan (Larawan 10.2, c).

Ang pinakamataas na halaga ng kapangyarihan na maaaring ilipat sa power system ay tinatawag na static stability limit:

Ang halaga ng kapangyarihan na ito ay tumutugma sa amplitude ng angular na katangian (point 3 sa Fig. 10.2, c).

Ang katatagan ng parallel operation ng power plant na may kaugnayan sa receiving power system ay tinutukoy ng ratio ng mechanical power na binuo ng mga turbine ng istasyon at ang electrical power na ibinigay ng mga generator.

Ang normal na steady state ay nailalarawan sa pagkakapantay-pantay ng mekanikal na kapangyarihan na binuo ng mga turbine at ang elektrikal na kapangyarihan na ibinibigay ng mga generator:

Ang kapangyarihan ng turbine ay hindi nakasalalay sa anggulo 6 at tinutukoy lamang ng dami ng enerhiya na ibinibigay sa turbine.

Ang kondisyon (10.3) ay tumutugma sa mga puntos 1 at 2 sa fig. 10.2, c. Ang punto 1 ay ang punto ng matatag na ekwilibriyo, at ang punto 2 ay ang punto ng hindi matatag na ekwilibriyo. Ang lugar ng matatag na operasyon ay tinutukoy ng saklaw ng mga anggulo mula 0 hanggang 90 °. Sa rehiyon ng mga anggulo na higit sa 90°, hindi posible ang stable na parallel operation.

Ang operasyon sa pinakamataas na kapangyarihan na naaayon sa isang anggulo ng 90 ° ay hindi ginaganap, dahil ang mga maliliit na perturbation, na palaging naroroon sa sistema ng kuryente, ang mga pagbabago sa pagkarga, ay maaaring maging sanhi ng paglipat sa isang hindi matatag na rehiyon at isang paglabag sa synchronism. Pinakamataas pinahihintulutang halaga ipinapalagay na mas mababa sa static na limitasyon ng katatagan ang transmitted power.

Ang margin ay tinatantya ng static stability factor, %:

Ang static stability margin para sa power transmission sa normal na mode ay dapat na hindi bababa sa 20%, at sa panandaliang post-accident mode (bago ang mga tauhan ay mamagitan sa mode regulation) - hindi bababa sa 8%.

Static na katatagan ng mga electric power system..

Ang static na katatagan ay ang kakayahan ng isang system na ibalik ang orihinal o malapit sa orihinal nitong estado pagkatapos ng kaguluhan nito.

Ang dinamikong katatagan ay ang kakayahan ng isang system na ibalik ang orihinal o malapit sa orihinal nitong estado pagkatapos ng malaking kaguluhan.

Batay sa kahulugan ng static na katatagan ng system, maaari itong tapusin na mayroong tulad ng isang rehimen kung saan ang isang napakaliit na pagtaas sa mga naglo-load ay nagdudulot ng paglabag sa katatagan nito. Ang mode na ito ay tinatawag na limitasyon, at ang mga load ng system ay tinatawag na maximum o limit load ayon sa mga kondisyon ng static na katatagan.

Ang sistema ng kuryente ay dapat gumana sa paraang ang ilang mga pagbabago (pagkasira) sa rehimen ay hindi humantong sa isang paglabag sa katatagan ng operasyon nito. Ang pinakasimpleng pagtatasa ng margin ng katatagan nito ay batay sa isang paghahambing ng mga tagapagpahiwatig ng nasubok (paunang) mode at ang mga tagapagpahiwatig na nagpapakilala sa mode, na naglilimita sa mga tuntunin ng katatagan.

Ang static na katatagan ng operasyon ng EPS sa mga mode ng post-aksidente ay tinitiyak, bilang panuntunan, sa pamamagitan ng mga hakbang na hindi nangangailangan ng karagdagang pamumuhunan sa kapital:

- panandaliang pagtaas ng boltahe sa mga terminal ng mga generator;

– mabilis na pagbabawas ng karga ng paghahatid ng kuryente sa pamamagitan ng pag-off ng bahagi ng mga generator sa mga planta ng kuryente, atbp.

– Bilang karagdagan, may mga hakbang na nagpapataas ng static na katatagan, ngunit nangangailangan ng ilang pamumuhunan sa kapital:

– paggamit ng isang high-speed generator excitation system;

– paggamit ng mga kasabay na compensator sa mga intermediate substation;

– paggamit ng mga static na thyristor compensator;

- longitudinal capacitive compensation ng inductive resistance ng power transmission gamit ang static capacitors, atbp.

- Halos lahat ng mga hakbang na ito ay maaaring mapabuti ang dynamic na katatagan.

Sa operasyon, sa mga kaso kung saan kinakailangan upang maiwasan ang limitasyon ng mga mamimili o ang pagkawala ng mga mapagkukunan ng hydro, ang pangmatagalang operasyon ng paghahatid ng kuryente sa normal na mode ay pinapayagan na may margin ng static na katatagan na nabawasan sa 5-10%, depende sa ang papel ng paghahatid ng kuryente sa sistema ng kuryente at ang mga kahihinatnan posibleng paglabag Pagpapanatili.

Ang isang eksaktong sagot sa tanong tungkol sa katatagan (o kawalang-tatag) ng sistema ay maaaring makuha sa pamamagitan ng pagkalkula ng lahat ng mga ugat ng katangian na equation. Gayunpaman, ang pamamaraan para sa pagkalkula ng mga ugat para sa mga equation na may mataas na pagkakasunud-sunod ay napakatagal; samakatuwid, ang isang bilang ng mga espesyal na kundisyon sa matematika ay binuo na ginagawang posible upang matukoy ang kanilang lokasyon sa kumplikadong eroplano nang hindi kinakalkula ang mga ugat ng katangian na equation at sa gayon. tumpak na sagutin ang tanong ng katatagan o kawalang-tatag ng sistema. Ang mga kundisyong ito sa matematika ay tinatawag na pamantayan ng katatagan. Mayroong algebraic at frequency stability criteria. Ang pamantayang algebraic ay naglalaman ng isang pangkat ng mga kundisyon (isang pangkat ng mga hindi pagkakapantay-pantay) na pinagsama-sama ayon sa ilang mga tuntunin mula sa mga coefficient ng characteristic equation, kung saan nagaganap ang katatagan. Kung hindi bababa sa isa sa kanila ang nilabag, pagkatapos ay magaganap ang kawalang-tatag. Upang magsagawa ng pagsusuri gamit ang algebraic na pamantayan, malinaw na kinakailangan na paunang kalkulahin ang mga coefficient ng polynomial sa kaliwang bahagi ng katangian na equation. Kailangan at sapat na kondisyon Ang katatagan ng isang linear homogenous na sistema ng mga differential equation sa anyo ng mga algebraic inequalities ay itinatag ng English scientist na si Routh at ng Swiss mathematician na si Hurwitz.

Pamantayan sa katatagan ng algebraic:

o pamantayan ng Hurwitz

Ang sistema ng mga hindi pagkakapantay-pantay ng Hurwitz ay itinayo bilang mga sumusunod. Ang mga koepisyent ng katangiang polynomial ay bumubuo sa parisukat na Hurwitz matrix. Ang kailangan at sapat na kundisyon para sa katatagan ay ang lahat ng n diagonal na menor de edad ay dapat na positibo.

o pagsubok sa ruta

Ito ay mas maginhawa para sa mga sistemang may mataas na pagkakasunud-sunod na may numerong ibinigay na mga koepisyent ng katangiang equation. Mula sa mga koepisyent ng katangiang polynomial, ang talahanayan ng Routh ay pinagsama-sama, ang bawat elemento ay kinakalkula sa pamamagitan ng apat na elemento ng dalawang nakaraang mga hilera. Ang algorithm ng pagkalkula ay malinaw na nakikita mula sa talahanayan. Mayroong (n+1) na mga hilera sa talahanayan sa kabuuan. Ang mga kinakailangan sa katatagan ng Routh ay nabuo tulad ng sumusunod: para sa katatagan ng sistema, kinakailangan at sapat na ang lahat ng mga koepisyent ng unang haligi ay positibo.

Pamantayan sa katatagan ng dalas.

Sa pagsasagawa ng pag-aaral ng katatagan ng mga sistema, may mga kaso kung mahirap hindi lamang kalkulahin ang mga ugat ng katangian ng equation, kundi pati na rin upang makuha ang equation mismo sa anyo ng isang katangian na polynomial sa kaliwang bahagi. Sa ganitong mga kaso

mas maginhawa ang pamantayan ng dalas, na,

pati na rin ang algebraic na pamantayan, pinapayagan nila ang isa na matukoy ang presensya o kawalan ng mga ugat ng katangian na equation sa kanang kalahating eroplano sa root plane. Ang pamantayan ng dalas ay batay sa kilalang prinsipyo ng argumento sa mas mataas na matematika. .

1.1. Ang konsepto ng static at dynamic na katatagan sa mga electric power system

Sa ilalim ng katatagan ng estado ng electrical system ay nauunawaan ang kakayahang ibalik ang orihinal na mode (o sapat na malapit dito) pagkatapos ng epekto ng anumang perturbation ("malaki" o "maliit"). Ang proseso ng paglabag sa katatagan sa mga de-koryenteng sistema ay palaging nauugnay sa limitadong kapasidad ng mga indibidwal na elemento nito - mga linya ng komunikasyon, mga transformer, atbp. Naturally, na may hindi nagbabago na mga parameter ng electrical system, ang limitasyon ng ipinadala na kapangyarihan ay nakasalalay sa mga antas ng boltahe at pagkalugi ng ipinadala na kapangyarihan sa mga resistensya ng mga elemento. Ang mga paglabag sa katatagan sa mga de-koryenteng sistema ay nangyayari bilang isang resulta ng epekto sa gawain nito ng mga nakakagambalang mga kadahilanan, na maaaring "malaki" at "maliit". Ang kurso ng proseso ay pareho sa kasong ito at sinamahan sa anumang kaso ng isang matalim na pagbaba ng boltahe sa mga node ng system (ang hitsura ng isang "avalanche" ng boltahe), isang pagtaas sa kasalukuyang sa mga sanga nito, at isang pagbabago sa bilis ng pag-ikot ng mga de-koryenteng makina. Ang paglabag sa katatagan ay palaging nagtatapos sa paglitaw ng isang asynchronous na paglipat na nauugnay sa isang walang limitasyong pagbabago sa bilis ng pag-ikot ng mga magkakasabay na makina, at madalas na humahantong sa "pagbagsak" ng system - pagdiskonekta sa pagkarga, mga generator ng mga istasyon, paghahati ng system sa hindi magkakasabay na gumaganang mga bahagi. Ang "maliit" na mga perturbation ay mapanganib para sa pagpapatakbo ng mga de-koryenteng sistema sa malubhang kondisyon, kapag ang kapangyarihan ay dumadaloy malapit sa limitasyon ng daloy sa pamamagitan ng mga elemento nito. Samantalang ang "malaking" perturbation ay maaaring magdulot ng paglabag sa katatagan sa mga normal na mode. Depende sa dahilan na humantong sa paglabag sa katatagan, tatlong uri ng se ay nakikilala: - static na katatagan - ang kakayahan ng system na mapanatili (ibalik) ang orihinal (o malapit dito) na mode sa ilalim ng pagkilos ng "maliit" na mga kaguluhan. - dynamic na katatagan - ang kakayahan ng system na ibalik ang isang pangmatagalang matatag na estado sa ilalim ng "malaking" kaguluhan. - nagresultang katatagan - ang kakayahan ng system na bumalik sa isang pangmatagalang matatag na estado pagkatapos ng isang panandaliang paglabag sa katatagan.

Static na katatagan ng kasabay na generator

Ang pagtatasa ng static na katatagan ng isang kasabay na generator na konektado sa mga busbar ng power system (Larawan 1) ay maaaring isagawa gamit ang pangalawang batas ni Newton para sa isang umiikot na katawan

kung saan M in - metalikang kuwintas sa baras ng power engine, kg.m; M s - sandali ng paglaban (sandali ng pagpepreno) sa generator shaft, kg.m; ω - angular frequency ng pag-ikot ng baras ng yunit, s -1;

Sandali ng pagkawalang-galaw, kg.m.s 2; GD 2 - mga masa ng flywheel ng mga umiikot na bahagi na nakakabit sa mga shaft ng power engine at generator, kg.m 2; g \u003d 9.81 m / s 2 - acceleration ng gravity.

1. Scheme ng power transmission mula sa isang kasabay na generator sa power system at ang katumbas nitong scheme: T - turbine; G - generator; T1 - transpormer ng substation; L1, L2 - mga linya ng kuryente; T2 - transpormer para sa koneksyon sa sistema ng kuryente; ES - sistema ng kuryente.

Ang static na katatagan ng isang kasabay na yunit ay sinusuri sa isang pare-pareho ang kasabay na bilis, kung saan ang kapangyarihan sa baras ng power engine at ang kasabay na generator ay proporsyonal sa mga sandali, at sa mga kamag-anak na yunit sila ay pantay, i.e.

Ang static na katatagan ay sinusuri sa kamag-anak na paggalaw ng rotor ng yunit, ibig sabihin, sa paggalaw ng rotor na may kaugnayan sa vector ng umiikot na electromagnetic field ng generator stator (Fig. 2), na may pagbabago sa anggulo ng pag-alis ng rotor. Ang rate ng pagbabago nito ay tumutugma sa derivative (1.1.2)

Sa kamag-anak na paggalaw ng rotor ng generator, ang equation ng paggalaw (1.1.1) ay maaaring katawanin bilang mga sumusunod:

(1.1.3)

kanin. Fig. 2. Pangunahing structural diagram ng synchronous generators: a - non-salient pole; b - kapansin-pansing poste

Ang equation na ito ay ang equation ng dynamic equilibrium, dahil may equality R T = P r ang rotor departure angle 0 ay may pare-parehong halaga. Kung walang pagkakapantay-pantay ng mga kapangyarihan, kung gayon ang acceleration ng yunit ay magaganap sa P T > P G , o pagbagal sa R T < Р r, ibig sabihin, sa pamamagitan ng pag-sign ng pagkakaiba sa kapangyarihan, maaaring hatulan ng isa ang likas na katangian ng paggalaw ng baras ng yunit. Samakatuwid, ipinapayong gamitin ang equation (1.1.3) sa form na ito

(1.1.4)

saan ∆Р- labis na kapangyarihan. Katangian ng kapangyarihan ng makina ng enerhiya sa mga coordinate R, ay isang tuwid na linya, dahil ang kapangyarihan na binuo ng makina ay hindi nakasalalay sa anggulo ng rotor.

Katangian ng kapangyarihan ng isang kasabay na generator sa mga coordinate R, ay kinakatawan ng isang sinusoidal angular na katangian (Fig. 3) na nakuha mula sa isang vector diagram:

para sa isang non-salient pole machine (turbine generator)

(1.1.5)

para sa isang salient-pole machine (hydrogenerator)

(1.1.6)

saan paglaban ng mga generator sa longitudinal at transverse axes, na isinasaalang-alang ang mga resistensya ng katumbas na circuit (tingnan ang Fig. 1)

Pa fig. 3 ay nagpapakita ng mga katangian ng turbine at generator. Ang mga katangian ay may dalawang punto ng mutual intersection 1 at 2. Alinsunod sa posisyon teoretikal na mekanika sa mga punto

Ang katatagan ng isang sasakyang panghimpapawid ay ang kakayahang mapanatili ang isang ibinigay na mode ng pagbabalanse ng flight nang walang panghihimasok at bumalik dito pagkatapos ng pagtigil ng mga panlabas na kaguluhan. Ang katatagan ay nahahati sa static at dynamic. Ang sasakyang panghimpapawid ay statically stable kung, na may maliit na pagbabago sa mga anggulo ng pag-atake, madulas at gumulong, lumitaw ang mga puwersa at sandali na naglalayong ibalik ang orihinal na mode ng paglipad. Ang dinamikong katatagan ay nailalarawan sa pamamagitan ng pagpapahina ng mga lumilipas na proseso ng nababagabag na paggalaw.

Ang controllability ng isang rocket ay ang kakayahan nitong gumanap bilang tugon sa may layuning mga aksyon pilot ang anumang maniobra na ibinigay para sa panahon ng operasyon sa ilalim ng pinahihintulutang kondisyon ng paglipad. Ang pagbabalanse ng mga mode ng paglipad ay tinatawag na mga mode kung saan ang mga puwersa at mga sandali na kumikilos sa rocket ay balanse, at ang static na pagkontrol ng rocket ay nailalarawan sa pamamagitan ng mga paglihis ng mga kontrol na kinakailangan para sa pagbabalanse ng rocket, ang mga paggalaw ng mga control levers at ang mga puwersa sa sila.

May mga konsepto ng longitudinal at lateral static stability. Ang longitudinal static na katatagan ay tumutukoy sa pag-aari ng isang rocket, pagkatapos ng pagwawakas ng mga panlabas na kaguluhan, upang bumalik sa mga paunang halaga ng anggulo ng pag-atake at bilis ng paglipad nang walang interbensyon ng piloto, at lateral na katatagan sa mga paunang halaga. ng mga anggulo ng roll at slip. Alinsunod dito, ang mga katangian ng paghawak ay karaniwang nahahati sa longitudinal at lateral.

Upang makamit ang layunin, kinakailangan na magsagawa ng isang bilang ng mga gawain:

· Pag-aralan ang konsepto ng katatagan ng sasakyang panghimpapawid;

· Ilarawan ang static na katatagan at mga paraan upang matiyak ito;

Ang paglipad ng isang sasakyang panghimpapawid ay nangyayari sa ilalim ng impluwensya ng aerodynamic force, thrust force ng mga makina at gravity. Upang matiyak ang paglipad at matupad ang misyon ng paglipad, ang rocket ay dapat na tumugon nang sapat sa mga aksyong kontrol - naka-target na mga pagbabago sa aerodynamic force at thrust force, i.e. mapamahalaan.

Ang mga maliliit na paglihis (mga kaguluhan) ng aerodynamic force at thrust mula sa mga kinakalkula na halaga na hindi nauugnay sa kontrol ay nagbabago din sa paggalaw ng sasakyang panghimpapawid. Upang magsagawa ng paglipad, ang rocket ay dapat makatiis sa mga kaguluhang ito, i.e. maging sustainable.

Ang katatagan at kakayahang kontrolin ay mahalagang katangian na tumutukoy sa posibilidad ng paglipad sa isang partikular na tilapon. Kapag pinag-aaralan ang katatagan at kakayahang kontrolin ng isang sasakyang panghimpapawid, ito ay itinuturing na materyal na katawan at ang paggalaw nito ay inilalarawan ng mga equation ng paggalaw ng sentro ng masa at pag-ikot sa paligid ng sentro ng masa. Ang paggalaw ng sentro ng masa at ang pag-ikot nito na may kaugnayan sa sentro ng masa ay konektado. Gayunpaman, ang magkasanib na pag-aaral ng mga paggalaw na ito ay napakahirap dahil sa isang malaking bilang mga equation na naglalarawan sa pangkalahatang paggalaw.

Sa totoong paggalaw, bilang panuntunan, ang mga sumusunod na kondisyon ay natutugunan: una, ang paglihis ng mga kontrol ay halos agad na humahantong sa isang pagbabago sa mga puwersa ng aerodynamic na kumikilos sa rocket, at pangalawa, ang mga nagresultang puwersa ng kontrol ay makabuluhang mas mababa kaysa sa pangunahing aerodynamic. pwersa.

Ang mga kondisyong ito ay nagpapahintulot sa amin na isaalang-alang na ang angular na paggalaw, sa kaibahan sa paggalaw ng sentro ng masa nito, ay maaaring mabago nang mabilis at, samakatuwid, ang paggalaw (pag-ikot) na nauugnay sa sentro ng masa at ang paggalaw ng sentro ng masa. sa kahabaan ng trajectory ay maaaring isaalang-alang nang hiwalay.

Sa paglipad, ang rocket, bilang karagdagan sa mga pangunahing, ay apektado ng maliliit na nakakagambalang pwersa na nauugnay sa hangin at magulong mga kaguluhan sa atmospera, mga pagbabago sa pagsasaayos ng rocket, thrust pulsation, at iba pang mga dahilan. kaya lang tunay na paggalaw ang rocketa ay nababagabag at naiiba sa hindi nababagabag. Ang mga nakagagambalang pwersa ay hindi kilala nang maaga at ito ay isang random na kalikasan, kaya halos imposible na tumpak na tukuyin ang lahat ng mga puwersa na kumikilos sa rocket sa paglipad sa mga equation ng paggalaw.

Ang katatagan ay pag-aari ng isang rocket upang maibalik ang mga kinematic na parameter ng hindi nababagabag na paggalaw at bumalik sa orihinal nitong mode pagkatapos ng pagtigil ng epekto sa rocket ng mga perturbations.

Kapag nagsasagawa ng mga indibidwal na yugto ng paglipad, kinakailangan upang maimpluwensyahan ang likas na katangian ng paggalaw ng rocket, iyon ay, upang makontrol ang rocket.

Kapag kinokontrol ang isang rocket, ang mga sumusunod na gawain ay malulutas:

pagbibigay ng mga kinakailangang halaga ng mga kinematic na parameter na kinakailangan para sa pagpapatupad ng isang naibigay na paggalaw ng sanggunian;

pag-iwas sa mga nakakagambalang impluwensya at pagpapanatili ng ibinigay o malapit sa kanila na mga parameter ng paggalaw sa ilalim ng pagkilos ng isang kaguluhan.

Ang mga gawaing ito ay maaaring malutas kung ang rocket ay tumugon nang naaangkop, tumugon sa mga aksyon na kontrol, iyon ay, mayroon silang kakayahang kontrolin.

Ang kakayahang makontrol ay ang pag-aari upang tumugon sa naaangkop na mga linear at angular na displacement sa espasyo sa paglihis ng mga kontrol

Mayroong kondisyonal na dibisyon ng rocket motion stability sa static at dynamic. Ang static na katatagan ng rocket ay nagpapakilala sa balanse ng mga puwersa at sandali sa reference na steady motion. Ang isang rocket ay tinatawag na statically stable sa mga tuntunin ng isa o isa pang parameter ng paggalaw, kung saan ang paglihis ng parameter na ito mula sa reference na halaga kaagad pagkatapos ng pagwawakas ng pagkilos ng mga kaguluhan ay humahantong sa hitsura ng isang puwersa (sa translational motion) o isang sandali (sa angular na paggalaw) na naglalayong bawasan ang paglihis na ito. Kung ang mga puwersa at sandali ay nakadirekta upang mapataas ang paunang pagpapalihis, kung gayon ang rocket ay statically unstable.

Ang static na katatagan ay isang mahalagang salik kapag tinatasa ang pabago-bagong katatagan ng isang rocket, gayunpaman, hindi ito ginagarantiyahan, dahil kapag tinutukoy ang pabago-bagong katatagan, hindi ang paunang ugali upang maalis ang perturbation ang nasuri, ngunit ang pangwakas na estado - ang pagkakaroon ng asymptotic na katatagan o kawalang-tatag sa ang pakiramdam ni A.M. Lyapunov. Kapag tinatasa ang dynamic na katatagan, mahalaga hindi lamang ang pangwakas na estado (matatag o hindi matatag), kundi pati na rin ang mga tagapagpahiwatig ng proseso ng pagpapahina ng mga paglihis mula sa hindi nababagabag na paggalaw:

Oras ng pagkabulok ng mga paglihis ng mga parameter ng paggalaw;

Ang likas na katangian ng nababagabag na paggalaw (oscillatory, aperiodic);

· ang pinakamataas na halaga ng mga paglihis;

panahon (dalas) ng mga oscillations (kung ang proseso ay oscillatory), atbp.

Ang distansya sa pagitan ng sentro ng grabidad at ang punto ng neutral na pagsentro ay tinatawag na static stability margin ng sasakyang panghimpapawid.

Upang maging mas tumpak sa mga pahayag tungkol sa katatagan ng rocket, kinakailangang ipakilala ang dalawang aspeto ng paksang ito, na hindi nabanggit dati. Una, ang epekto ng paunang kaguluhan ay pangunahing nakasalalay sa kung ang mga ibabaw ng kontrol ay lumihis sa panahon ng kasunod na paggalaw. Malinaw, dalawang matinding posibilidad ang dapat ipagpalagay, ibig sabihin, ang mga kontrol ay permanente sa kanilang orihinal na posisyon at sila ay ganap na malaya na lumipat sa kanilang mga bisagra. Ang unang palagay ay napakalapit na tumutugma sa halimbawa ng isang rocket na may power driven control surface na kadalasang hindi maibabalik sa diwa na ang mga puwersa ng aerodynamic ay hindi maaaring maging sanhi ng mga ito na lumihis laban sa mekanismo ng kontrol. Ang pangalawang kaso ng paglilimita - ang mga kontrol ay libre - ay isang medyo idealized na representasyon ng isang rocket na may manu-manong kontrol, kung saan pinapayagan ng piloto ang rocket na lumipad sa " awtomatikong mode". Ang antas ng pagpapanatili ng mga matinding halimbawang ito ay maaaring mag-iba-iba, kaya't malinaw na ang ninanais na mga layunin ng pagpapanatili sa ilalim ng parehong permanenteng at malayang pamahalaan ay minsan ay napakahirap makamit.

Ang pangalawang bahagi ng problema sa katatagan, na hindi pa isinasaalang-alang bago, ay ang impluwensya ng sistema ng pagpapaandar. Dapat isaalang-alang ang katatagan kapwa sa pagtakbo ng makina at kapag hindi tumatakbo ang makina. Ang pagkakaiba ay lumitaw pangunahin dahil sa dalawang mga kadahilanan: ang isa sa kanila ay ang direktang epekto ng thrust sa balanse at paggalaw ng rocket; ang pangalawa ay ang pagbabago sa aerodynamic forces na kumikilos sa wing at tail assembly dahil sa daloy na dulot ng propulsion system. Ang huli na kadahilanan ay may posibilidad na maging mas makabuluhan sa propeller-driven rockets kaysa sa jet-powered rockets; tinatawag itong wake effect mula sa propeller. Kahit na sa mga jet rocket, karamihan sa mga designer ay naglalagay ng mga ibabaw ng buntot na medyo mataas sa itaas ng jet upang maiwasan ang magkasalungat na masamang epekto.

Bibliograpiya

1. Balakin, V.L., Lazarev, Yu.N. dynamics ng paglipad ng sasakyang panghimpapawid. Stability at controllability ng longitudinal movement. – Samara, 2011.

2. Bogoslovsky S.V. Dorofeev A.D. Dynamic ng paglipad ng sasakyang panghimpapawid. - St. Petersburg: GUAP, 2002.

3. Efimov V.V. Mga pangunahing kaalaman sa paglipad. Bahagi I. Mga Batayan ng aerodynamics at dynamics ng paglipad ng sasakyang panghimpapawid: Pagtuturo. – M.: MGTU GA, 2003.

4. Karman, T. Aerodynamics. Mga napiling paksa sa kanilang Makasaysayang pag-unlad. - Izhevsk: Research Center "Regular at Chaotic Dynamics", 2001

5. Starikov Yu.N., Kovrizhnykh E.N. Mga Batayan ng aerodynamics ng sasakyang panghimpapawid: Proc. allowance. -2nd ed., naitama. at karagdagang - Ulyanovsk: UVAU GA, 2010.