ТЕХНИЧЕСКАЯ МЕХАНИКА
ISSN 1561-9184 (печатная версия), ISSN 2616-6380 (електронная версия)

ГЛАВНАЯ    ПРО ЖУРНАЛ    РЕДКОЛЛЕГИЯ    АВТОРАМ    ТЕКУЩИЙ ВЫПУСК    АРХИВ    КОНТАКТЫ

УДК 629.78.533.6.013:621.45

Техническая механика, 2018, 3, 59 - 68

УПРАВЛЕНИЕ ГАЗОВЫМИ ПОТОКАМИ В РАКЕТНОМ ДВИГАТЕЛЕ

Игнатьев А. Д., Коваленко Н. Д. , Коваленко Т. А., Прядко Н. С. Сирот-кина Н. П., Стрельников Г. А., Токарева Е. Н.

Игнатьев А. Д.
Институт технической механики Национальной академии наук Украины и Государственного космического агентства Украины
Украина

Коваленко Н. Д.
Институт технической механики Национальной академии наук Украины и Государственного космического агентства Украины
Украина

Коваленко Т. А.
Институт технической механики Национальной академии наук Украины и Государственного космического агентства Украины
Украина

Прядко Н. С.
Институт технической механики Национальной академии наук Украины и Государственного космического агентства Украины
Украина

Сирот-кина Н. П.
Институт технической механики Национальной академии наук Украины и Государственного космического агентства Украины
Украина

Стрельников Г. А.
Институт технической механики Национальной академии наук Украины и Государственного космического агентства Украины
Украина

Токарева Е. Н.
Институт технической механики Национальной академии наук Украины и Государственного космического агентства Украины
Украина

      Приводятся основные результаты исследований, выполняемых отделом термогазодинамики энергетических установок Института технической механики Национальной академии наук Украины и Государственного космического агентства Украины (за последние пять лет) по решению некоторых проблем, связанных с управлением газовыми потоками в ракетном двигателе. Исследована устойчивость и управляемость космической ступени ракеты (типа «Циклон-4») в условиях ее большой массовой асимметрии, изменяющейся при движении ступени. Показано, что комбинированные органы управления вектором тяги, включающие механическую и газодинамическую системы, позволят: увеличить область устойчивости космической ступени ракеты; повысить характеристики управляемости и надежность системы управления ступени в целом; решить задачу активного подавления поперечных колебаний конструкции ступени; существенно упростить отработку двигателя (с высокой степенью расширения сопла) в наземных условиях.
      Разработана бифункциональная система управления вектором тяги ракетного двигателя, раздельно парирующая статическую и динамическую составляющие возмущающих воздействий на объект управления (ступень ракеты) и обеспечивающая устойчивость его движения. Механическая часть этой системы может базироваться на повороте двигателя или отдельных его частей, создающих тягу двигателя; газодиамическая – на возмущении сверхзвукового потока в сопле камеры двигателя препятствиями различной природы, устанавливаемыми на внутренней стенке сопла. Обоснованы и запатентованы различные схемы газодинамической составляющей системы, обеспечивающие возможность выбора оптимального варианта при проектных разработках системы управления вектором тяги ракетного двигателя.

ракетный двигатель; система управления вектором тяги; механическая система; газодинамическая система; бифункциональная система; новая концепция системы управления вектором тяги

1 Игдалов И. М., Кучма Л. Д., Поляков Н. В., Шептун Ю. Д.; под ред. С. Н. Конюхова. Динамическое проектирование ракет. Задачи динамики ракет и их космических ступеней. Днепропетровск, 2010. 254 с.

2 Игдалов И. М., Кучма Л. Д., Поляков Н. В., Шептун Ю. Д.; под ред. С. Н. Конюхова. Ракета как объект управления. Днепропетровск, Арт – Пресс, 2004. 544 с.

3 Коваленко Н. Д. Ракетный двигатель как исполнительный орган системы управления полетом ракет. Днепропетровск, ИТМ НАН и НКА Украины, 2003. 412 с.

4 Коваленко Т. А., Коваленко Н. Д., Шептун Ю. Д. Сравнение органов управления космической ступени носителя. Вестник ДНУ. Ракетно-космическая техника. 2011. Том. 1. № 14. С. 64–71.

5 Kovalenko N. D., Sheptun U. D., Kovalenko T. A., Strelnikov G. A. The new concept of thrust veсtor control for Rocket engine. System technologies. Dnipro, 2016. № 6 (107). P. 120–127.

6 Коваленко Н. Д., Стрельников Г. А., Шептун Ю. Д., Коваленко Г. Н., Игнатьев А. Д. Особенности отра-ботки системы управления вектора тяги высотных ЖРД. Вестник ДНУ. Ракетно-космическая техника. 2008. № 14/1. С. 49–63.

7 Коваленко Н. Д., Сироткина Н. П., Игнатьев А. Д. О модификациях перспективной системы управления вектором тяги двигателя третьей ступени ракеты-носителя типа «Циклон». Техническая механика. 2016. № 4. С. 14–23.

8 Колесников К. С. Динамика ракет. М. «Машиностроение». 1980, 376 с.

9 Коваленко Т. А., Шептун Ю. Д. Космические ступени как объект управления. Материалы научной кон-ференции «Информационные технологии в управлении сложными системами». Днепропетровск. Изд-во «Свидтер А. Л.». 2011. С. 210–213.

10 Шептун Ю. Д., Коваленко Н. Д., Коваленко Т. А. Управление ступенью ракеты с массовой асимметри-ей. Материалы международной научной конференции «Космические технологии: настоящее и буду-щее». (19–21 мая 2015 г., Днепропетровск). Днепропетровск. 2015. С. 57–60.

11 Ракета космического назначения «Циклон-4». Буклет ГП КБ «Южное». Днепропетровск. 2001. 15 с.

12 Коваленко Т. А., Сироткина Н. П., Коваленко Н. Д. Бифункциональная система управления вектором тяги двигателя космической ступени ракеты-носителя. Техническая механика. 2015. № 1. С. 42–54.

13 Коваленко Т. А., Коваленко Г. Н., Сироткина Н. П. Управление вектором тяги ЖРД космической сту-пени ракеты-носителя при возникновении массовой асимметрии. Техническая механика. 2016. № 1. С. 51–59.

14 Коваленко М. Д., Стрельников Г. О., Шептун Ю. Д., Коваленко Т. О., Сироткіна Н. П. Спосіб регулю-вання вектора тяги рідинного ракетного двигуна та рідинний ракетний двигун для його здійснення: пат. 103528 Україна: МПК F02K 9/00. № а 201114384; заявл. 05.12.2011; опубл. 25.10.2013, Бюл. № 20. 11 с.

15 Коваленко М. Д., Шептун Ю. Д., Коваленко Т. О., Сироткіна Н. П. Спосіб регулювання вектора тяги рідинного ракетного двигуна та рідинний ракетний двигун для його здійснення: пат. 105214 Україна: МПК F02K 9/56, F02K 9/82. № а 2011 12467; заявл. 24.10.2011; опубл. 25.04.2014, Бюл. № 8. 10 с.

16 Коваленко М. Д., Стрельников Г. О., Шептун Ю. Д., Коваленко Т. О., Сироткіна Н. П., Коваленко Г. М. Спосіб керування вектором тяги рідинного ракетного двигуна та рідинний ракетний двигун з його за-стосуванням: пат. № 108677 Україна: МПК F02K 9/00. № 201308511; заявл. 08.07.2013; опубл. 25.05.2015, Бюл. № 10. 9 с.

17 Шептун Ю. Д., Коваленко Т. О., Сироткіна Н. П., Коваленко Г. М. Рідинний ракетний двигун з турбо-насосною системою подачі палива в камеру згоряння і системою газодинамічного регулювання вектора тяги: пат. 111995 Україна: МПК F02K 9/00. № a201410644; заявл. 29.09.2014; опубл. 11.07.2016, Бюл. № 13. 7 с.

18 Коваленко М. Д., Стрельников Г. О., Шептун Ю. Д., Коваленко Т. О., Сироткіна Н. П., Коваленко Г. М. Спосіб керування вектором тяги рідинного ракетного двигуна з турбонасосним агрегатом подачі ком-понентів палива в камеру згоряння та рідинний ракетний двигун з його застосуванням: пат. 107270 Україна: МПК F02К 9/00. № а 2013 06211; заявл. 20.05.2013; опубл. 10.12.2014, Бюл. № 23. 11 с.

Copyright (©) 2018 Игнатьев А. Д., Коваленко Н. Д. , Коваленко Т. А., Прядко Н. С. Сирот-кина Н. П., Стрельников Г. А., Токарева Е. Н.

Copyright © 2014-2018 Техническая механика