ТЕХНІЧНА МЕХАНІКА
ISSN 1561-9184 (друкована версія), ISSN 2616-6380 (електронна версія)

ГОЛОВНА    ПРО ЖУРНАЛ    РЕДКОЛЕГІЯ    АВТОРАМ    ПОТОЧНИЙ ВИПУСК    АРХІВ    КОНТАКТИ

УДК 629.78.533.6.013:621.45

Технічна механіка, 2019, 3, 16 - 29

ДИНАМІЧНІ ХАРАКТЕРИСТИКИ КОМБІНОВАНОЇ СИСТЕМИ КЕРУВАННЯ ВЕКТОРОМ ТЯГИ РАКЕТНОГО ДВИГУНА

DOI: https://doi.org/10.15407/itm2019.03.016

Токарева О. Л., Прядко Н. С., Тернова К. В.

Токарева О. Л.
Інститут технічної механіки Національної академії наук України і Державного космічного агентства України,
Україна

Прядко Н. С.
Інститут технічної механіки Національної академії наук України і Державного космічного агентства України,
Україна

Тернова К. В.
Інститут технічної механіки Національної академії наук України і Державного космічного агентства України,
Україна

      Високе енергонапруження рідинного ракетного двигуна (РРД) та його агрегатів істотно позначається на динаміці перехідних процесів, що протікають в них та виникають при зміні положення керуючих органів. Для аналізу стійкості процесу керування й оцінки точності керування РРД необхідно знати динамічні частотні характеристики виконавчих органів системи керування (СК). Визначення якості перехідних процесів, рішення задачі вибору оптимального варіанту СК і аналіз її особливостей вимагають дослідження динамічних характеристик при різних значеннях динамічних параметрів (передавальних коефіцієнтів регуляторів, постійних часу і коефіцієнтів підсилення передавальних функцій окремих агрегатів РРД).
      Для космічних ступенів ракет (КСР), з урахуванням специфіки їх функціонування, розглядається задача керування вектором тяги маршового РРД з використанням комбінованої системи керування вектором тяги (КСКВТ). КСКВТ для КСР складається з великогабаритної інтерцепторної газодинамічної системи керування вектором тяги (ГСКВТ) і системи керуючих реактивних сопел. Така комбінація виконавчих органів СК здатна ефективно виконувати програму польоту і парирувати нештатні збурення, що виникають при польоті КСР.
      Мета роботи – розробка структурної схеми та розрахунок комплексної передавальної функції інтер-цепторної ГСКВТ у складі КСКВТ, побудова частотних характеристик за попередніми оцінними значеннями динамічних параметрів для подальшого аналізу стійкості і якості КСУВТ.
      Розроблено функціональну схему комбінованої системи керування маршового двигуна, що складається з інтерцепторного вузла вприскування (ІВВ) компонента палива як виконавчого органу ГСКВТ по каналу наведення та системи керуючих сопел як виконавчого органу каналу стабілізації КСР. Розроблено структурну схему ГСКВТ з ІВВ. За первинними оцінними значеннями динамічних параметрів розраховано перехідну функцію та амплітудно-фазові частотні характеристики комплексної передавальної функції ГСКВТ. Аналіз результатів числових досліджень дозволив виділити режим функціонування, що відповідає якісному процесу керування. Подальші дослідження спрямовані на аналіз якості (стійкості) ГСКВТ і пошук оптимальних комбінацій значень динамічних параметрів з метою підвищення ефективності КСКВТ для маршових двигунів КСР.
     

космічний ступінь ракети, ракетний двигун, система керування вектором тяги, динамічні характеристики, газодинамічна система, комбінована система керування

1. Гликман Б. Ф. Автоматическое регулирование жидкостных ракетных двигателей. М.: Машиностроение, 1989. 296 с

2. Бабкин А. И., Белов С. И., Рутковский Н. Б. и др. Основы теории автоматического управления ракетными двигательными установками. М.: Машиностроение. 1989. 456 с.

3. Махин В. А., Присняков В Ф., Белик Н. П. Динамика жидкостных ракетных двигателей. М.: Машиностроение. 1969. 383 с.

4. Мошкин Е. К. Динамические процессы в ЖРД. М.: Машиностроение. 1964. 254 с..

5. Попов Е. П. Теория линейных систем автоматического регулирования и управления. М.: Наука. 1989. 304 с.

6. Kovalenko N. D., Sheptun U. D., Kovalenko T. A., Strelnikov G. A. The new concept of thrust vector control for rocket engine. Системні технології. 2017. № 6 (107). С. 120–127.

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

8. Зайцев Г. Ф. Теория автоматического управления и регулирования. К.: Вища школа. 1989. 431 с.

9. Мамонова М. В., Прудников В. В., Прудникова И. А. Физика поверхности. Теоретические модели и экспериментальные методы. Физмат лит. 2011. 400 с.

10. Гимадиев А. Г. Автоматика и регулирование двигательных установок ракетных и космических систем. Самара: Самарский государственный аэрокосмический университет. 2010. 201 с.

11. Коваленко Н. Д. Управление сверхзвуковыми газовыми потоками в реактивных соплах. Киев: Наукова думка. 1992. 208 с.

12. Коваленко Н. Д. Ракетный двигатель как исполнительный орган системы управления полетом ракет. Днепропетровск: Институт технической механики НАН и НКА Украины. 2004. 412 с.

Copyright (©) 2019 Токарева О. Л., Прядко Н. С., Тернова К. В.

Copyright © 2014-2019 Технічна механіка