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

ГОЛОВНА    ПРО ЖУРНАЛ    РЕДКОЛЕГІЯ    АВТОРАМ    ПОТОЧНИЙ ВИПУСК    АРХІВ    КОНТАКТИ

УДК 629.7:621.642:532.539

Технічна механіка, 2015, 4, 103 - 116

ОСОБЛИВОСТІ ФОРМУВАННЯ АЛГОРИТМУ АКТИВНОГО КЕРУВАННЯ ГІДРОДИНАМІЧНОЮ ОБСТАНОВКОЮ У БАКАХ РАКЕТИ-НОСІЯ

В. В. Горбунцов, О. М. Заволока, М. Ф. Свириденко

      Обґрунтовано раціональний підхід до організації моніторингу поточного стану гідродинамічної обстановки (ГДО) у паливному баку (ПБ) ракети-носія як основи формування активного управління газовмістом компонентів палива (КП) на вході до паливних магістралей двигуна. У основу підходу покладено уявлення про практичну лінійність форми коливань тиску (ФКТ) по висоті стовпа КП у баках ракети, що зазнають дію вібраційних навантажень від працюючого двигуна. Вказана обставина забезпечує можливість відновлення ФКТ за показаннями єдиного датчика, встановленого в безпосередній близькості до податливого нижнього днища ПБ. Запропоновано просту умову забезпечення стійкості роботи двигуна за змістом вільних газових включень (ВГВ) у КП на його вході, що полягає у запобіганні виходу ВГВ, що формуються в КП в умовах польоту на активній ділянці траєкторії, із ПБ шляхом регулювання тиску у вільному газовому об'ємі бака шляхом зміни витрати газу, що подається на наддування бака. Одержані співвідношення для визначення часу, необхідного на регулювання витрати газу наддування на управління станом ГДО. Для однієї з схем організації наддування бака з компонентом палива – рідким киснем – розглянута задача регулювання тиску; аналіз цього процесу показав можливість здійснення регулювання тиску протягом обмеженого часу з використанням типових редукторів тиску газу.

ракета-носій, паливний бак, гідродинамічна обстановка, вільні газові включення, пульсація тиску, активне керування, система наддування, регулятор тиску газу

1 Ракета как объект управления / И. М. Игдалов, Л. Д. Кучма, Н. В. Поляков, Ю. Д.Шептун. – Днепропетровск : АРТ-ПРЕСС, 2004. – 544 с.

2 Горбунцов В. В. Активное управление возмущённым движением ракеты-носителя на основе данных мониторинга текущего состояния её систем: задачи и перспективы / В. В. Горбунцов, А. Н. Заволока, Н. Ф. Свириденко // Техническая механика. – 2012. – № 1. – С. 72 – 81.

3. Патент на винахід 102987 Україна, МПК B64C 13/00. Спосіб і пристрій управління збуреним рухом пружно-деформованої ракети-носія навколо центру мас / Горбунцов В. В., Заволока О. М., Свириденко М. Ф. ; заявник і патентоволодар Інститут технічної механіки НАН України і ДКА України. – U201209134 ; заявл. 25.07.2012 ; опубл. 27.08.2013, Бюл. № 16.

4 Горбунцов В. В. Математическая модель упругодеформирующейся в полёте ракеты-носителя / В. В. Горбунцов, А. Н. Заволока, Н. Ф. Свириденко // Техническая механика. – 2013. – № 4. – С. 59 – 70.

5 Колесников К. С. Динамика ракет / К. С. Колесников. – М. : Машиностроение, 1980. – 376 с.

6 Патент на винахід 104481 Україна, МПК F 02 K 9/42. Спосіб і пристрій забезпечення стійкості роботи двигуна ракети-носія на рідких газонасичених компонентах палива / Горбунцов В. В., Заволока О. М., Свириденко М. Ф. ; заявник і патентоволодар Інститут технічної механіки НАН України і ДКА України. – U201209694 ; заявл. 10.08.2012 ; опубл. 11.03.2014, Бюл. № 6.

7 Горбунцов В. В. Методический подход к формированию активного управления гидродинамической обстановкой в топливных баках ракеты-носителя на основе данных мониторинга ее текущего состояния / В. В. Горбунцов, А. Н. Заволока, Н. Ф. Свириденко // Техническая механика. – 2015. –№ 2. – С. 30 – 41.

8 Сплошность газонасыщенных компонентов топлива при полётных вибрациях жидкостной ракеты- носителя / О. В. Пилипенко, А. Н. Заволока, А. Д. Николаев, Н. Ф. Свириденко, А. Н. Мащенко, В. Н. Бичай // Техническая механика. – 2009. – № 4. – С. 3 – 16.

9 Чебаевский В. Ф. Кавитационные характеристики высокооборотных шнекоцентробежных насосов / В. Ф. Чебаевский, В. И. Петров. – М. : Машиностроение, 1973. – 192 с.

10 Васильев Ю. Н. Устройства для дегазации жидкого топлива перед насосами ракетного двигателя / Ю. Н. Васильев, В. И. Тихомиров // Известия РАН. Энергетика. – 2003. – № 4. – С. 51 – 57.

11 Гройс Л. В. К вопросу о растворении газовых пузырьков в жидкости / Л. В. Гройс, Н. Е. Кванталиани // ИФЖ. – 1978. – Т. 34, № 2. – С. 292 – 300.

12 Ефремов Г. И. Исследование гидродинамики барботажного слоя / Г. И. Ефремов, И. А. Вахрушев // Химия и технология топлив и масел. – 1969. – № 4. – С. 34 – 38.

13 Экспериментальные исследования влияния вибраций на работоспособность барботажной системы / В. С. Будник, Н. Ф. Свириденко, Б. В. Свердличенко, В. И. Кузнецов // Гидрогазодинамика технических систем : Сб. науч. трудов. – К. : Наук. думка, 1985. – С. 102 – 108.

14 Dynamic Environmental Criteria NASA, NASA-HDBK-7005 MARH 13, 2001 http : // standards. nasa. gov.

15 Хасимото Х. Разрушение поверхности и образование пузырьков в столбе жидкости при вертикальных колебаниях / Х. Хасимото, С. Судо // Ракетная техника и космонавтика. – 1980. – Т. 18, №5. – С. 116 – 124.

16 Траектории пузырей и равновесные уровни в вибрирующих столбах жидкости / Дж.М.Фостер, Дж. А. Боттс, А. Р. Барбин, Р. И. Вахон // Тр. Американск. общ-ва инж.-механиков. Сер. Д. – 1968. – №1. – С. 137 – 146.

17 Патент на винахід 57097 Україна, МПК F02K 11/00. Спосіб наддування паливного бака рідинної ракети та пристрій для його здійснення / Жовтоног В. М. ; заявник і патентоволодар ДП «КБ «Південне» ім. М. К. Янгеля. – U200020664 ; заявл. 08.02.2000 ; опубл. 16.06.2003, Бюл. № 6.

18 Козлов А. А. Системы питания и управления жидкостных ракетных двигательных установок / А. А. Козлов, В. Н. Новиков, Е. В. Соловьев. – М. : Машиностроение, 1988. – 352 с.

19 Ермилов В. А. Газовые редукторы / В. А. Ермилов, Ю. В. Нестеренко, В. Г. Николаев. – Л. : Машиностроение. Ленингр. отделение, 1981. – 176 с.

20 Тимошенко С. П. Колебания в инженерном деле / С. П. Тимошенко. – М. : Наука, 1967. – 444 с.

21 Гимадиев А. Г. Автоматика и регулирование двигательных установок ракетных и космических систем / А. Г. Гимадиев. – Самара : Самарск. гос. аэрокосмич. ун-т им. акад. С. П. Королёва, 2010. – 201 с.

22 Лойцянский Л. Г. Механика жидкости и газа : Учеб. для вузов. – 7-е изд., испр. / Л. Г. Лойцянский. – М. : Дрофа, 2003. – 840 с.

23 Ким Д. П. Теория автоматического управления. В 2-х т. Т. 1. Линейные системы / Д. П. Ким. – М. : ФИЗМАТЛИТ, 2003. – 288 с.

Copyright (©) 2015 В. В. Горбунцов, О. М. Заволока, М. Ф. Свириденко

Copyright © 2014-2018 Технічна механіка