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

ГЛАВНАЯ    ПРО ЖУРНАЛ    РЕДКОЛЛЕГИЯ    АВТОРАМ    ТЕКУЩИЙ ВЫПУСК    АРХИВ    КОНТАКТЫ

УДК 629.7.064.3

Техническая механика, 2017, 1, 15 - 25

МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ НИЗКОЧАСТОТНОЙ ДИНАМИКИ РЕГУЛЯТОРА РАСХОДА ЖИДКОСТИ ПРИ РАЗЛИЧНЫХ АМПЛИТУДАХ ГАРМОНИЧЕСКОГО ВОЗМУЩЕНИЯ

С. И. Долгополов, А. Д. Николаев

С. И. Долгополов
Институт технической механики Национальной академии наук Украины и Государственного космического агентства Украины
Украина

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

      Одной из важных задач математического моделирования низкочастотных динамических процессов в регуляторе расхода жидкостного ракетного двигателя (ЖРД) является построение его линейной математической модели. Эта модель входит в состав математической модели ЖРД в целом и используется для анализа низкочастотной динамики ЖРД и продольной устойчивости жидкостной ракеты. Целью данной работы является разработка методического подхода к построению линейной математической модели регулятора расхода ЖРД при различных (немалых) величинах амплитуд гармонических колебаний давления на его входе. Этот подход включает: численное определение эквивалентных (построенных по первым амплитудам колебаний гармонического анализа) частотных характеристик регулятора расхода по нелинейной модели при различных амплитудах давления на входе в регулятор; составление уравнений линейной модели, включающей коэффициенты, зависящие от гидравлических потерь давления в полостях регулятора и зависимости силы сухого трения от перемещения золотника; определение значений этих коэффициентов из условия согласования частотных характеристик, полученных по нелинейной и линейной моделям низкочастотной динамики гидравлической системы, включающей регулятор расхода. На основе предложенного методического подхода определены частотные характеристики (коэффициент усиления регулятора расхода по давлению и импеданс на входе в регулятор расхода) регулятора расхода прямого действия типичной конструкции. Результаты проведенных исследований могут быть использованы для анализа низкочастотной динамики ЖРД и обеспечения продольной устойчивости жидкостных ракет.

Жидкостной ракетный двигатель, регулятор расхода прямого действия, математическое моделирование, низкочастотная динамика, нелинейные зависимости, сила сухого трения, коэффициент усиления, входной гидравлический импеданс.

1.Шевяков А. А., Калнин В. М., Науменкова М. В., Дятлов В. Г. Теория автоматического управления ра- кетными двигателями. М.: Машиностроение, 1978. 288 с.

2. Гликман Б. Ф. Автоматическое регулирование жидкостных ракетных двигателей. М.: Машиностроение, 1974. 396 с.

3. Беляев Е. Н., Чванов В. К., Черваков В. В. Математическое моделирование рабочего процесса жидкост- ных ракетных двигателей. М. : МАИ, 1999. 228 с.

4. Беляев Е. Н., Черваков В. В. Математическое моделирование ЖРД. М. : МАИ-ПРИНТ, 2009. 280 с.

5. Лебединский Е. В., Зайцев Б. В., Соболев А. А. Многоуровневое математическое моделирование регуля- тора расхода для ЖРД. Сайт ГНЦ ФГУП «Центр Келдыша». 2011. С. 10.

6. Беляев Е. Н., Коломенцев А. И., Насименто Л. Б., Назаров В. П. Влияние конструктивных параметров регулятора расхода на его статические и динамические характеристики. Вестник СибГАУ. 2014. №1 (53). С. 109 – 113.

7. Пилипенко В. В., Довготько Н. И., Николаев А. Д., Долгополов С. И., Хоряк Н. В., Серенко В. А. Теоре- тическое определение динамических нагрузок (продольных виброускорений) на конструкцию жидкост- ной ракеты РС–20 на активном участке траектории ее полета. Техническая механика. 2000. № 1. С. 3 – 18.

8. Натанзон М. С. Продольные автоколебания жидкостной ракеты. М.: Машиностроение, 1977. 208 с.

9. Нетушил А. В., Балтрушевич А. В., Бурляев В. В., Кузин Р. Е., Алексанровский Н. М. Теория автомати- ческого управления: нелинейные системы, управления при случайных воздействиях. М.: Высшая шко- ла, 1983. 432 с.

10. Пилипенко М. В. Разработка математической модели автономной пневматической подвески сидения водителя транспортного средства с прямым включением виброзащитного модуля. Техническая механи- ка. 2008. № 1. С. 38 – 49.

11. Бесекерский В. А., Попов Е. П. Теория систем автоматического регулирования. М. : Наука, 1972. 708 с.

12. Новогранов Б. Н. Расчет частотных характеристик нелинейных автоматических систем. М. : Машино- строение, 1986. 200 с.

Copyright (©) 2017 С. И. Долгополов, А. Д. Николаев

Copyright © 2014-2018 Техническая механика