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

ГОЛОВНА    ПРО ЖУРНАЛ    РЕДКОЛЕГІЯ    АВТОРАМ    ПОТОЧНИЙ ВИПУСК    АРХІВ    КОНТАКТИ

УДК 621.454.2:532.528:629.76.017.2:62-752+533.697:621.51+532.528:518.12

Технічна механіка, 2021, 2, 3- 19

ВИРІШЕННЯ СУЧАСНИХ ПРОБЛЕМ ДИНАМІКИ ТЕХНІЧНИХ СИСТЕМ

DOI: https://doi.org/10.15407/itm2021.02.003

Пилипенко О. В.

Пилипенко О. В.
Інститут технічної механіки Національної академії наук України і Державного космічного агентства України,
Україна

      Мета статті – огляд основних результатів, отриманих за останні роки у відділі динаміки гідромеханічних і віброзахисних систем Інституту технічної механіки Національної академії наук України і Державного космічного агентства України при вирішенні сучасних проблем динаміки рідинних ракетних двигунів (РРД), поздовжньої стійкості рідинних ракет-носіїв, динаміки віброзахисних систем, газодинаміки елементів авіаційних газотурбінних двигунів, динаміки гідравлічних систем з кавітуючими елементами. Представлено наступні результати. Розроблено математичну модель динаміки насосів РРД, яка доповнює гідродинамічну модель кавітуючих насосів РРД за рахунок можливості математичного моделювання режимів запирання. Розроблено підхід до побудови нелінійної математичної моделі заповнення гідравлічних трактів РРД, який дозволяє в разі необхідності автоматично змінювати схему розбиття гідравлічного тракту на скінченні гідравлічні елементи в процесі його заповнення при розрахунках запуску. Проведено дослідження динамічних процесів при запуску багатодвигунної рідинної ракетної установки, яка складається з чотирьох РРД із допалюванням окислювального генераторного газу, з урахуванням можливості їхнього неодночасного вступу в роботу. Визначено максимальні величини гідравлічних ударів і провалів тисків окислювача і пального на вході в рідинну реактивну систему (РРС) при запуску і зупину двигуна, які були використані при визначенні працездатності РРС при запуску і зупину маршового двигуна РД 861К. Виконано теоретичний аналіз поздовжньої стійкості ракети-носія «Циклон-4М» із використанням критерію Найквіста. Розроблено чисельний підхід до визначення параметрів акустичних коливань продуктів згоряння в кільцевих камерах згоряння рідинних ракетних двигунів з урахуванням особливостей конфігурації вогневого простору і зміни фізичних властивостей газового середовища в залежності від осьової довжини камери. Розроблено і виготовлено прототип віброзахисної системи, проведено його динамічні випробування й підтверджено високу ефективність віброзахисної системи при гасінні ударних і гармонійних збурень. Розвинуто підходи до аеродинамічного вдосконалення елементів авіаційних газотурбінних двигунів. Вирішено актуальні проблеми подрібнення твердих речовин в рідкому середовищі з використанням кавітаційно-імпульсної технології.
     

рідинна ракетна двигунна установка, рідинний ракетний двигун, динаміка, стійкість, віброзахисна система, аеродинамічне вдосконалення, газотурбінний двигун, кавітаційно-імпульсна технологія

1. Пилипенко В. В., Задонцев В. А., Довготько Н. И., Григорьев Ю. Е., Манько И. К., Пилипенко О. В. Ди-намика жидкостных ракетных двигательных установок и продольная устойчивость жидкостных ракет-носителей. Техническая механика. 2001. № 2. С.11–37.

2. Долгополов С. І. Верифікація гідродинамічної моделі кавітуючих насосів РРД за теоретичними та експериментальними передавальними матрицями насосів. Технічна механіка. 2020. № 3. С. 18–29. https://doi.org/10.15407/itm2020.03.018

3. Долгополов С. І. Математичне моделювання режимів запирання при кавітаційних автоколиваннях у гідравлічних системах з кавітучими насосами РРД. Технічна механіка. 2020. № 4. С. 35–42. https://doi.org/10.15407/itm2020.04.035

4. Долгополов С. І. Математичне моделювання жорстких режимів збудження кавітаційних автоколивань у системі живлення рідинних ракетних двигунів. Технічна механіка. 2021. № 1. С. 29–36. https://doi.org/10.15407/itm2021.01.029

5. Пилипенко О. В., Хоряк Н. В., Долгополов С. И., Николаев А. Д. Математическое моделирование динамических процессов в гидравлических и газовых трактах при запуске ЖРД с дожиганием генераторного газа. Технічна механіка. 2019. № 4. С. 5–20. https://doi.org/10.15407/itm2019.04.005

6. Долгополов С. И. Адаптация гидродинамической модели кавитационных колебаний для моделирования динамических процессов в насосных системах при больших числах кавитации. Технічна механіка. 2017. № 2. C. 12–19. https://doi.org/10.15407/itm2017.02.012

7. Долгополов С. И., Николаев А. Д. Математическое моделирование низкочастотной динамики регулятора расхода жидкости при различных амплитудах гармонического возмущения. Технічна механіка. 2017. № 1. C. 15–25. https://doi.org/10.15407/itm2017.01.015

8. Пилипенко О. В., Долгополов С. И., Николаев А. Д., Хоряк Н. В. Математическое моделирование запуска многодвигательной жидкостной ракетной двигательной установки. Технічна механіка. 2020. № 1. С. 5–18. https://doi.org/10.15407/itm2020.01.005

9. Николаев А. Д., Башлий И. Д., Свириденко Н. Ф., Хоряк Н. В. Определение параметров движения границы раздела сред «газ – жидкость» в топливных баках космических ступеней на пассивных участках полета ракет-носителей. Технічна механіка. 2017. № 4. С. 26–40. https://doi.org/10.15407//itm2017.04.026

10. Пилипенко О. В., Николаев А. Д., Башлий И. Д., Долгополов С. И. Математическое моделирование динамических процессов в системе питания маршевого двигателя космических ступеней ракет-носителей на активных и пассивных участках траектории полета. Космічна наука і технологія. 2020. 26(1). С. 3–17. https://doi.org/10.15407/knit2020.01.003

11. Kook Jin Park, JeongUk Yoo, SiHun Lee, Jaehyun Nam, and Hyunji Kim, Juyeon Lee and Tae-Seong Roh and Jack J. Yoh, Chongam Kim, and SangJoon Shin. Pogo Accumulator Optimization Based on Multiphysics of Liquid Rockets and Neural Networks. Journal of Spacecraft and Rockets Vol. 57, No. 4, July–August 2020. Р. 809–822. https://doi.org/10.2514/1.A34769

12. Pylypenko O. V., Degtyarev M. A., Nikolayev O. D., Klimenko D. V., Dolgopolov S. I., Khoriak N. V., Bashliy I. D., Silkin L. A. Providing of POGO stability of the Cyclone-4M launch vehicle. Space Science and Technology. 2020. Т. 26. № 4. С. 3–20. https://doi.org/10.15407/knit2020.04.003

13. Пилипенко В. В., Долгополов С. И. Экспериментально-расчетное определение коэффициентов уравнения динамики кавитационных каверн в шнекоцентробежных насосах различных типоразмеров. Техническая механика. 1998. № 8. С.50–56. https://doi.org/10.1016/S0262-1762(99)80457-X

14. Хоряк Н. В., Долгополов С. И. Особенности математического моделирования динамики газовых трактов в задаче об устойчивости низкочастотных процессов в жидкостных ракетных двигателях. Технічна механіка. 2017. № 3. С. 30–44. https://doi.org/10.15407/itm2017.03.030

15. Nikolayev O. D., Bashliy I. D., Khoryak N. V. Computation of the POGO self-oscillation parameters in the dynamic "propulsion – rocket structure" system by using a 3D structural model. Технічна механіка. 2018. № 2. – Р. 17–29. https://doi.org/10.15407/itm2018.02.017

16. Пилипенко О. В., Ніколаєв О. Д., Башлій І. Д., Хоряк Н. В., Долгополов C. І. Сучасний стан теоретичних досліджень високочастотної стійкості робочих процесів в камері згоряння рідинних ракетних двигунів. Технічна механіка. 2020. № 2. С. 5–21. https://doi.org/10.15407/itm2020.02.005

17. Nikolayev O. D., Bashliy I. D., Khoriak N. V., Dolgopolov S. I. Evaluation of the high-frequency oscillation parameters of a liquid-propellant rocket engine with an annular combustion chamber. Технічна механіка. 2021. No 1. Р. 16–28. https://doi.org/10.15407/itm2021.01.016

18. Пилипенко М. В. Виброзащитная система объектов ракетно-космической техники при их транспортировке. Технічна механіка. 2020. № 1. С. 120–130. https://doi.org/10.15407/itm2020.01.120

19. Кваша Ю. А., Зиневич Н. А. К интерполяции целевой функции при оптимизации технических систем. Техническая механика. 2018. № 2. С. 71–29. https://doi.org/10.15407/itm2018.02.071

20. Кваша Ю. А., Зиневич Н. А., Петрушенко Н. В. Аэродинамическое совершенствование входного направляющего аппарата центробежной компрессорной ступени. Технічна механіка. 2019. № 3. С. 38–44. https://doi.org/10.15407/itm2019.03.038

21. Кваша Ю. А., Зиневич Н. А. Аэродинамическое совершенствование рабочих колес центробежных компрессорных ступеней. Технічна механіка. 2019. № 1. С. 57–67. https://doi.org/10.15407/itm2019.01.053

22. Кваша Ю. О., Зіневич Н. А. Про вплив форми меридіонального контура на енергетичні характеристики відцентрового колеса компресора. Технічна механіка. 2020. № 3. С. 12–17 https://doi.org/10.15407/itm2020.03.012

23. Кваша Ю. О. Розрахунок просторового турбулентного потоку в каналах авіаційних газотурбінних двигунів. Технічна механіка. 2020. № 4. С. 65–71. https://doi.org/10.15407/itm2020.04.065

24. Осадчий О. В., Усенко О. Л., Пилипенко М. В., Попов А. І. Визначення гранулометричного складу твердого матеріалу після здрібнювання його за кавітаційно-імпульсною технологією. Технічна механіка. 2020. № 2. С. 123– 36. https://doi.org/10.15407/itm2020.02.123

Copyright (©) 2021 Пилипенко О. В.

Copyright © 2014-2021 Технічна механіка