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

ГОЛОВНА    ПРО ЖУРНАЛ    РЕДКОЛЕГІЯ    АВТОРАМ    ПОТОЧНИЙ ВИПУСК    АРХІВ    КОНТАКТИ

УДК 621.454.2.046.4:53.04

Технічна механіка, 2019, 2, 39- 47

РОЗРАХУНКОВО-ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНИЙ МЕТОД ДОСЛІДЖЕННЯ ОСАДЖЕННЯ ПАЛИВА В БАКУ ПЕРЕД ПОВТОРНИМИ ВМИКАННЯМИ МАРШОВОГО ДВИГУНА

Бабійчук Я. О., Назаренко Д. С., Сєдих І. В.

Бабійчук Я. О.
Государственное предприятие «Конструкторское бюро «Южное» им. М. К. Янгеля»
Україна

Назаренко Д. С.
Государственное предприятие «Конструкторское бюро «Южное» им. М. К. Янгеля»
Україна

Сєдих І. В.
Государственное предприятие «Конструкторское бюро «Южное» им. М. К. Янгеля»
Україна

      При виведенні космічних апаратів на орбіту з тривалими паузами між включеннями маршового двигуна потрібно забезпечити запуск двигуна у космосі, для чого необхідно гарантувати наявність палива біля входу в витратні магістралі. Оскільки паливо в паузах між включеннями маршового двигуна знаходиться в умовах практично повної відсутності гравітації і може вільно переміщуватися по всьому об'єму бака, займаючи практично будь-яке просторове положення, то для забезпечення гарантованого запуску маршового двигуна виникає необхідність в його переміщенні в передстартовий стан. Переміщення палива до витратних магістралей проводиться шляхом створення поздовжнього прискорення за допомогою двигунів малої тяги. Час повного переміщення рідини з одного положення в інше є найважливішим параметром, що впливає на кількість палива і, відповідно, на енергетичні характеристики ступеня.
      В роботі розглянуто випадок осадження палива в баку пального третього ступеня ракети-носія з використанням двох двигунів малої тяги перед повторним включенням маршового двигуна. Для розробки прийнятий максимально несприятливий варіант – весь обсяг компонента палива зосереджений у верхнього полюса бака, що відповідає максимальному прохідному паливом шляху і, відповідно, максимальному часу осадження.
      Авторами розроблено розрахунково-експериментальний метод визначення потрібного часу осадження палива, який поєднує проведення експериментального відпрацювання і числового моделювання осадження палива, що дозволяє проводити необхідні дослідження з необхідною точністю і істотно скоротити обсяг випробувань і потребу в матеріально-технічному оснащенні експериментальної бази.
      Запропонований метод надалі дозволить оптимізувати існуючу традиційну методику розрахунку часу осадження, забезпечивши вже на початковому етапі розробки більш точне визначення часу осадження, і тим самим знизить обсяг компонентів палива, необхідних на роботу двигунів малої тяги, що, в свою чергу, збільшить вагу виведеного корисного вантажу.
     

осадження палива, стенд невагомості, гідродинамічна подобність, числове моделювання, прискорення та сепарація палива

1. Masica W. J., Petrash D. A. Motion of Liquid-Vapor Interface in response to imposed acceleration. Lewis Research Center. NASA TN D-3005, 1965. 24 c.

2. Masica W. J., Petrash D. A., Otto E. W. Hydrostatic stability of liquid-vapor interface in a gravitational field Lewis Research Center. NASA TN D-2267, 1964. 18 c.

3. Бёрдж Г. В., Блэкмон Дж. Б. и др. Аналитический подход к проектированию систем повторной заправки на орбите. Сборник переводов, ГОНТИ-4. 1970. С. 56–111.

4. Глюк Д. Ф., Джилл Д. П. Гидромеханика подачи топлива в двигательной системе космического корабля в состоянии невесомости. Конструирование и технология машиностроения. 1965. Том 87. С. 1–10.

5. Восс Д. Е. Хаттис П. Д. Проблема управления истечением в процессе заправки баков Space Shuttle жидкими компонентами на околоземной орбите. Астронавтика и ракетодинаміка. 1986. №7. С. 8–19.

6. Ринг Э. Двигательные установки ракет на жидком топливе. Мир, 1966. 400 c.

7. Седых И. В., Смоленский Д. Э. Экспериментальное подтверждение работоспособности капиллярного забороного устройства при отделении космического аппарата. Механика гироскопических систем. 2017. №33. С. 105–114.

8. Седых И. В., Смоленский Д. Э., Назаренко Д. С. Экспериментальное подтверждение работоспособности капиллярного заборного устройства (сетчатого разделителя) при программном развороте. Вісн. Дніпр. ун-ту. Сер.: Ракетно-космічна техніка. 2018. Т. 26. Вип. 21. С. 112–119.

9. Бруяка В. А., Фокин В. Г., Солдусова Е. А., Глазунова Н. А., Адеянов И. Е. Инженерный анализ в ANSYS Workbench. Учеб. пособ. Самар. гос. техн. ун-т, 2010. 271 с.

Copyright (©) 2019 Бабійчук Я. О., Назаренко Д. С., Сєдих І. В.

Copyright © 2014-2019 Технічна механіка