ВПЛИВ ТЕМПЕРАТУРИ НА ПАРАМЕТРИ КАПІЛЯРНИХ ЗАСОБІВ ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ СУЦІЛЬНОСТІ ПАЛИВА
Ключові слова:
ракетне паливо, засоби забезпечення суцільності палива, повторні запуски двигунів, теплові процеси у невагомості.Анотація
DOI: https://doi.org/10.15407/itm2026.02.079
Робота присвячена вивченню ступена впливу коливань температури компонентів палива на етапі орбітального руху літального апарату на основні проєктні параметри капілярних засобів забезпечення суцільності палива. Існування цих засобів в системі подачі палива літальних апаратів багатоцільового призначення пов’язано з вимогами повторних запусків маршових двигунів із стану практичної невагомості. В умовах невагомості рідке паливо перемішується довільним чином з газом наддуву і виникає небезпека потрапляння газової фази у зливну магістраль та далі в камеру згоряння двигуна, що, в свою чергу, може призвести до зриву його запуску. З метою уникнення такої аварійної ситуації протягом останніх декількох десятків років були розроблені і успішно використовуються різноманітні засоби, серед яких найбільш поширені і універсальні засоби забезпечення суцільності палива на основі дії капілярних сил. Незважаючи на ряд суттєвих переваг у порівнянні з іншими засобами, капілярним засобам притаманні деякі недоліки, які пов’язані з особливостями дії капілярних сил. Зокрема температура будь-якого палива змінює його фізичні властивості, які в свою чергу впливають на технічні характеристики капілярних засобів забезпечення суцільності палива.
Метою роботи було виявлення ступеня впливу коливань температури палива на працездатність цих засобів. Були проведені розрахунки зміни значень статичної та динамічної утримуючих здатностей капілярних засобів забезпечення суцільності палива, які є основними проєктними параметрами, що забезпечують їх працездатність, при зростанні температури палива у порівнянні з розрахунковою. Враховувалась залежність від температури коефіцієнта поверхневого натягу, коефіцієнта динамічної в’язкості та густини рідкого палива.
Отримані результати свідчать про зниження рівня працездатності капілярних засобів забезпечення суцільності палива при орбітальному руху літального апарата внаслідок локального підвищення температури палива в певній частині бака. Для надійного повторного запуску двигунів необхідно забезпечити достатньо високий коефіцієнт запасу працездатності цих засобів. Крім того, доцільно прийняти заходи щодо зменшення локального підвищення температури палива в баках в умовах невагомості. Використання результатів в інженерній практиці дозволяє прогнозувати проєктні параметри засобів забезпечення суцільності палива на етапі розробки ескізних проєктів перспективних літальних апаратів багатоцільового призначення.
ПОСИЛАННЯ
1. Беляев Н. М. Расчет пневмогидравлических систем ракет. М.: Машиностроение. 1983. 219 с.
2. Бабійчук Я. О., Назаренко Д. С., Сєдих І. В. Розрахунково-експериментальний метод дослідження осадження палива в баку перед повторними вмиканнями маршового двигуна. Технічна механіка. 2019. № 2. С. 39–47. https://doi.org/10.15407/itm2019.02.039
3. Козлов А. А., Новиков В. Н., Соловьев Е. В. Системы питания и управления жидкостных ракетных двигательных установок. М.: Машиностроение. 1988. 352 с.
4. Багров В.В., Курпатенков А. В., Поляев В. М. Капиллярные системы отбора жидкости из баков космических летательных аппаратов. и др. Под. ред. В. М. Поляева. М.: УНПЦ «ЭНЕРГОМАШ», 1997. 328 с.
5. Оно С. Молекулярная теория поверхностного натяжения в жидкостях: Пер. с англ.. С. Оно, С. Кондо М.: Изд-во иностранной литературы, 1983. 254 с.
6. Давыдов С. А. Экспериментальные исследования влияния коэффициента упругости сетчатых разделителей фаз на их удерживающую спососбность. Вісн. Дніпропетр. університету. Ракетно-космічна техніка Дніпропетровськ, 2004. Вип. 8. № 12 . С. 11–17.
7. Regnier W. W., Hess D. A. Design and Development of a Passive Propellant Management System. Jounal of Spacecraft and Rockets. 1978. Vol.15, № 5. P. 299–304. https://doi.org/10.2514/3.57320
8. Давыдов С. А., Макарова А. С. Экспериментальная оценка влияния переменного давления на прорыв газа через металлическую сетку. Депонирована в ВИНИТИ № 26 –19 – В89 – 1989. 11 с.
9. Tegart J.R. Influence of pressuree transints on the perfomance of capillary propellant acquisition systems. AIAA paper. 1976. № 597. 8 p. https://doi.org/10.2514/6.1976-597
10. Сичевой А. В., Давыдов С. А., Горелова К. В. Коэффициент динамического нагружения сетчатых средств обеспечения сплошности топлива. «Системне проєктування та аналіз характеристик аерокосмічної техніки». Збірник наукових праць, Дніпропетровськ, Пороги, 2010. т. X, С. 106–113.
11. Варгафтик Н. Б. Справочник по теплофизическим свойствам газов и жидкостей М.: Наука, 1972. 720 с.
12. Фролов, Ю. Г. Курс коллоидной химии: Поверхностные явления и дисперсные системы: учеб. для вузов. Ю. Г. Фролов. – 5-е изд., стер. Москва.: Альянс, 2014. 464 с. ISBN 978-5-91872-040-0.
