Частотные характеристики коаксиального газового демпфера для топливной магистрали ракеты-носителя

Д. А. Одиноков, А. Г. Гимадиев

Аннотация


При разработке и эксплуатации ракеты-носителя (РН) важно обеспечить её устойчивость по отношению к продольным колебаниям корпуса (продольную устойчивость) при всех возможных возмущающих воздействиях. Известно, что одним из эффективных способов обеспечения продольной устойчивости РН является применение газовых демпферов-аккумуляторов, устанавливаемых в топливоподающей магистрали на входе в двигатель. Демпфер создаёт в магистрали дополнительную податливость и позволяет тем самым исключить совпадение собственной частоты колебаний давления жидкости в топливной магистрали с собственными частотами колебаний корпуса РН, что является необходимым условием для обеспечения продольной устойчивости. В работе с использованием уравнения состояния идеального газа для случая адиабатического процесса и уравнений Бернулли и Сен-Венана–Ванцеля разработана нелинейная математическая модель коаксиального газового демпфера. Математическая модель использована для расчёта частотных характеристик демпфера в виде входной акустической проводимости. Полученные результаты позволяют учитывать вклад проходных сечений дросселей в работу демпфера на стадии  проектирования, а также выбирать его параметры при моделировании процессов в составе топливных магистралей при решении задачи обеспечения продольной устойчивости РН.


Ключ. слова


Ракета-носитель; продольная устойчивость; топливная магистраль; газовый демпфер; математическая модель; Delphi; акустическая проводимость; частотные характеристики

Полный текст:

PDF

Список литературы

1. Аджян А.П., Аким Э.Л., Алифанов О.М. Машиностроение. Энциклопедия. T. IV-22. Кн. 1. Ракетно-космическая техника. М.: Машиностроение, 2012. 925 с.

2. Колесников К.С. Динамика ракет: учебник для вузов. М.: Машиностроение, 2003. 520 с.

3. Натанзон М.С. Продольные колебания жидкостной ракеты. М.: Машиностроение, 1977. 208 с.

4. Гимадиев А.Г., Одиноков Д.А., Стадник Д.М., Грешняков П.И. Исследование характеристик газового демпфера для топливной магистрали ракеты-носителя // Вестник Самарского государственного аэрокосмического университета имени академика С.П. Королёва (национального исследовательского университета). 2015. Т. 14, № 1. С. 121-131. DOI: 10.18287/1998-6629-2015-14-1-121-131

5. Ransom D.L. Probabilistic Design Analysis of Bellows Type Pogo Accumulator // 18th AIAA Non-Deterministic Approaches Conference. San Diego, California, USA. DOI: 10.2514/6.2016-0682

6. Swanson L.A., Geil T.V. Design Analysis of the Ares I POGO Accumulator // 45th AIAA/ASME/SAE/ASEE Joint Propulsion Conference & Exhibit. Denver, Colorado. DOI: 10.2514/6.2009-4950

7. Филипковский С.В., Аврамов К.В., Пирог В.А., Тонконоженко А.М. Нелинейные продольные колебания топлива в трубопроводе ракеты с газожидкостным демпфером // Прикладная гидромеханика. 2014. Т. 16, № 2. С. 76-83.


DOI: http://dx.doi.org/10.18287/2541-7533-2017-16-1-62-74

Ссылки

  • Ссылки не определены.


 

Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 International License.

 

ISSN: 2541-7533