Математическое моделирование регулятора расхода жидкостного ракетного двигателя во временной и частотной областях

DOI: 10.34759/vst-2021-1-96-106

Авторы

Аунг К. М.^*, Коломенцев А. И.^**, Мартиросов Д. С.^***

Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет), 125993, г. Москва, Волоколамское шоссе, д. 4

*e-mail: aungkhinemyint22@gmail.com
**e-mail: a.i.kolomentsev@yandex.ru
***e-mail: mrtsv@mail.ru

Аннотация

Представлена система уравнений динамической и статической математических моделей регулятора расхода компонента топлива в газогенератор жидкостного ракетного двигателя (ЖРД), описывающая процессы с сосредоточенными параметрами. Получены типичные настроечная и нагрузочная характеристики регулятора, амплитудно- и фазочастотные характеристики для случаев возмущений по углу привода дроссельной части регулятора и перепаду давления при реакции по расходу. Результаты могут быть использованы при проектировании регуляторов расхода и диагностике его состояния при испытаниях.

Ключевые слова:

жидкостный ракетный двигатель, математическая модель регулятора расхода, настроечная и нагрузочная характеристики регулятора, амплитудно-частотная и фазочастотная характеристики регулятора

Библиографический список

1. Аунг К.М., Коломенцев А.И. Математическое моделирование регулятора расхода жидкостного ракетного двигателя // Гагаринские чтения — 2019: Сборник тезисов докладов XLV Международной молодежной научной конференции (16–19 апреля 2019; Москва, МАИ). М.: Изд-во МАИ, 2019. С. 150-151.

2. Аунг К.М., Коломенцев А.И. Математическое моделирование регулятора расхода компонентов топлива ЖРД // Авиация и космонавтика — 2019: Сборник тезисов докладов XVIII Международной конференции (18-22 ноября 2019; Москва, МАИ). М.: Логотип, 2019. С. 39-40.

3. Аунг К.М., Коломенцев А.И. Влияние формы золотниковых отверстий регулятора расхода на статические и динамические характеристик // Авиация и космонавтика — 2019: Сборник тезисов докладов XVIII Международной конференции (23-27 ноября 2020; Москва, МАИ). М.: Изд-во «Перо», 2019. С. 132-133.

4. Беляев Е.Н., Чванов В.К., Черваков В.В. Математическое моделирование рабочего процесса жидкостных ракетных двигателей: Учебник. — М.: Изд-во МАИ, 1999. — 228 с.

5. Беляев Е.Н., Коломенцев А.И., Насименто Л.Б., Назаров В.П. Влияние конструктивных параметров регулятора расхода на его статические и динамические характеристики // Вестник Сибирского государственного аэрокосмического университета им. академика М.Ф. Решетнева. 2014. № 1(53). С. 109–113.

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

7. Васильев А.П., Кудрявцев В.М., Кузнецов В.А. и др. Основы теории и расчета жидкостных ракетных двигателей: Учебник: В 2 кн. — Изд. 4-е, перераб. и доп. — М.: Высшая школа, 1993. — (384 + 368) с.

8. Васютин Ю.И., Смирнов И.А., Ягодников Д.А., Дерягин Ю.А., Гостев В.А. Агрегаты регулирования жидкостных ракетных двигательных установок: Учебное пособие. — М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2015. — 223 с.

9. Гахун Г.Г., Баулин В.И., Володин В.А. и др. Конструкция и проектирование жидкостных ракетных двигателей. — М.: Машиностроение, 1989. — 424 с.

10. Гимадиев А.Г. Автоматика и регулирование двигательных установок ракетных и космических систем: Электронное учебное пособие. — Самара: СГАУ, 2010. — 201 с.

11. Гликман Б.Ф. Автоматическое регулирование жидкостных ракетных двигателей. — М.: Машиностроение, 1989. — 296 с.

12. Гимадиев А.Г. Выбор параметров, расчет статических и динамических характеристик регулятора расхода топлива. — Самара: СГАУ, 2007. — 65 с.

13. Горячкин А.А., Жуковский А.Е., Игначков С.М., Шорин В.П. Регуляторы расхода для топливных систем летательных аппаратов. — М.: Машиностроение, 2000. — 208 с.

14. Добровольский М.В. Жидкостные ракетные двигатели. Основы проектирования: Учебник / Под ред. Д.А. Ягодникова. — 3-е изд., доп. — М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2016. — 461 с.

15. Долгополов С.И., Николаев А.Д. Математическое моделирование низкочастотной динамики регулятора расхода жидкости при различных амплитудах гармонического возмущения // Техническая механика. 2017. № 1. С. 15-25.

16. Зенин Е.С., Меньшикова О.М., Федотчев В.А. Математическое моделирование регуляторов ЖРД // Полет. 2013. № 5. С. 20-24.

17. Каменский С.С., Мартиросов Д.С., Коломенцев А.И. Применение методов теории подобия для анализа стационарных рабочих процессов жидкостных ракетных двигателей // Вестник Московского авиационного института. 2016. Т. 23. № 1. С. 32-37.

18. Лебединский Е.В., Зайцев Б.В., Соболев А.А. Многоуровневое математическое моделирование регулятора расхода для ЖРД // Сайт ГНЦ ФГУП «Центр Келдыша». 2011. URL: http://www.kerc.msk.ru/ipg/papers/model2.pdf

19. Лёвочкин П.С., Мартиросов Д.С., Каменский С.С., Козлов А.А., Боровик И.Н., Беляева Н.В., Румянцев Д.С. Система функциональной диагностики жидкостных ракетных двигателей в режиме реального времени // Вестник Московского авиационного института. 2019. Т. 26. № 2. С. 147-154.

20. Лихачев В.А., Васин А.С., Гликман Б.Ф. Техническая диагностика пневмогидравлических систем ЖРД. — М.: Машиностроение, 1983. — 207 с.

21. Цыганова Е.В. Разработка системного подхода к проектированию и созданию агрегатов регулирования ЖРД больших тяг и исследование влияния конструктивных параметров на работоспособность // Молодежь и будущее авиации и космонавтики — 2013: Сборник аннотаций Межрегионального молодёжного конкурса научно-технических работ и проектов. С. 140-141.

22. Wynn J.A. Pressure regulator including a fixed valve ball and method of assembling the same. Patent US 7040344 B2, 09.05.2006.

23. Dranovsky M. Combustion Instabilities in Liquid Rocket Engines. Testing and Development Practices in Russia. — American Institute of Aeronautics and Astronautics, 2007. Vol. 221. — 285 p. DOI: 10.2514/4.866906