CC BY
38
1) РСГ с одной механической пружинной, имеющей большую жесткость, обеспечивающую давление в камере при fa = + 50 0С, больше, чем при tH = - 50 °С;
2) РСГ с газовой пружиной и слабой механической пружиной.
Список литературы
1. Орлов В.Г. Основы теории и методов расчета регулируемых пороховых генераторов газа для управляемых ракет: учеб. пособие. Тула: ТПИ. 1978. 156с.
2. Шишков А.А., Румянцев Б.В. Газогенераторы ракетных систем. М.: Машиностроение, 1981. 224 с.
V.S. Aleksandrov, A.A. Vasilyev, M.A. Kozheurov, E.V. Morozova
RESEARCH OF FUNCTIONING OF THE POWDER GAZ GENERATOR WITH THE CONTROLLER OF SPEED OF BURNING AND THE BILATERIAL GAS SPRING
Possibility of increase of stability of the established condition of a regulator of speed of burning of the powder generator of gas at the expense by using double-sided gas spring is considered.
Key words: a controller of speed of burning, the powder generator of gas, a bilaterial gas spring.
Получено 03.10.11
УДК 681.5.013+621.646
A.A. Васильев, асп.,
B.А. Зуйков, асп., [email protected], (4872)35-38-35 (Россия, Тула, ТулГУ)
ИССЛЕДОВАНИЕ И РАСЧЕТ РЕГУЛИРУЕМОГО ГАЗОДИНАМИЧЕСКОГО ИСПОЛНИТЕЛЬНОГО УСТРОЙСТВА С ЧУВСТВИТЕЛЬНЫМ ЭЛЕМЕНТОМ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЯ
Рассматриваются вопросы статики и динамики газодинамического исполнительного устройства с чувствительным элементом в виде затвора распределителя.
Ключевые слова: газодинамические исполнительные устройства, регуляторы давления, чувствительный элемент распределителя.
В отличие от ранее рассмотренных регулируемых газодинамических исполнительных устройств (РГИУ) [1,2], построенных на основе агрегатов «пускоотсечной электропневмоклапан-регулятор давления» (ПОК-РД) с чувствительным элементом в виде механической подвижной детали (МПД) блока одностороннего газового и пружинного двигателя (ОГД+ ОПД), в данном РГИУ применяется агрегат, в котором в качестве этого элемента используется затвор регулирующего одностороннего газораспре-делителя (ОГР) с управлением на входе и выходе (ОГР-в), что при тех же габаритах повышает точность регулирования низкого давления, отводимого к потребителю.
Для образования последнего агрегата ПОК-РД оказалось необходи-
310
мым в синтезированном ранее двухкаскадном газораспределительном устройстве (ГРУ) выполнить площадь затвора клапанного ОГР, близкую к площади соединенного с ним поршня ОГД (рис. 1, а) для уравновешивания действующих на них сил высокого давления, и использовать частные модули распределителей, у которых в отличие от полных модулей исключен обычный канал отвода, а его функцию выполняет канал сброса.
Анализ данных агрегатов ПОК-РД показывает, что функциональное свойство (ф-свойство) регулирования давления и ф-свойство отсечки потребителя газа появляются только при вполне определенных направлениях силы управляющего давления на поршень ОГД и силы высокого давления на чувствительный элемент. В частности, в агрегате с отсечкой при подаче с помощью управляющего ОГР высокого давления Рм в рабочую полость Б ОГД (рис.1, а) эти силы должны быть направлены одинаково. Настройка агрегата на заданное низкое давление может осуществляться с помощью регулируемого ОПД.
При установке на выходе агрегата ПОК-РД сверхзвукового сопла он превращается в искомое регулируемое ГПУ (ГИУ-РД), создающее постоянное предельное управляющее усилие ^упр без использования как однофункциональных устройств ПОК, РД, так и самих агрегатов ПОК-РД.
Расчётная схема РГИУ показана на рис. 1, а. Исследование статики (рис. 2), динамики и проектировочный расчет рассматриваемого агрегата проводилось с помощью его частной нелинейной математической модели, формируемой на основе обобщенной модели [1,2] с учетом отличительных особенностей устройства и функционирования.
|Рс
Ubx
Рм
РПП 10. Н
Sn 10 ,м
I] 10,'
я
2Ь
\
-о-
-0.5-0.4-0.3-0.2-0.1 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 f
а б
Рис. 1. К анализу характеристик РГИУ
Основными характеристиками установившегося режима работы агрегата являются статические характеристики, отражающие в этом режиме зависимости координаты поршня Х„ низкого давления в предсопловой полости Рв, управляющего усилия Fy и секундного расхода Gee газа через
сопло от давления в ресивере Рм, изменяющегося от начального значения Рмя до конечного Рмк.
Графики статических характеристик, рассчитанных при £=1,4, Л*=287 Дж/кг-К, Рмн = 20 МПа, Рмк = 5.4 МПа, .Рс=0.1 МПа, Тм =Тс =293
К,грб=0.9-10 ^=1.466 на рис. 2.
м, гБА= 0.7-10" м, =2.381-10"
м,
Бвс =5.23 10"
м,
Бв=1.466-10"5 м, ЛТн=2-10"3 м, ^=150 Н-с/м, М=0,1 кг, ^Тр=±25 Н, показаны
15
п
а
5 75 10 1.25 10 163 10
Рм, Па
8 10
И
2 10
в
Рм. Па
к
¿Г
15
13.5 П
1 25 10 1.63 10
Рм. Па
а
л
225
2.2
215
2.1
2.05
Рм. Па
2 25 10
. 215 10
Л
Рч
2.05 10
5 10
8.75 10 1.25-10 1.63-10
Рм, Па
2-Ю
Рис. 2. Статические характеристики РГИУ: а - г: = 8мд = 0,72610Г4м2, ц =1,7105Н/м, ¥ПП =156,44 Н,
Хд =2,415'10-5м, Х% = 8,32-10'5м, 0мд=9,61'10~3 м, 0дв=9,1'10-3м; д - е: 8п >8мд = 0,71110Г4М2, ц =4,8105Н/м, ¥пп =191,21 Н, Хд = 2,34'10г5м, Х% =8,32-1ІЇ5м, 0мд=9,5'10~3 м, 0дв=9’10 3м
Параметры РГИУ (рис. 1, а) были определены в результате параметрического синтеза [2] из условия обеспечения ^у=14±0.5Н. На рис. 1,6 показано для случая Эп>Омд влияние показателя вида статической характеристики f=(Fyн - Fyк)/(Fymax - ¥уш1п) на площадь поршня 5п, жёсткость ц и силу предварительного поджатия пружины Fпп проектируемого РГИУ.
Важнейшим режимом работы РГИУ является импульсный режим с переменной частотой и длительностью следования импульсов. При анализе этого режима большой интерес представляют переходные процессы открытия и закрытия тепломеханической части ГИУ, вызванные мгновенным перебросом маленького шарика с выпускного седла на впускное и обратно.
Необходимые для расчета переходных процессов начальные значения переменных величин в полостях закрытого агрегата, а также координаты X и скорости V поршня, определяются из эксплуатационных соображений.
Графики переходных процессов, рассчитанных при Эп > Эмд и указанных выше значениях конструктивных и эксплуатационных параметров, показаны на рис. 3. На рис. 3,а представлены графики, рассчитанные при Рм=Рмн, а справа - при Рм=Рмк.
РК Па
3.5 10?
\
Х\
V
г /Рв
С
X, м
3.5 10"
0.12 0.16 0.2
б
Рис. 3. Переходные процессы открытия и закрытия РГИУ:
а - рм=рмн; б - Рм=рмк
Анализ динамических характеристик и результаты параметрического синтеза показывают, что при обеспечении одинаковой погрешности регулирования управляющего усилия агрегаты с чувствительным элементом в виде МПД ОГР имеют значительно меньшие диаметры чувствительного элемента, жёсткости и силы предварительного поджатия пружин по сравнению с агрегатами с чувствительным элементом в виде поршня [1, 2].
Список литературы
1. Исследование функционирования регулируемого газодинамического исполнительного устройства / А.В. Александров [и др.] // Известия ТулГУ. Сер.: Вычислительная техника. Информационные технологии. Системы управления. Вып. 3. Системы управления. Т. 1. 2006. С. 13-25.
2. Параметрический синтез регулируемого газодинамического исполнительного устройства / А.В. Александров [и др.] // Известия ТулГУ. Сер. Вычислительная техника. Информационные технологии. Системы управления. Вып. 3. Системы управления. Т. 1. 2006. С. 25-33.
A.A. Vasilyev, V.A. Zuykov
RESEARCH AND CALCULATION OF THE ADJUSTABLE GAZODINAMICHESKY ACTUATION MECHANISM WITH THE SENSITIVE ELEMENT OF THE DISTRIBUTOR
Questions of statics and dynamics of the gas-dynamic actuation mechanism with a sensitive element in the form of a distributor shutter are considered.
Key words: the gas-dynamic actuation mechanisms, the pressure regulators, a sensitive element of the distributor.
Получено 03.10.11
УДК 681.5.013+62.646
B.C. Александров, д-р техн. наук, проф.,
В.А. Зуйков, асп., (4872)35-38-35, [email protected],
Т.В. Морозова, студентка (Россия, Тула, ТулГУ)
АНАЛИЗ ОБОБЩЕННЫХ ФРАГМЕНТОВ СТРУКТУР УСТРОЙСТВ И АГРЕГАТОВ ГАЗОВОЙ АВТОМАТИКИ С УПРАВЛЕНИЕМ НА ВХОДЕ И ВЫХОДЕ
Рассматриваются вопросы комбинаторного анализа обобщенных фрагментов структур двухкаскадных регулирующих, газораспределительных и исполнительных устройств (РУ, ГРУ и ИУ) и агрегатов с распределителями, обеспечивающими впуск газа в рабочую полость при наличии выпуска.
Ключевые слова: структурный анализ, устройства газовой автоматики, обобщенные фрагменты структур.
Рассмотрим вопросы применения в системах газовой автоматики неэкономичных односторонних газораспределителей (ОГР) с одной, двумя и тремя механическими подвижными деталями (МПД).
Блочные модули ОГР с управлением на входе и выходе (ОГР-в) образуются в результате сообщения рабочих полостей и соединения штоков
