Разработка программного обеспечения для расчета бустерного насосного агрегата Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

Секция ««ДВИГАТЕЛЬНЫЕ УСТАНОВКИ И СИСТЕМЫ ТЕРМОРЕГУЛИРОВАНИЯЛА И КА»

Основными особенностями станка 8Б-63-4Л-38У являются:

- точность поворота и точность подачи ±0.1° и ±0.1 мм соответственно, что особенно важно при изготовлении таких ответственных сборочных единиц, как системы питания ЖРД.

- выносная панель управления для удобства работы в полуавтоматическом и автоматическом режимах.

- возможность оснащения дополнительной опцией (накопителем и манипулятором) для автоматизированной установки трубы в станок и автоматизированного снятия готового изделия.

Внедрение моделирования пространственной конфигурации трубопроводов с помощью программных комплексов, позволит в дальнейшем частично автоматизировать производство систем питания ЖРД, что в

свою очередь уменьшит общее время и затраты на производство ракетного двигателя.

Библиографические ссылки

1. Бабкина Л. А., Шумкова Л. В. Трехмерное проектирование элементов трубопроводов // Решетнев-ские чтения : материалы XIV Междунар. науч. конф. : в 2 ч. ; под общ. ред. Ю. Ю. Логинова ; Сиб. гос. аэро-космич. ун-т. Красноярск, 2010. Ч. 1.

2. Тарасов В. А., Кашуба Л. А. Теоретические основы технологии ракетостроения. М. : Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2006.

3. Воробей В. В., Логинов В. Е. Технология производства ЖРД. М. : МАИ, 2001.

© Бакулин Я. Ю., Ярцев Е. Н., 2014

УДК 621.879.46

Я. Ю. Бакулин Научный руководитель - М. В. Кубриков Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Красноярск

РАЗРАБОТКА ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ДЛЯ РАСЧЕТА БУСТЕРНОГО НАСОСНОГО АГРЕГАТА

Рассмотрена теоретическая методика расчета бустерного насосного агрегата. Предложен вариант программного обеспечения для расчета и получения геометрических характеристик бустерного насоса.

Работа без кавитационного срыва насосов системы питания двигателей летательных аппаратов обеспечивается давлением наддува баков, содержащих компоненты топлива. Потребное давление наддува определяется минимально допустимым на входе в насос, т. е. его кавита-ционными свойствами и гидравлическим сопротивлением магистрали между баком и входом в насос.

Повышение антикавитационных свойств системы питания является основным способом снижения давления наддува. С этой целью в некоторых системах питания двигателей помимо основных используют вспомогательные (бустерные) насосы. Высокие анти-кавитадионные свойства этих насосов определяются низкой частотой вращения их вала. Бустерные насосы повышают давление на входе в основные насосы и тем самым обеспечивают их бессрывную работу при

повышенной частоте вращения. Они могут устанавливаться в непосредственной близости перед основными насосами и даже выполняться встроенными в общий с ними корпус. Такой тип бустерных насосов называют пред-насосами. В этом случае давление наддува уменьшается на величину, определяемую разностью кавитационных свойств основного и бустерного насосов.

Помимо вышеуказанного способа компоновки бустерные насосы могут размещаться вблизи топливных баков и выполняться в виде отдельного агрегата. Такие бустерные насосы называют подкачивающими. Уменьшение магистрали между баком и подкачивающим насосом дополнительно снижает потребное давление наддува на величину гидравлического сопротивления части трубопровода [1].

Рис. 1. Форма исходных данных

Актуальные проблемы авиации и космонавтики - 2014. Технические науки

Рис. 2. Результаты расчета насоса

Расчет насоса 1 JS

Расчет насоса ■

Определение геометрических размеров проточной части

шнека

Обозначение Значение Примечание

К 0,5 МО5 Па Превышение давления срыва над давлением упругости паров жидкости

0,015 Коэффициент кавитации

Ги 81 м/с Окружная скорость на наружном диаметре шнека

D 0,226 м Эквивалентный диаметр входа в шнек

L\ 0,236 м Наружный диаметр шнека

60 770 с1 Частота вращения ротора

Определение геометрических размеров проточной части

шнека

Обозначение Значение Примечание

8,43° Угол атаки на расчетном режиме

0,11 м Шаг винтовой линии на входе

н 817 Дж/кг Требуемый напор .

Раонет турбины ' ^

Расчет турбины

Определение расхода жидкости и размеров соплового

аппарата

Обозначение Значение Примечание

сют 242 м/с Теоретическая скорость жидкости на выходе из соплового аппарата

Gm 34,4 кг/с Потребный массовый расход жидкости

dc 0,0025 м Диаметр сопта

Fc 0,000189 м2 Суммарная площадь сопл

zc 38 Число сопл

<P 0,92 Скоростной коэффициент сопла

t 0,0096 м Шаг сопла

L 0,0091 м Длина большей оси эллипса

Пппрпрлрнир naiMPnnR пршрть'н пайпчргп к'п.пргя

Рис. 3. Результаты расчета турбины

Расчет бустерных насосов довольно сложен и трудоемок с математической точки зрения, поэтому нами была написана на языке DELPHI программа для выполнения данного расчета.

От пользователя требуется вводить исходные данные в таблицу (рис. 1).

В качестве результатов расчета также выводится таблица с обозначением найденной величины и ее кратким описанием (рис. 2, 3).

Результатом работы будет служить созданная программа, которая позволит быстро и точно рассчитать параметры бустерного насосного агрегата, и на их основе создать геометрию насоса.

Применение данного программного обеспечения возможно при обучении студентов ракетно-космических специальностей, а также при создании опытных образцов насосных агрегатов.

Библиографическая ссылка

1. Краев М. В., Кишкин А. А. Выбор параметров и расчет лопаточных машин двигателей летательных аппаратов ; СибГАУ. Красноярск, 2003.

© Бакулин Я. Ю., 2014