CC BY
31
Секция «Двигателии энергетические установки летательньш и космических аппаратов»
УДК 629.7
СТАТИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ СИСТЕМЫ ПОДАЧИ ТОПЛИВА В ЖРД
Т. А. Шевченко, К. Ф. Голиковская
Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31
E-mail: [email protected]
Представлены особенности регулирования работы ЖРД, Рассмотрены особенности анализа системы подачи топлива.
Ключевые слова: ЖРД, система регулирования, турбина, насос, статическая характеристика.
STATIC CHARACTERISTICS THE FUEL INJECTION IN LRE
T. A. Shevchenko, K. F. Golikovskaya
Reshetnev Siberian State Aerospace University 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: [email protected]
Features of regulation of work of rocket engines, describes the features of the analysis of the fuel supply system.
Keywords: LRE, control system, turbine, pump, the static characteristic.
Создание и практическое применение надежных и эффективных систем и агрегатов регулирования ЖРД были бы невозможны, если бы их разработка не базировалась на законах теории регулирования технических систем. При таком проектировании применяется общий подход построения структурных схем, уравнения материального и энергетического баланса, а также использование математического моделирования и теории линейных и нелинейных дифференциальных уравнений.
Задаваемый программой полета режим работы всех систем должен обеспечиваться системой управления и регулирования ЖРД, включающей различные регуляторы. К основным из них относятся регулятор тяги (или давления в камере сгорания) и регулятор массового соотношения расходов компонентов в камеру двигателя или жидкостный газогенератор. Регулятор массового соотношения расходов обеспечивает заданный режим работы камеры сгорания и газогенератора, в частности необходимый допустимый диапазон температуры продуктов сгорания [1].
При работе ЖРД возникает необходимость дросселирования тяги, что может быть обеспечено изменением массового расхода топлива, который подается в камеру сгорания. Для этого необходимо перестроить работу системы подачи топлива, что обеспечит аккумулятор давления для вытеснительной системы или турбонасосный агрегат.
Для исследования системы подачи топлива рассматривают характеристики насосов и турбины. Как правило, под характеристиками насосов понимают зависимости напора, мощности, КПД от массового расхода или угловой скорости вала. В случае исследования стационарных режимов работы ЖРД можно строить при постоянном значении угловой скорости вала, что является достаточным для данных режимов. При рассмотрении нестационарных и переходных режимов работы ЖРД за основу могут быть приняты характеристики при переменной угловой скорости вала, а также их малые отклонения по угловой скорости при фиксированном значении другого параметра, например массового расхода. А так как работа насоса всегда сопровождается потерями, имеющими различную природу и разные значения, действительная мощность насоса
Актуальные проблемы авиации и космонавтики - 2017. Том 1
всегда должна быть больше теоретической, что определяется коэффициентом полезного действия насосов [2].
Необходимость в определении характеристик турбины вызвана ее работой совместно с другими агрегатами, в частности с насосами, что в итоге определяет и характеристики самого двигателя в целом. Помимо этого, характер изменения параметров турбины при изменении внешних условий работы ЖРД обусловлен не только самой турбиной, но и агрегатами, взаимодействующими с ней.
Турбину рассчитывают и проектируют на заданную тягу, которая в процессе работы или полета изменяется в соответствии с изменением давления в камере сгорания и давления окружающей среды, соотношения компонентов топлива и температуры компонента, что в свою очередь обусловливает отличие параметров турбины от расчетных [3].
Все статические характеристики ЖРД в целом и его отдельных агрегатов являются базовыми при исследовании переходных процессов в ЖРД и необходимы для обеспечения оптимальных параметров регулирования двигателя.
Библиографические ссылки
1. Агрегаты регулирования жидкостных ракетных двигательных установок : учеб. пособие / Ю. И. Высотин и др. ; под ред. Д. А. Ягодникова. М. : Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2016. 223 с.
2. Гликман Б. Ф. Автоматическое регулирование ЖРД. М. : Машиностроение, 1986. 296 с.
3. Добровольский М. В. Жидкостные ракетные двигатели. Основы проектирования. М. : Машиностроение, 2006. 496 с.
© Шевченко Т. А., Голиковская К. Ф., 2017
