МАТЕМАТИЧНЕ МОДЕЛЮВАННЯ ПЕРЕХІДНИХ ПРОЦЕСІВ У СИСТЕМІ ЖИВЛЕННЯ МАРШОВОЇ РІДИННОЇ ДВИГУННОЇ УСТАНОВКИ ВЕРХНЬОГО СТУПЕНЯ РАКЕТИ-НОСІЯ «ЦИКЛОН-4М»

Abstract

Вступ. Розробка ДП «КБ «Південне» космічної ракети-носія (РН) «Циклон-4М» є важливим напрямом роботи космічної галузі України. Одним з інноваційних способів живлення є живлення рідинної реактивної системи (РРС) з паливних магістралей маршового двигуна (МД).Проблематика. Для реалізації зазначеного способу живлення РРС необхідно забезпечити стійкість роботи РРС при гідравлічних ударах та провалах тиску компонентів палива під час запуску й зупинки МД. Для цього виконують математичне моделювання перехідних процесів у маршовій двигунній установці при її запуску та зупинці.Мета. Розрахункове визначення параметрів перехідних процесів у паливних магістралях маршового двигуна верхнього ступеня РН «Циклон-4М» з урахуванням впливу МД на роботу РРС внаслідок об’єднання магістралей їх живлення.Матеріали й методи. Використано методи теорії автоматичного регулювання, імпедансний метод та методи чисельного моделювання неусталеного руху газонасичених рідин.Результати. Проведено математичне моделювання перехідних процесів у спільній системі живлення МД та РРС верхнього ступеня РН «Циклон-4М» при запуску та зупинці МД. При розробці математичної моделі систем живлення двигунної установки були використані їхні частотні характеристики як систем із розподіленими та зосередженими параметрами, узгоджені у визначеному частотному діапазоні. Проведено розрахунки запуску та зупинки МД. Показано задовільне узгодження експериментальних та розрахункових значень власних частот коливань рідини, піків тиску при гідравлічних ударах і особливостей гідравлічного удару (горизонтальні полиці тиску при розриві суцільності рідини).Висновки. Розроблено і протестовано нелінійну математичну модель низькочастотної динаміки двигунної установки верхнього ступеня РН «Циклон-4М», яку може бути використано для прогнозу залежностей тисків компонентів палива на вході в РРС від часу при запуску та зупинці МД, коли у спільній системі живлення МД та РРС реалізуютьсяекстремальні для РРС режими роботи.