Конструкция и проектирование ЖРД Гахун Г.Г., страница 11

В результате вырабатываются определенные решения, которые в форме команд также непрерывно передаются на исполнение соответствующим устройствам автоматики. Примером такой управляющей системы может служить система управления двигателем ББМЕ, схема которой приведена на рис. 3.1. Основой системы управления двигателем здесь служит специальная ЭВМ, называемая контроллером. Контроллер выполняет большой круг задач: 1) об4епечивает связь двигателя с управляющей ЭВМ ЛА; 2) производит по программе предстартовую проверку состояния двигателя, его систем и агре. гатов и нх готовность к запуску; 3) осупюствляет контроль положения и состояния клапанов и блока зажигания; 4) выполняет всю последовательность операций по запуску двигателя — захолаживание трубопроводов, заполнение полостей насосов компонентами, предварительную продувку полостей за главными клапанами, включение зажиганияи тдп 5) управляет и регулирует тягу и соотношение компонентов в двигателе и ЖГГ на всех режимах его работы; 6) выявляет предельные или опасные режимы работы отдельных устройств и агрегатов двигателя и обеспечивает необходимое регулирование его параметров; 7) выявляет нештатные ситуации в системах и агрегатах двигателя и предпринимает меры, обеспечивающие штатное продолжение работы; 8) после завершения полета пе- 48 Ин рорноция о пораяетран ооигателя «онанттот на изнененое понимания игпалнителаннн нетанознор рне.

Зд. Схема енетемм упраппення ппнгетепем ЯБМЕ многоразового транспортно- коемнческото корабля "Спейс шаттл" редает в бортовую ЭВМ управления ЛА всю информацию о рабочих харак- теристиках и состоянии двигателя, его агрегатов и систем для последу- ющего обследования и профилактики. 3.2. РЕГУЛИРОВАНИЕ ТЯГИ И СООТНОШЕНИЯ КОМПОНЕНТОВ ТОПЛИВА Общая схема регуляторов. Это наиболее сложные в конструктивном отнощении агрегаты, которые состоят из ряда элементов. Общая схема построения регулятора и состав его элементов-звеньев приведены на рис. 3.2, а; на рис. 3.2, б и и показана упрощенная конструктивная схема регулятора давления — одна из многих вариантов. Как видно из рисунка, регулятор состоит из нескольких последовательных элементов — звеньев. Объектом регулирования (ОР) 1 является гидравлический контур, через который протекает расход тири давлении на выходе р.

Из-за влияния различных факторов расход и давление постоянно отклоняются от заданных значений. Задача данного регулятора — подцержнвать заданное давление Р— регулируемый параметр. Заметим, если за регулируемым объектом ~отребитель расхода имеет постоянное гидравлическое сопротивление, то полдержание р = сонат равносильно поддержанию е= сонат. Вторым элементом является чувствительно. сравнительное устройство (ЧСУ). Назначение ЧСУ вЂ” измерять текущее значение регулируемого параметра р, которое поступает сюда по линии обратноей связи 5, сравнивать его значение с заданным р и и вырабатывать сигнал, пропорциональный значению 49 Рз Рис.

3.2. Обзяая схема и состав рмунятора: е — объект регулирования; б — наглядная схема регулятора давления; е — одна из схем ЧСУ с механическим заданием Рм; 1 — объект регулирования; 2 — ЧСУ; 3— преобразовательно-уснлитглыюе устройство с серволрвводом: 4 — исполнительный механизм; 5 — паина обратной связи; СУ вЂ” система унравленвв рассогдасовання ср = рзад — р.

В данном случае этим сигналом слгржит перемещение штока золотника (см. элемент 3) . Значение р зад может задаваться: а) постоянной настройкой регулятора, которая не юменястся в полете; б) системой управления двигателем, которая в полете может перенастраивать значение рзад в соответствии с траекторными и другими данными. Следуюшнм элементом является преобразовательно-усилительное устройство с сервоприводом 3. Назначение этого устройства — в соответствии с поступившим из ЧСУ сигналом, который вызывает перемещение штока золотника, выработать достаточное усилие и нужное направление для юменения положения исполнительного механюма 4, которым здесь служит заслонка.

Исполнительный механизм, который в соответствии с перемещением штока (в данном случае сервопривода) изменяет свое положение, воздействует на текущее значение регулируемого параметра — давления за дроссельной заслонкой. Линия обратной свюн 5, передает текущее значение, например, давления р в ЧСУ. Все регуляторы тяги и соотношения компонентов ЖРД, несмотря на разнообразие их конструктивных схем, могут быль двух типов: они под- 50 держивают на выходе регулятора постоянным либо давление компонента, либо его расход. Причем поскольку расход через данный гидравлический контур зависит от гидравлического сопротивления, то все регуляторы работают по принципу его изменения.

Поэтому все они оснащены дросселями, у которых затворные устройства (а их конструкций большое множество) переставляются сервоприводом в то положение, при котором обеспечввается поддержание ре~улируемого параметра на заданном уровне. Основные схемы регуляторов ЖРЯ. На рис. 3.2, б была подробно рассмотрена схема регулятора давления, который иногда называют жидкостным редуктором. Точность работы такого регулятора примерно 2...5%. На рис. 3.3, а показана распространенная схема регулятора расхода. Измерительным элементом здесь является сужающаяся часть трубопровода 1. Чувствительносравнительное устройство 2 замеряет текущее значение разности давлений 13р = р, — р„которой, как известно, пропорционален квадрат расхода, и сравнивает с ее заданной величиной Ьр„.

В соответствии с рассогласованием б Ьр = (ерзал — йр) звено 3 вырабатывает "указание" на изменение положения дросселя 4. Точность работы такого регулятора 2 ... 4%. На рис. 33, б показана более совершенная и сложная схема регулятора расхода. В данной схеме измерительным элементом является вертушка или турбинка 1, помещенная в поток. Расход пропорционален ее частоте вращения.

Чувствительно-сравнительное устройство 2 сравнивает сигнал, пропорциональный частоте вращения турбинки н, с заданной ее частотой вращения л,пд и вырабатывает сигнал, пропорциональный рассогласованию гзл = (н,пд — н). В соответствии с его значением звено 3 дает указание на изменение положения дросселя 4. Точность работы такого регулятора может достигать 1 ... 2 %. Регушгроваиие тяги двигателя практически может осуществляться несколькими путями. 1. Регулирование расхода компонентов, лосгулаюнгих в ЖГГ. Такая т=гэмг т мс~пз1 г рг рис.

3.3. Схемы регуляторов расхода: с — измерительный элсмсит — трубка Всптури; б — взмсритсльиый элсмсит — турбин"э или вертушка; 1 — измерительный элемент; 2 — чувствительно-сравнительное устройство; 3 — преобразовательно-усилительное устройство с ссрипприппдом; 4— исполнительный механизм 51 Рнс. 3.4. Схема регулирования тяги путем ретуянровзмнн расходов компонентов в ЖГГ не основе регуляторов давления (регулятор тяга Р в регуюпор аютмо щения козвювппов Р» г „) м взмевеввя соотвопнюмя коееиовемтов камеры по указаюпв системы опорояшипш баков (СОБ) с помощью регуюпора Р» Ок — окмслптглгч à — горючее; НΠ— насос окпслнтгля; Нà — насос горючего; Т вЂ” турбина; СУ вЂ” спстемз упреплення схема приведена на рис.

3.4. Она относится к двигателю без дожигания генераторного хаза, получаемого в двухкомпонентном ЖГГ. Регулятор тяги РР здесь является обычным регулятором давления. Он устанавливается на трубопроводе питания окислителем восстановительного ЖГГ, расход которого в этом случае наименьший. Одновременно с регулятором тяги на трубопроводе питания горючим ЖГГ устанавливается еше один регулятор давления — корректор соотношения компонентов Р» Регулятор тяги, поддерживая заданное давление подачи окислителя на входе в ЖГГ и изменяя его по командам системы управления, регулирует расход окислителя в ЖГГ.

Регулятор или корректор соотношения компонентов, поддерживая заданное давление подачи горючего на входе в ЖГГ или изменяя его в зависимости от давления окислителя, регулирует расход горючего и тем самым поддерживает соотношение компоне)(тов в ЖГГ на заданном уровне. Эта схема регулирования тяги достаточно надежная. Она допускает регулирование тяги в большом диапазоне н хорошо оправдала себя на практике. 2. Регулирование соотношения компонентов в ЖГГ. Эта схема приведена на рис. 35.

Она используется в двигателях с дожиганием генераторного газа, если требуется регулирование тяги в небольших пределах по верхнему значению, например 5 ... 8 % номинального ее значения, Рнс. 3.5. Схема регулнропенмя тягл путем регулирования соотношения компонентов в ЖГГ на основе регулятора давления — регулятор тягн РР Схема изменения соотношения компонппов камеры по указанию счетно-решмощего устройства (СРУ) расхода компонентов — регулятор соотношения компонентов Р» т 52 Здесь регулятор тяги РР также является регулятором давления подачи, в данном случае горючего в окислительный ЖГГ.

В этой схеме регулятор тяги устанавливается на линни питания ЖГГ дополнительным (нли присадочным) компонентом. Регулятор поддерживает давление подачи горючего в ЖГГ в соответствии с давлением подачи окислителя. В этом случае он выполняет функцию регулятора соотношения компонентов в ЖГГРК Вместе с тем регулятор ло сигналу системы управления может изменять свою настройку и тем самым изменять заданное соотношение компонентов Ктг.г. зад. Изменение Кмг „мд приводит к изменению термодинамических параметров генераторного газа, главным образом, произведения (ЯТ)г г, в соответствии с которым будет изменяться раслолагаемая мощность турбины и далее последовательно будут изменяться давление подачи компонентов в камеру двигателя, давление в камере сгорания и тяга. Естественно, при таком регуляторе изменение Км„з возможно в ограниченном диапазоне.