Частотная диагностика (Раздаточные материалы)

хЧЕ'ХсОД))1 ЗКсЛ',-;РЪИМ.;-':~ЛАГ1Ы«-;;О1"'::$ '1«)ОДМЕНКДЕИИЯ РЕЗУ,ПЫА'1 ОВ РАсс.:ЬХЕ'1'А АМЙЙИХМДИО-ФАЗОВЫХ ХЦАСТОХ ИЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ЖРД ь(н«3)(. (ь«н иа«я Бар««$«$««вейн ь,л«$., ьезгч«ВОЯ э«.«1., 1(«рбеоа (,ЯХ, Илес«ив«пены чсвснлы экс«)ейн;«сн(л «ы««, . ВО3$1всня '««ноя !«(нт)(в) ят(«В Вяс'$(тя лм«13«$5 «« 'и«: (1)лъньык *(нстотныл ллйяктсйнспо, «КР,'! 1$Г«5$«е лены Д(1)'1Х 3$$««в()5 «е(5«$ ГД(31ЗЧэ«, Ах(их«!$((У«НХ(в-ф:(зс(5$«1 «$ь«1««ХН««1«. х Цза(,!(Рис!Ики (э«ФЦХ) ЖРГХ иялякп«са 1(сх03«и«ви 1(иф(Ц)к!«ЧХ(ис1$ х!Дл рас«««'з«з«и ю!10ги::Хпй «'(тОй«!НВ(к:ти,г)як(,'"Гы. В сООГХ)стет!«1!и с ирх(и5$ тыми стандар«ям$! Хн) 1(я !$$$1$$)хе!!$!!х испытаний расчспиас «зь!НХН(туг!$$0-(13113()15$,$С 1ястОтнь)е характеристики двиГягелв лая(нь)быть исапвсв)хкл(И1ы или ут(ъч11сиь1 ия ос1$0 нанни:)кс1(сримс!ГВХлы1ь)х данных Огневых испыггн1нй,лвигятслхь ()6!1~!И(в:ХГО х!СХХХХОХ( В В КОДС С«ХЕХ!$$$$,И«$1$«!Х «)ЯСТОП1ЫХ 1(С$11$$Д$$1$$1$, В ИХ)ОИСССС 10!0$)$«ХХ С11СХ!!ХЯ«$$«$$!ХМ 1««ЛЫ ЯТ( рОМ Зя !як)тсй КО«$-6«)ИХ(1$ «31113«!СИИ««! Ня ВХОЧС В ЧВИГ3тевХЬ С р$$$ ПИПИ) ИИ «ХяетО'ЯМИ Вкнвн нх«ХС и ВыхОДныс 1)срнО«!1$«(сок)1с сиГиялы 06$)$161)т!«ХВХ(ютс)$ ия Ос1)ОВЯНИН )1с10ДОВ $)! Хс"$'.

р()ГО ХцъеОбр()зОВХ)ни51 ФЧ)хэс. 6 Хк)ви(.'нис ямплХпуд н фя'3 чкязьчи1ых сиГнялОВ $1.'ИХ $($)ждой частоты возмушсина приводит к оиредслсхнпО !3СОбхолнмых часп)гпь)х харя)ггсри сгнк ПЯНХН,Х!ЦХ )(с«(ъд х(с(ест !Оста!0««1$0 вь!» Оку«0 стрнмп("(ь иискизьк««ирс«!усь!1«при(3;$«'$. выделение сие1$нялы(010 двигатсла $03(НО!и илн дя)кс двчх$. $)яз$)$$601км $$$««$)с«$!0$)$$, «10. работки стенда н зятрагы ня проведение самих испытаний. В лизи с спим В настоя щСЙ СТЯТЬЕ Ире;ВХЯГЯК«ПСВ МСТОДЫ, ПОЗВОЛВХО!ИИЕ ИОД(всрДНП«ИЛИ утОЧИИТЬ ЛФ'1Х В пр01!сссс Обы«и1ых «!ОВО«1(««$иь$х и('1$ы1«$«1ИЙ п«ц)ял'1«.лы«О (." $)«"и!син(.'м ««х 3$11$$(«1, 1$11$$ к«в ТОХ)ЫХ (ИХН П1)ОВОДЯТСЯ. "э!И МСТО П $ (ЪСНОВЯИЫ 1Ю НЗВССТИ«1Х сООТИО)В«*.$($$)ХХ. С11ИЗ!Я«(ЯКВ ЩИХ «ХЯ(-П)ПХЫС ХЯРЯК(СРХ(СТ!ХКХ) И ИСРСХОДЦЫ( ПР()ИСС«Л,Х В ЛХЯ1$СХХИХ,ХХ,ХИИЯ«««0$(СКИХ; И сх'емях.

В $('.В)ХА р($3$)$$$)0$($$1$ $ общие методы исследований динами нХских х()р($к$с$)(вс(«$: ДВИГЯТСЛВ С Уч "ТОМ ХВ)ХИ1ОВ1(Х ИХ)01(ЕССОВ 13 ГИД!)ЯВЛП'1«)СКИХ И ГЯМИИВХ ХРЯК((1Х Н !;$!ЩЗ дывяиий $)$$$)О«!с!0 $1;«01$ссся В кял(срс и Гя)си«ХХСХ)ЯХ()Г)с. Н($ их Ос(!ОВХ!(и$$ «)$(св(«$$гг1,!$«5$ ЮТСЯ 'ХЯСТО1НЫС ХярЯКГСПНСВИ1;И и ХХС1)()Х(«Х«Н1ЫС $1~)ОИСССХ«$ В ЛЬЧ1Г)ПС!1ЛХ Кяк '5Я)1К(1'"$!,1 ХХИИ($)(И«ХССК!ХХ СИСТС«!ЯХ Я «)КХЪССТ1НКТИ Г«(ДХХНХХ(3$(В РЕХКИ)!«1 ХХРИ И$)01$:1130'$!«$(ЫХ 1Н) Н!У 1$В нп)!х В лк)бОМ м(ст«: схемы дви!Ятсля.

Ук(1$$$$1(иыс 11с!Одн! В Хясп«00!н исииль1;««вгся при расчете "Хясз Отиых характеристик ЖРД $1~. 11срехоХ!и!Хс процессы пярямс1ро$3 ..«)О1 ГВ1сля 1цъи задяннОМ В лк)00м мсстс динямичсскОЙ системы ВОХму1иеиин 003!су)«к,*$1' нел исобходиму10 и!$4)(]3)МЯХХНХ(3 о частотпых харакгсрисзикях ллй Хгп(х па1ъямс р«и«$1св исриОдичсскйму возмущая)щему во)действию в тгом месте, Иск)1151 НХ Вьиисиз«н жс$!11010 МОЖНО Р(ХСС)(тГР1$13$(ТЬ СЛСЛУЬИИИС Ь!Сто!!$«$:)КС!Хе!ИХ Ь(СХХТ($$$(ИОХ(В 01$РС и ЛСИ1)а ЯМХ ЛИ $ УЛ $10 ф«1зОВь)х «ХястОт$1ых х()р(1кзсрисз 1(к паря)ис1рОВ ЛВ1патсля п1)«$ к(в «с««я$1«. Чк:«3(В $с и!«( ИЯ ВХОЛДХ.

В Ка'!ССТВС СТ«НИ1ЦПИО10 «ХОЗМу$1ГС$111В 1$$)й 0$1)0$«ЫХ $(СП!«$!«И($1«ХХ у,$«й)$!и 1$«ЪИ$1В11 М( П( Хп(( ДЯВЛ«3)н(В «!Я ВХОД«В ЛВИ«Я)(,ЛХ, ИО ()ДИО)$$«1$ $ КАКИ!01!С!ГХ()$$ В ВИ'!( С,!1!ХИ«И««)« (ру1(к1!Ни. Т($ктвс 1)озм«ЯХхе$1ис МО)кст 6$«1 гь реялизОвян(5, $$_#_1р!$)ХСХ), (пст$ъслом 1!11««)ок.(л- ПЯИЯ 1)а ВХОД(* В ДВ$ИЯТСЛЬ ПО ()ДНО)1««ИЗ 3:ОМПСИ1ГЛ1ТОГЬ ИХН1 КО ХОРО)1 ((Е11ЯС1С)$ «'Г«) ГН„; рвали !Сскос со!!рати!))!синс. С помощьхо комплекса программ К!)ХА )йиуг $)яс( !$!$1$ 1Хапэсй ТХсРсхОЛ10«)с НРОпссс1л 1!О лк)бОМУ Хг«$РЯК!с$!)«э«$)Р!$ лк«60«4 '1ислс ВО 1К(У(!(еи)!$$.

)Я дя)ппйх !)О и))Оизв01!ы1ы)1 зякОпям 13 Оязлнчных узлОвых тичках сх«:;мы лни1ятсля. 11$«'- лехХныс мстО;хы .)Хих прО!Зъямм Осийвях1ь1 1)я 3ц)ямых н О(3$)я! $1ых хх$)с«в««$).'(З013$(Н$$В- Фчрье. Для расчета переходной функции при ступенчатом единичном управяя!О!цсм воалействии !1рименяется тависимоств !2( гле р((в) и Р(в1) - действ1псльпая и М1гимая частотная характеристики: ! и 1в - время и еастота колебаний. На рис. 1 представлены ре:!уяьп1тв! рас 1ста переходного процесса давления в камере двигателя РД0124А при увс!Итс1снии давления 1га Входе в х!агистрат!ь Окислителя в Виде единичной функции. В качестве исхол1гой информации испо;!Ввованы расч1тпыс «1астотпые характеристики дяя указанпо! о параметра.

С!!Слуггг отметитв, ~1!х! Вели расчоп!ые и вкспсримен1алвно О!!реле!!Снные при испытании переходные Функции основных параметров окажутся близкими, то это может служить 1!Од!Верждением и )итсчст!!ых частотных характеристик, на Основ11нии которых расс !1г1И1!в! переход!!ы!. !рупк11ии. Ьли воях!уц1спие Задано в виде проивволвной Фу!1кц111! От врсх!спи 1(1), сравниваготся 1ге переходные функции. а персходныс про!Тессы 1!Лр1!мст)тс)в, которые рйсс11НГывакттся по Одной 113 формул (3!. х(1) = )!(1)2' (О) + )Ь(т) ('(! — т)ат, х(!) = )!(!) ('(О) + (й(! - т) ('(т)бт, В:х! их формулах проивводныс функций б( 1 ) и (( 1 ) Обгкягачены )!'( 1 ) н ( '( 1 ). Рассиатрняая рис, 1.

МОЖНО ОТМЕТИТВ, ЧТО ги!СТ11!а ПсрИОЛИЧЕСКОЙ С1!Стаяяяа!!Ией ПЕ- (теходн01'о прО1гесса Оливка к частОте второгО м!1ксим)ма чвсто1ных характеристик ()тис. 21. 1ем не менее сравпс11ие расчетных и Окспс)Т1!х!Сипглы!в!х переходных процессов недостаточно лчя полтвсржления расчетных амплитулнО-фааовых частотных харак" теристик.

Необходимо их вксперимента!Н1ное определение, которое Основано на пресс;1ачовании ЛВ11лвса (2). В ~!Лс!Ит!Сг!1, Сели ив!теспга импулвсиая г!ереходная !)1ункция какого-либо параметра 11(1). Дсис"1'Вит!'.лысая и м1птмая 'К1стотнв!с характеристик!! ВВО расс Йпчява!Отс1! НО !рор" МУ!!!1Х1: Р(а1) = ~)!(1) СОВ(1«П) й « а Яи) = - ~)с(1) Ял(са1) Л! . Пря В1«1«1ИСЛЕ11ИЯХ удобПО ПмпуЛЬСН«ЛО ПсрЕХ1111йу1О фупКЦ!ПО 1ЦТВЛС и!ВИТЬ В Вида, суммы простых трапеписдальиых 111уня11и1й А(),) = "~ !и1,(! ), )1(1).=1!о, Ври!<1,- Л,; 1, +Л, — ! Ф(1)=-««'« ' Ври!;-Л, <1<бай-««В; 2Л 1«(1 ) = !) ПР!! 1> 1«+ Л« Ф„= Ы1,)-)!(1,,'1, где Л« - ьцаг выяислепий. Для каждОй па э!их Весолых фу~кций соотВстстпу1ОЦ1ис,х1е1«1снп1)ан1«1с ВастОп1ыс х11р«1кГср1тст11ии !1Црс!1с«т!ЦО1ся по фо)!мулам (3): В1В(вб) В1п(1«1Л, ) р,(ч) =)1,— «« В1 !«1Л, соя(1В1, ) ейп(1ВЛ,) Д,(В1) = — — "' + А,, --- — -'- — — — '- .

Р« са В! вЛ« Шат раабиеп1111 по Врсмсин для Вы«п1слсп11я импу!1Ьспой переходпои фуниции Л) мОжнО Выбрать Одпи«1коаым. В )«с.«ул1«тйтс суымироаапиЯ ъ1с««!С!!та)««1ых «ис1от11Ь1х характерист!1е Опрсдел!!ется деистаитсльная и мйпмая пасти ампли1удиО-фйьойой «!Встотпой характ«.рпстияи параметра по Возмутпе1ппо В за!Цпп1ой точке спстсмьп «« 1и В1) —. Х, ««В(В1) ПО й1ормулам (Я), (6) и (7) Вы«1исляяпся «1астотпыс х'1раьееристия11. С11ОСВВ1стяуяа1Цйс ПСРСХС1ДНОМУ ПРОЦЕССУ ПараметР«т \а ВЫхОДс ИВ сИстеМЫ ПРН 1!Я!бом ВОВЫуц!Ввсцсм Воздейстаип на 1ьходс у(1). Удоалстаоряеоп)сы трсбоп!1~!1Ям:ы$! Прсобразояапия Лики- й первам па саатлсллеклй (12) К хц; —: Х хй ~) - хО .) =' .

рИ.) = — х( .), яп(вЛ, ) Яа) = -р(0) - ~~ х~, — — — '-соя(ом, ) . аЛ, '"сяп р(О) Ф а. фупяайй %(я) я~~ест йая~~ прй я == О, йерсяптаяпая фупяппя й~еет аеретуллрпуаа ясть и действительная истотиая характеристика аирсдеяяется па фар- 0.3 ' 02 0,1 -,—— Рис. 1, Переходная фупк«аии отклонения ааалениа а камере сгорании Формулы (16) являются основными для вычнс«1ения частотных характер1гстик параметров системы при воамущаюшем воздействии в виде едини гной функции. Требование к форме возму1цепия в ниде свини плой функции не является обязательным, Воамуп1щ 1ие может бьгп.

любой функцией г(11„уловлетворя1оп1сй условиям: ('(1.1 = О (<О; ( (ТО ( <«ь(1~~' г>(1, где М и аа — коне 1ные «1исла. Для того гробы рассчитать частотные характеристики по формулам (161, вь1числяК1тся кОмп;1скспые «гастотные характеристики, сООтветств1001цис перехОЛ1 гому п(ъопессу Ланного 1гарамет(га и воамуц1ающей фу11кции.

Искомая комплекс1гая «1астопгая характеристика определяется по формуле (8). Необходимо огх1етить, что задачи, которые ставятся при огневых испьгпп1иях, состОят не только в ".1ксперимснт«ллы1оы О1трсдслении «гастОтных х«цтакте(ъистик при ОгнеВЫХ ИСЛ1ЫТПНИЯХ, НО и в ПОЛтвеРжащ1ИИ Матсыатичсской моас«1И Лвигатсля...1т11 ООЬЯС- няется тем, «1то если АФЧХ иамсре11пых Лавлений в агре1атах и тракгах лвигатетя рассчитываются прямо цо описанной выше методике, то АФЧХ расходов па вхолах в двигателе придется расс гитывать только по математической модели двигателя, поскольку нет лат'1нков лля лостоверпых намерений перехеалнои функции (а«лсхо1(а. Бпр11«1ем, и при частотных Испытаниях с пульсатором существует та же проблема.

Нсобходихи1 подобрать также средствч измерения давлений статолинамическими дат1иками в воаможпо более п1ироком «гастотном лиапааонс. При испыт«П1иях С11елуст опрелсля1ь «П1стОтпые характеристики 1ге тОлькО лавления в камерс, ПО и других ОснОвпь1х парйа1ет- ВРк~ 2 0,2 1'1, 1~ 1')', ( !1 -1000 ~$ -600 .800 +1 ~ 1ч 1-'4 Рис. 2. Лыпчнтудиые и фазоаые частотные характеристики паалепна в камере: ! . рассчитанные по псрехоаной функции; 2 - полученные по мстопнке 111 РОВ, )запрнмер дйвле)зии';за насосами н В )газогенераторе, и сраВниват)* их з". Расчетными, Возможно, это дасз дополнительную иззформапик) для подтверждения по))у зснных рс:зулыатов и мгпематической модели двигателя, Разработано математическое обеспечение указанных выше работ и проведены численньге аксперименты для его тестировьпзия.

Например, 1га Рис. ! НОказап переходньзй Г11Х)посс,*'завлсния В камере щ)и изменснии лавлсния на ВКОде в магистоаль окислите»тя в Визге единичной функпии, Рассчитанпь)Й по математической модели двигател)1, а на 1знс. 2 пр)1)зсдезп,з ам)злит)Сизая и фазовая частою)ые х)зрактеристз)к)з, 1)ассчитанные для зтого ср. д о пропссса и. Формула. (16). На рис. 2 также показа)ил исходные АФЧХ, которые практзпзеск)1 совпадают с полученными.

0л)зако многие Воз)рос)*1 регистрапии и обработки акспериме)зтал) ных да~ных, мет~л~ки обр)зботкз). 1)з)аз)иза и з)ровсрк)1 гзолученных Результатов. Опенки погрешностеи н другис придется уп» з)нять В ходе самих исззытаннй. Тем пе менее эти работы позволят подтвердить АФЧХ, Рассчитанные по математической модели КВХА, с учетом .и)- и), «з.зт) таим мз)дели )и);пверждсны эксперименппьно при разработКЕ ряда ДвнглгеИредложенп) Зе методы и разработанные программы расче)п)ого определения амплитуз11)о-фазовьзх кзстотных характеристик ЖРД по переходным процессам, изморе)н)ым Зц)и )зсш~гг)зз)иях, поз)к)ля10т пс проВодить спепнальных частоп)ых пспз*гга)ПЗЙ, а нодтвсрждггзгв Рсзультгп 1д Расчета АФЧХ В пропессе Об) )1)нь)х доводов)1ых ис)1ытазпзй.

1, Барншгоснн Б.М., 1дрвсрд С.Н„Рдвук И.С. Иссдсдованнс дннамнкн жндкостныь ракстнмх двизлззсдса в гднроком днапа)оно н)с)так Доклад на П1 мсждународном аорокосмннсском конгрсссс, 1АС. зйвв 2. Ток с ' бср «л. Тс р н ' 'о нзгс о розу. ц ва нв. Кн " 1. Под р д. В.В.

Со, Янков;з. Мл Маонн). 1оаз 3 с))сльлГХ)уаз А.л., Дудьзкнн АД., Мтновцсв А.П., Мнродк)бов Н.Н. Тсоретнчсскнс основьз совок н унрдзздс)зин. Мл Ф)злзгатпгз, 1963. .