Жидкостные ракетные двигатели Волков Е.Б. Головков Л.Г. Сырицын Т.А. (1014157), страница 78
Текст из файла (страница 78)
Применим указанное условие настройки к системе уравнений (9.44), выделяя ири этом в правых частях члены с коэффициентами гидравлического сопротивления магистралей, получим: ~ В,.й|-). В ° й",; 'ос ХВ.,йу+ Вг, йг„; ХВ„ба+Вы й1,"„; ) ок ,"'.Вг,йу'+ В, Щ; г ~ В,, гуу. ) АггЛл = Аг,гггг = А,гггп =. А,„йп = Аггйгг = (9.5Б) роиьа регуляторов. Настройку зипкпо разделить па двп этапа. 1-й этап — испытания агрегатов, в результате которы.' определяготся их индивид)альныс характеристики и потребные пгдравличсскис гопротпвлсния магигтралсй, обеспечивающих поминальные расходы я камгрт двигателя ~г газогенератор.
Такитг образом, 1-й этап представляет собой нзстройку систем окислителя и горкшего, включагоших камеру двигателя и газогенератор, на номинальные расходы установ кой лополнгпельных гидравлических сопротивлении. 2-й этап — настройка гишемы полачи, которзя заключаегся в том, гтобы определить погргбног давлгшц я газогсясраторс, обссисчивакицес полтчсние иотрсоной могцпосю~ турбины с угстом тсмперазур компонентов топлива и коэффициентов полезного действия насосов и турбины. По способу получения необходимой информации и матемазическозгу решению задачи тгогут быть два мстоля настройки: статистический и по результатам испытаний.
При статистическом методе настройки данные по индивидуальным характеристикам двигательной установки получают статистической ооработкой результатов испытании предшествующих двигателей, Задачу настройки тгонгно решить, используя уравнения, записанньгс в малых огклонсниях. При второзг методе 1настройкс по рсзулыатам испытаний агрегатов каждого настраиваемого двигателя) задачу настройки можно реципь, применяя уравнения, записацные в абсолютных величинах. Напомним, что коэффициенты А,э, В;! определяются по номинальным харакгернс!пкам агрегатов двшательной установки, Л1.— отклонения конструктивных размеров, коэффиииентов полезного действия и других величин от номинальных значений. Л1 подсчитывается по рсзультатам измерений размеров и данных испытаний агрегатов и принимаются среднестатистическим значсняем как среднее арифметическое: где н — количество испытаний; Л/, — значсние прн каждом испытании.
Из последнего уравнения систет!ы (9.56) определяется число оборотов ТНА, которое обеспечит подачу' компонентов топлива в необходимых количествах! н=й+ Лп, где (9.57) Подставив выра'кение (9.57) в исходные уравнения (9.56), получим п!пребныс коэффициенты пшравлического сопротивления магистралей, которые компенсяруют отклонение характеристик ! от номинальных значений: ' Вг!Лт — Х Гз!!ат (9.58) ° !! !Е„! где ! =1, 2, 3, 4, 5; и=-', "; т =ок, г. Зная Л~, можно определить размер дроссельной шайбы, которую необходимо поставить в магистраль. Настройка по результатам испытаний В результате испытаний агрегатов и магистралей определяются пх индпвндуальныс характеристики, которь!мн являются: а) Ьр, .„, Лра, — перевалы давления на форсунках; ЛР,р,„„, Луэ,а „- — пеРепады давлениа в тРУбопРоводах, вкл!очая рубашку охлаждения; Лр,, „, Лу!., .
— порепадь! давления на клапанах. б) Напорная характеристика насоса прн числе оооротов, близком к номинальному. Обработав данные по испытаниям насосов, получим уравнение давления за насосом в следуюшем виде: Рн = Лик -- Ьл0 — Сб', где А, В, С вЂ” опыпкые коэффициенты.
в) Коэффициенты полезного действия насосов и турбины "1н. »к тнг. г Ггг. г) Коэффициенты турбины (формула (?.20) гь гк. Имея данные по испытаниям агрегатов, можно определить потребное давление за насосами, которое обесиегш~ но- Рис. 92з. Зависимость Р»=-р«(о, Лр) минальное давление в камере сгорания по следуюгцпм зависимостям; Рн.
нк =Рк+ ~аА нк — Ро.ок (9.60) Рн.,=Р,+ХМ,— Р., 11з уравнений (9.59) и (9.60) для номинального расхода определяются потребные числа оборотов насосов В~6 ~ )гг (ВЯ ) + 4ЛК (рггг + Сг?г~~) и,— (9.61) Уравнения (9.59) и (9.60) иллюстрированы графиком рис. 9.25. Вследствие того что характеристики магистралей и насосов разные, потребные числа оборотов насоса окислителя и горючего отличаются друг от друга. В то же время в турбоиасосном агрегате выполняется условие гыг =- анг, где г — передаточное число редуктора (в турбонасосиом агрегате бсзредукторной схемы г=-1). Принимается большее число оборотов, полученное по формуле (9.61).
Пусть, например, п„,)п„тогда принимается и=-л„б в этом случае насос окислителя создает требуемый напоР, а насос гоРючего — больше тРебУемого (Рн, ) Р„„ 432 Подставив а увози«ние (962) выражение (959) с гоогветствуюшгг игл числэми об.рогов, получим Ьр =--А,!'л„л,') — В,ст', (н„-- л,), (963) где п„а и„— числа оборотов, полученные по формуле (9.6!). Определив перепад давления на дроссельной шайбе, можно рассчитать ее диаметр из уравнения нас 0=р $'ад)т .
(9.64) Установив дроссельную шайбу в магистраль, иы произвели тем самым настройку камеры двигателя на номинальные параметры при условии расчетных значений удельного веса и температуры компонентов топлива. Учет отклонения удельных весов и температуры топлива от расчетных значений производится настройкой газогенератора и регулятора. Вначале определим потребное давление в газогенераторе при т=т, для этого воспользуемся уравнением баланса тшщностей ~~т к гикни (9.65) где дг,=р„.л г, — - — '; Хю= Решив уравнение (9.65) относительно давления в газогенераторе р,, получим р.» Гкгн.
ак + кГн. г ггч ля. 'г, -- — '= ) тет Потребные перепзды давления ог насоса до газогенератора определяются следующими соотношениями; д.о.'к = Лн. „' — Рг,;1 м=г",.--К, ! (9.66) 4'эч 18 — 2884 рис, 9.25). При неизменной харзк1ерисгпке магистрали расход в камеру двигателя будг1 ~анже больше ~ребуемого.
Чтобы сделать расход горючего равным номинальному, необходимо в магистраль горючего после насоса пос~авить дополнительное гидравлическое сопротивление в виде дроссельной шайбы. Перепад давления на дроссельной шайбе определяется уравнением (9.62) Если перепл ~ы ывления, подсчитанные по формуле (9 67), отличаются от полученных в резульзате пролинок, то определяется разность, которая компенсируется установкой дроссельных шайб в ма~петрили газогенератора.
Давление в газогенераторе, обеспечивающее получение номинальных параметров двигательной установки, можно определить по уравнению и,',- )„Г бр„ Р и и глз чае, л~ г щ з «.льны ° ве:з компонеи сов ~оплива о~личзюия ~ рз.ч~-~иых, 1 гк.юп:иия з гсльиыт ве~ои можно копи~игирова1ь и;миги-иис и щвлсния в гааогеиерз ~ори.
Взриал1ия щвл~ иия в газогенераторе ио тдельиым не~ам компонентов соплива оиредсля "гся уравнением лр — Стокб- + Сту бгг ~'и (9.68) Рассчитывая коэффициенты влияния С»' по уравнению (9.66), следует учитывать зависимость от удельного веса ие только мощности насоса, но и давления за насосом. Тогда в обсцем вите коэффицпенгы влияния запишутся так: Сп — ОР" дХ'и По уравнению (9.66) определим Рт~ ичю Л, дйы Частная производная — определяется из уравнения мощности насоса (она была рассчитана в в 9.5 и представ.
лена в табл. 9.1) (9.70) лт ~т Удельнгий вес к ышоиентов топлива зависит ог сорта компонент~ в и их |емперат) ры, ( леоовазельно, можно записать дТ, — — ЬТ1 6 ЬтР (9.72) Г!о.тставив уравнения (9.69), (9.70) в исходное (9.68), получим отклонение давления в газогенераторе в зависимости от удельных весов компонентов топлива; где Ь7,' — отклонение удельного веса за счет изменения сортвостп компонента; Л7,' — отклонение удельного веса за счет изменения температуры. Подставив уравнение (9.79) в зависимосгь (9.71), окончательно получим т (9.
73) Потреоное давление в газогсиера горе, обесисчивагощее номинальный режим работы ирп отклонениях внешних условий от стан иргиых, определится ио урависншо Ргг =Рог ~ -~Р~г. (9.74) ГЛАВА Х ДИНАМИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ДВИГАТЕЛЬНЫХ УСТАНОВОК й 1од. понятие. а диндмич вских хдндктнннгтикв х И~~~ед~в~~~~ раоочих процессов, происходящих в агрегатах двигательной уста~нонки на установившемся режиме работы, посвящено много работ.
В настоящее время ~сория установившихся режимов разработана достаточно полно и позволяет произвести расчет характеристик двигательной установки, а также настроить ее на заданный режим работы. В данной главе рассматриваютгя динамические процессы, т. е. такие процессы, для описания которых используются уравнения динамики. Эти уравнения характеризуют движения раоочих тел (топлива, газов), отдельных частей агрегатов (клапаны, вращающиеся элементы турбонасосного агрегата и др.), испарение и горение компо|нентов топлива под влиянием действующих сил.
Динамические процессы, происходящие в двигательной установке, очснь сложны и в настоящее время недостаточно изучены. Это объясняется гсм, что процессы в агрегатах двигательной установки являются скоротечными и имеют многопараметрические связи. Кроме того, для создания математической модели динамических процессов нс всегда ясны действительные физические предпосылки.
В то же время решение указанных задач, т. е. исследование динамических характер стик, является необходимым для правильного проектирования двигательной установки и сокрашения времени ее отработки. Динамическими характеристиками называются зависимо-. сти, связывающие параметры двигательной установки при 436 работе на неустановившихся режимах, когда давление, расходы, соотпошение компонентов топлива и другие величины изменяются во времени.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
