Жидкостные ракетные двигатели Волков Е.Б. Головков Л.Г. Сырицын Т.А. (1014157), страница 83
Текст из файла (страница 83)
Подставив вместо р =0», для границы устойчивости можно записать уравнение й4(гш) =-ЛЖ(тш) + ВЕ (1ш) + Я(тш) =О, Выделяя в последнем уравнении мнимуго и действительную части, пот!учиэ! два зоавнспня с двумя нспзвестэ!ыхги: 1«э (а) =- Ап' ( ) + ВР ( ) + о' ( ) = — 0; г('1 (а) = Агг (а) + И (а) + з (»э) = 0 Рецгая эти уравнения относительно параметров А и В, по- лучим и(«) У ( ) В( )=- —, ( ) «(') и'(») ( ( 1 и(») г( ) (л (.1 г (-) А(а) =— ~ л(»1 г(»1 )г!'(»э г'( 1( + е "' ( КиоаКо' (Т„, р+ 1) + Ки "Кгл (Ти, р+ ! )~. (1074) Чтобы упростить задачу и не нарушить общность выводов, положим, !го постоянные времени магистралей одинаковы, т.
е Т„,=Т„,=-7„. Соблюдая условие М,а=О для грапвцы устойчивости, из уравнения (1().74) получим (Т„р+ 1) (Т„р+ 1) -(-К'г "" =-О, (10,75) где К'=-- Ко" Кил + К~»Кг„', — — коэффициент усиления » разоыкнэтоГ! системы. 471 Задавшись разлн»и!в!э!и значениями а от 0 до со, строим границу устойчивости в координатах А и В (рис.
10.30). Следует отметить, что изложенный м«тод построения границ устойщгвостн буд!'г сложным, «слп парам«тры в многочл«н Михайлова входят п«гэннейно, как, например, время преобразования тиг, (10.60). В этом случае приходится применять другис приемы, В качеств«примера рассмот(энм, как строится гр э- Рис, (030. Гяаишы»«эип иии» ги ница устойчивости двигательнон установки с вытесннтельной системой подачи, для которой получена передаточная функция (формула 10,6«Э). Многочл«пом Михайлова является знаменатель передаточной функции, который имеет вп,(: А4(р) = — (Т р 1 1) (Тч !7-(. 1) (7„,, р+ 1) + Подставив вместо коэффициентов усиления К~ их выра жения, пол1чпм ~(К+ 1) Рв.ок ! Р .и Рк Рк В уравнении (!0.75) перейдем к новым переменным подстаноькой р=йк, получим --Т„Г,му+ !(Т, + Т,) и+ 1+ К'е ку = О.
Границу устойчивости оудем строить в плоскости параме тров К' и ккр. Запишем последнее уравнение в показательной форме для границы устойчивости г. у )Й(йм) (е'тои ==К"'Уе ' '"У где (7с(1ы) ! и а(кй -- модуль и фаза вектора; Ц(пм)===Т Т ы- — г(7 + 7 )ы — -1 ! К (Ра) ! = )У (Т,.т„~з-- 1)-+ (. (Тк+ Т„) )-; р (ю) = — агс!и . Орк+ Тм) ткумм + ! К" У =- 1У'727т,„к .! (7а + 7а„,к).! 1 17 +тм "ку м ОекТмму + 1 (10.7'.! ' Задавшись различными значениями ы прн постоянных Т, и 7', по уравнению (10.79) строим границы устойчивости (рис.
10.3!). При других значениях 7к и Тм граница устой чивости переместится, направление смещения можно опрсдс лить следующим образом. Из уравнений (!0.38) видно, что при частоте м"- 1 фаза 'шстотиой характсристшл1 имеет зна1енн. у кум Р( )=- + 472 Следовательно, для границы устойчивости можно запи сить два уравнения: !Я(уы) ! ==. К"'У; ) (10.781 к (ш) .=.. — -.,',;,укх Решив последние уравнюшн относительно заданных пар:- метров, пол)чпм: Следовательно, для характерной частоты и" время преобразования и коэффициент усиления на границе устойчивости определяются следующим образом: Ги и- Ги )'т т ! ~'1' Г 9 При увеличении постоянных времени то~1ки, соответствующая вт'", переместится вверх влево, т.
е. область устойчивости расширится. т +т т тз„т„~ Рис. 10Л1. Граиииа устойчивости Х4 Анализ графика (рпс. !0.3!) показывает. что для повышения устойчивости работы двигательной установки прн заданных постоянных времени камеры двигателя и магистралей необходимо: — уменыпать время преобразования жидкого топлива в продукты горения (тир); — умепыпать коэффициент усиления разомкнутой системы К' Коэффициент усиления (10.76) зависит от перепада дав- лениЯ иа фоРсУпках ЛРы котоРый пРопоР1шоиалеп отношс- па нию —. Ри Следовательно, чтобы рас1цирить область устойчивой работы, иеооходимо увечичииатть перепад давления па форсунках.
Таким образом, мы пришли к тому укс выводу, который ,был сделан вначале из других соображений. ГЛАВА Х1 ЗАПУСК ДВИГАТЕЛЬНЫХ УСТАНОВОК й 11.!. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ЗАПУСКА Запуск двигательной установки является наиболее отвегствеиным динамическим режимом работы, во время которо1т параметры рабочего процесса бъ р.„., п и др.
изменяютс; в сцироких пределах от нуля до поминаю цых значе1ги; изменение параметров 11!юнсходкт очень быстро, вследстгни чего трудно, а ипо1да невозможно воздействовать на процес~ запуска. Во время запуска на ко11струкцию двигателыюи УСГаиОВКИ И РаКЕГЫ ВОЗДЕйСтВУЮГ РаЗЗП1НЫЕ ДннаМИЧССКИг нагрузки, к которым относятся тепловой удар, давление и ускорения.
Этим можно объяснить тот факт, что напбол1,п1е~ количество отказов н аварий двигательной установки появля ется во время запуска. На рис, !!.! показан качественный график отиосительнои доли отказов во время работы, где и, — количество отказов за единицу времени; и — сумма всех отказов за время ра. боты. Характер изменения параметров во времени при запуск зависит от многих причин, основными из которых являются. схема двигательной установки, тип топлива и циклограмм„ срабатыва1гпя злсмснтов автоматики и агрегатов. В процессе конструирования и отработки двигательной установки расчетным и опытным путем устанавливаются та Каа ВЗаИМОСВЯЗЬ МЕЖДУ ОтДСЛЬПЬОП1 аГРЕГатаМИ И ИХ ВРЕМс нное функционирование, которые обеспечивают безаварнйнь:и запуск и заданный закон изменения параметров.
Весь процесс запуска условно можно разделить на два пс риода: воспламенение топлива, поданного в камеру сгоран1.1 н газогенератор, и выход двигательной установки на режим номинальных параметров. Для безаварийного запуска необходимо обеспечить надежное воспламенение топлива, а таки.с такое изменение параметров (в основном- давлсння в кам рс сгорания и газогенераторе) но времени, которое не приг '- 474 дило бы к болыпим перегрузкам, действующим на конструкцию, и взрывам. Проне с запмс(ся и шипастся с открыт(тя топливных клапанов >уомноиситы гоп.(нва под действием снл давления насосов или гпдростатичесьих сил подаются в камеру двигателя с большимп скоростями н в значительных количествах.
Гели пе отработано носил.(менепие, то может произойти выброс (сот(понентов топлива из камеры без воспламенения илп, пяоборог, воспламенение со взрывом. Поэтому в камере двигателя дол>к«и создаваться мощпыи источник тепла, способный зажечь движущееся топливо. Температура воспламенения а паров топлива, нр(!т(еняех(ого в ЯРД, обычно пе мепсс: 300" (: (13~ Такая температура может д(>- стн!'ать«я (>азлк'(ныт(и мсто;(ими. В том случае, когда примы((потея самовоспламсншоп(псщ! ков(ш>- ненты топлива, пе треоуетсл до- полнигельпых источников тепла.
Саз(овоспз(((т(еия(о(циеся ком- рис. ((д, зависимость ом>осипоненты топ.п(ва при обычных толы(ого числа отказов от ив«- температурах реагируют при кон- и'ии ввво™ такте в жидкой фазе с выделением тепла, в результате чего обеспечивается разогрев н воспламенение Такой вид воспламенения называется химическим.
ёесамовоспламеня(ощиеся компоненты топлива треб>к>г для испарения и воспламенения подвода (епла от внешнего источника. Воспламенение топ (ива '. впеп(ппм подводом тепла назывяегся термическим. Термическое воспламенение характеризуется минимальной температурой, при которой развивается процесс воспла. менения, и периодом задержки. Период задержки воспламенения определяется временем от момента вг(р! (скт! топлива и зону горения до момента появления пламени. Воспламенение топлива осучпествляется созданием местной зоны гор(очего газа, температура которого превышает температуру воспламенения паров топлива.
Зону горячего газа с высокой температурой можно создать, и«полоз>п следующие методы: — пирот«хин (ес(я)е важи! аннщ — - электрическое за кита(пщ; — зажигание с помопп ю самовоспламеняющихся компонентов тои,(ниа. Пирот«хин некос >щ.кпгяпи«осу(нсствлястся созданием в 'камере «г>!ряппи очага горения пирот«хинт(еского ~остава. 473> Электрическое зажигаппс производится электрической искрой прп разряде плн пака.шиной нрово.1очкой.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
