ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Устойчивость из "Статика и динамика ракетных двигательных установок Том 2 " На двигательную установку воздействуют различные возмущения внешнего и внутреннего характера. В случае неблагоприятных сочетаний динамических свойств агрегатов эти возмущения могуг привести к неустойчивым режимам работы двигателя. Процесс отработки и эксплуатации двигателей показывает, что причины потери устойчивости разнообразны, но все они связаны с различного рода колебательными.процессами в системах двигателя. [c.81] Неустойчивые режимы работы характеризуются колебаниями параметров рабочего процесса с разной амплитудой и частотой и являются основными причинами возникновения аварийных ситуа-ций двигателя. [c.81] Колебания параметров рабочего процесса вызывают вибрации элементов конструкции, что приводит к поломкам деталей и агрегатов, обрыву трубопроводов, разрушению оболочек и др. отказам. [c.81] Особенно опасны резонансные колебания, которые возникают при совпадении собственных частот механических колебаний элементов конструкции с частотой колебаний параметров рабочего процесса. [c.82] Колебания параметров двигателя классифицируются по различным признакам. Большое распространение имеет классификация колебаний по частоте. [c.82] Высокочастотные колебания представляют собой акустические колебания продольного и поперечного вида. Для их исследования должна применяться нелинейная динамика с учетом акустических эффектов в газовых емкостях и трактах, сложных физико-химических процессов горения и др. факторов. [c.82] Ввиду того, что в данной книге принята линейная динамическая модель, которая в общем не приемлема для высокочастотных колебаний, то в дальнейшем вопросы устойчивости рассматриваются применительно к низкочастотным колебаниям. [c.82] Низкочастотные колебания первого вида (общедвигательные) вызываются разнообразными причинами, основными из которых являются кавитация в насосах, колебания в контурах систем регулирования и колебаниями в системе корпус ракеты — двигатель. [c.82] В современных двигателях для подачи компонентов топлива из баков в камеру и газогенератор применяются шнекоцентробежные насосы. В шнекоцентробежщом насосе областью минимального давления является проточная часть шнека, поэтому, как показал опыт, в шнеках практически всегда имеет место кавитация, которая вызывает колебания в системе. [c.82] Колебания возникают потому, что кавитационная каверна загромождает пространство между лопатками шнека и, в свою очередь, вызывает падение давления во входной части шнека. С другой стороны, величина кавитационной каверны определяется скоростью жидкости, которая зависит от давления. [c.82] Таким образом, создается положительная обратная связь, приводящая к возникновению колебаний. [c.82] Результаты теоретических и экспериментальных исследований показали, что частота и амплитуда кавитационных колебаний зависят от частоты вращения колеса насоса и величины давления на входе в насос, рис. 2.13. [c.82] Корпус ракеты является упругой системой, в которой при определенных условиях могут возникать колебания [17, 31]. Колебания корпуса ракеты вызывают колебания жидкости в баках, магистралях и на входе в насосы, а последние — колебания давления в камере (тяги). [c.82] Колебания тяги вызывают, в свою очередь, колебания упругого корпуса. [c.83] Таким образом, существует обратная связь между колебаниями корпуса и тягой двигателя. Как корпус ракеты, так и жидкость, находящаяся в магистралях, имеют собственную частоту колебаний. Собственная частота колебаний корпуса ракеты изменяется во времени. [c.83] На рис. 2.14 представлена зависимость относительной собственной частоты колебаний корпуса ракеты от относительного времен 1. В случае совпадения собственной частоты колебаний корпуса ракеты с собственной частотой колебания жидкости в магистрали возникает резонанс, который вызывает увеличение апмлитуды колебаний давления перед насосами, тяги и продольных колебаний корпуса. [c.83] Колебания в двигателе могут возникнуть и при отсутствии внеш него воздействия (кавитация, колебания упругого корпуса). Такие колебания образуются в камере и газогенераторе двигателя вследствие взаимодействия процессов смесеобразования и горения с колебаниями давления в газовой емкости. [c.83] В любом автоколебательном контуре имеются следующие элементы колебательное звено, источник энергии и обратная связь. [c.83] Для возникновения колебаний необходима энергия, которую подает обратная связь колебательному звену в нужной фазе, этим компенсируется потеря энергии колебаний путем диссипации. [c.83] В зависимости от вида обратной связи могут быть два механизма возникновения колебаний. [c.83] Вернуться к основной статье