С использованием современных компьютерных средств конечно-элементного анализа проведено математическое моделирование пространственных колебаний жидкости в цилиндрическом баке. На основе результатов моделирования установлено влияние демпфирования колебаний жидкости в баке и частоты вынужденных продольных вибраций конструкции бака на амплитуды колебаний давления жидкости в баке, определены зависимости амплитуд колебаний давления жидкости на днище бака от параметров продольных вибраций конструкции бака. С помощью этих расчетных зависимостей могут быть уточнены математические модели продольных колебаний жидкостных ракет-носителей.Определение параметров собственных колебаний верхней ступени жидкостной ракеты-носителя (РН) является важной задачей, решение которой необходимо для проведения теоретического анализа устойчивости верхней ступени РН по отношению к ее упругим продольным и поперечным колебаниям. Современные верхние ступени жидкостных РН представляют собой сложные оболочечные конструкции с жидкостью, а двигатели верхних ступеней имеют систему управления вектором тяги для поддержания и коррекции движения ступеней. Управление тягой обеспечивается, в частности, маршевыми жидкостными ракетными двигателями (ЖРД) в карданном подвесе. В этой связи практический интерес представляет анализ влияния угловых колебаний ЖРД в карданном подвесе на параметры упругих колебаний конструкции верхней ступени РН. Для его выполнения разработана линейная математическая модель, описывающая пространственные колебания верхней ступени жидкостной РН с топливным отсеком сферо-конической конфигурации и маршевым ЖРД в карданном подвесе. При разработке модели использовались метод конечных элементов и современные средства компьютерного проектирования и анализа САЕ-систем, что позволило учесть конструктивные особенности ступени. На основе разработанной модели вычислены параметры собственных колебаний системы "конструкция верхней ступени с маршевым ЖРД в карданном подвесе - жидкое топливо в баках". Определены ее доминирующие моды, обусловленные угловыми колебаниями ЖРД, упругими продольными и поперечными колебаниям конструкции ступени (в том числе продольными колебаниями конструкции топливного отсека, космического аппарата и ЖРД). Показано, что учет угловых колебаний маршевого ЖРД может привести к заметному изменению параметров продольных колебаний исследуемой системы в частотном диапазоне изменения собственных частот колебаний жидкости в системе питания двигателя (30 - 100 Гц). Эти изменения влияют на выбор доминирующих продольных мод системы, которые используются при математическом моделировании продольных колебаний жидкостных РН и анализе продольной устойчивости их верхних ступеней.

  Повний текст PDF - 634.98 Kb    Зміст випуску     Цитування публікації

  Якщо, ви не знайшли інформацію про автора(ів) публікації, маєте бажання виправити або відобразити більш докладну інформацію про науковців України запрошуємо заповнити "Анкету науковця"