Для осуществления программных перемещений в пространстве космические ступени жидкостных ракет-носителей (РН) оснащаются маршевыми двигателями многократного включения. Во время полета космической ступени после остановки ее маршевого двигателя жидкое топливо в баке в условиях микрогравитации по инерции перемещается вверх, максимально отдаляясь от заборного устройства, что создает потенциальную возможность проникновения газа наддува на вход в двигатель в количествах, недопустимых для повторного запуска двигателя. В связи с этим определение параметров движения жидкости в топливных баках в условиях микрогравитации является актуальной задачей, требующей своего решения при проектировании жидкостных ракетных двигательных установок. Разработана методика для теоретического определения параметров движения границы раздела сред "газ - жидкость" в полостях топливных баков современных космических ступеней жидкостных РН в условиях микрогравитации (в период между запуском и остановом их маршевых двигателей) с учетом конструктивных особенностей внутрибаковых устройств обеспечения сплошности жидких компонентов топлива. Методика основана на использовании метода конечных элементов, метода объема жидкости и современных компьютерных средств конечно-элементного анализа (CAE-систем). Она позволяет определять на пассивном участке полета космической PH параметры движения и формы свободной поверхности жидкости в баке, параметры формирующихся свободных газовых включений, эффективность внутрибаковых средств обеспечения сплошности компонентов топлива при "штатном" функционировании двигательной установки космической ступени. Применительно к условиям движения экспериментального образца топливного бака с жидкостью в "бросковой башне", воспроизводящей явление микрогравитации, выполнено численное моделирование движения жидкости в цилиндрическом баке с учетом деформации ее свободной поверхности. Полученные в результате моделирования значения параметров движения жидкости и границы раздела сред "газ - жидкость" согласуются с экспериментальными данными. Использование разработанного методического обеспечения позволит сократить объем экспериментальной отработки новых и модернизируемых космических ступеней РН.

  Повний текст PDF - 705.953 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"