Оценка расходной характеристики системы сброса рабочего тела наддува из аккумуляторов давления на заключительном этапе полёта разгонного блока
Автор: Диесперов Николай Вадимович
Журнал: Космическая техника и технологии @ktt-energia
Рубрика: Проектирование, конструкция и производство летательных аппаратов
Статья в выпуске: 3 (38), 2022 года.
Бесплатный доступ
Предложена расчётная математическая модель (и, соответственно, разработано программное обеспечение) для оценки расходной характеристики системы сброса рабочего тела наддува из сообщающихся аккумуляторов давления (шаробаллонов) на заключительном этапе полёта после отделения полезной нагрузки и перед затоплением разгонного блока. Предложенная расчётная модель учитывает перетекание рабочего тела наддува из одного шаробаллона в другой и выравнивание параметров в шаробаллонах в процессе сброса. В работе актуализированы подходы для расчёта критического истечения из магистралей, расчёта коэффициентов скорости и некоторых газодинамических функций, а также записи уравнения состояния для шаробаллонов. По результатам работы с помощью представленной модели были построены расходные характеристики системы сброса. Полученная модель может использоваться для предварительных инженерных оценок на различных этапах проектирования изделий ракетно-космической техники.
Математическая модель, аккумулятор давления, шаробаллон, расходная характеристика, дренирование, рабочее тело, циклограмма, критическое истечение, коэффициенты скорости
Короткий адрес: https://sciup.org/143179293
IDR: 143179293 | УДК: 621.43.044.7
Characterizing flow rate of the system for pressurant venting from pressure accumulators during the final phase of an upper stage flight
A math model has been proposed (and, accordingly, the software has been developed) for characterizing the flow rate of the system for venting the pressurant from connecting pressure accumulators (spherical tanks) during the final phase of flight after payload separation and prior to de-orbiting of the upper stage. The proposed computational model takes into account the flow of pressurant from one spherical tank to the other and equalization of parameters in spherical tanks during venting. The paper updates approaches to computations of critical flow from lines, computations of velocity factors and certain gas-dynamic functions, as well as writing the equation of state for spherical tanks. Based on the results of this work, the venting system flow rate was characterized using the presented model. The model can be used for preliminary engineering evaluations during various phases of the rocket and space hardware design cycle.
Список литературы Оценка расходной характеристики системы сброса рабочего тела наддува из аккумуляторов давления на заключительном этапе полёта разгонного блока
- Федоров В.И. Исследование тепломассообмена в баках кислородноводородных ракет-носителей во время работы двигательной установки // Известия РАН. Энергетика. 2012. № 2. С. 44-53.
- Бершадский В.А., Петров В.И., Соколов Б.А., Туманин Е.Н. Способы регулирования теплового состояния криогенного топлива в баках двигательной установки при предстартовых операциях // Известия РАН. Энергетика. 2017. № 4. С. 95-105.
- Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Гидродинамика. М.: Наука, 1986. 736 с.
- Абрамович Г.Н. Прикладная газовая динамика. М.: Наука, 1969. 824 с.
- Сивухин Д.В. Общий курс физики. Учеб. пос. для вузов. В. 5 т. Т. II. Термодинамика и молекулярная физика. 4-е изд., стер. М.: Физматлит, 2003. 576 с.
- Беляев Н.М. Система наддува топливных баков ракет. М.: Машиностроение, 1976. 336 с.
- Чарный Н.А. Основы газовой динамики. Учеб. для нефт. вузов и факульт. М.: Гостоптехиздат, 1961. 200 с.
- Рабинович Е.З. Гидравлика. М.: Машиностроение, 1963. 408 с.
- Полухин Д.А., Орещенко В.М., Морозов В.А. Отработка пневмогидросистем двигательных установок ракет-носителей и космических аппаратов с ЖРД. М.: Машиностроение, 1987. 248 с.
