Математична модель системи наддування паливних баків з урахуванням теплообміну
Ключові слова:
система наддуву, паливний бак, математична модель, ракета-носійАнотація
Система наддуву паливних баків ракети-носія призначена для підтримки надлишкового тиску в газовій подушці баків згідно з розрахунковою залежністю, визначеною вимогами до подачі компонентів палива і конструкцією бака. Для досягнення цього необхідно узгодити роботу всіх елементів системи наддуву. У цьому дослідженні розглядається система, що складається з одного високотискового судини, газового редуктора, паливного бака і з’єднувальної лінії. Для підтримки надлишкового тиску в газовій подушці бака подається наддувний газ, витрата якого залежить від параметрів у високотисковому судині. Надлишковий тиск у газовій подушці забезпечує рівномірний потік компонента до насосів або камери згоряння. Такі елементи, як газовий редуктор і газова магістраль, розглядаються як єдиний канал з еквівалентною витратою. На основі цієї системи сформульовано завдання, де елементи знаходяться в різних умовах. Проблема вимагає визначення зміни витрати компонента на виході з системи. Метою дослідження було розробити математичну модель такої системи. Запропонована математична модель включає систему звичайних диференціальних рівнянь для високотискового судини та паливного бака, отриманих із законів збереження маси, енергії та рівняння стану для наддувного газу. Робота газового редуктора розглядалася з можливістю зміни площі перетину отвору для витікання газу з часом. Проведено моделювання роботи модельної системи наддуву. Було встановлено, що при постійній площі перетину газової лінії відхилення масової витрати паливного компонента під час спорожнення бака становило 4% від номінального значення. Використання лінійного закону зміни площі зменшило це відхилення до 1%. Загалом результати вказують на те, що запропонований метод розрахунку параметрів у баку є точним і може бути використаний у подальшому проектуванні ракет.
Завантажити
Посилання
Беляев, Н. (1976). Системы наддува топливных баков ракет. Машиностроение.
Saturn V Flight Manual. (1969, 15 серпня). https://www.nasa.gov. https://www.nasa.gov/wp-content/uploads/static/history/afj/ap12fj/pdf/a12_sa507-flightmanual.pdf
Atlas V Launch Services User's Guide. (2013, червень). https://www.ulalaunch.com. https://www.ulalaunch.com/docs/default-source/rockets/atlasvusersguide2010.pdf
Delta IV Launch Services User’s Guide. (2013, червень). https://www.ulalaunch.com. https://www.ulalaunch.com/docs/default-source/rockets/delta-iv-user's-guide.pdf
Gemini launch vehicle. (1964, січень). https://ntrs.nasa.gov. https://ntrs.nasa.gov/api/citations/19720063749/downloads/19720063749.pdf
Исаченко, В., Осипова, В., & Сукомел, А. (1965). Теплопередача (6-те вид.). Энергия.
Абрамович, Г (1991). Прикладная газовая динамика. Наука
Идельчик, И. (1992). Справочник по гидравлическим сопро-тивлениям (3-е издание). Машиностроение.
Завантаження
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2024 Віталій Алєксєєнко, Валерій Бучарський (Автор)
Ця робота ліцензується відповідно до ліцензії Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Всі статті, опубліковані в журналі Challenges and Issues of Modern Science, ліцензовані за ліцензією Creative Commons Attribution 4.0 International (CC BY). Це означає, що ви можете:
- Поширювати, копіювати та передавати статтю
- Адаптувати, реміксувати та створювати похідні роботи на основі статті
за умови, що ви надаєте належне посилання на оригінальну роботу, вказуєте ім'я авторів, назву статті, журнал та наявність ліцензії CC BY. Будь-яке використання матеріалів не повинно припускати схвалення авторами або журналом використаного матеріалу.
