МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ И АНАЛИЗ УСТОЙЧИВОСТИ НИЗКОЧАСТОТНЫХ ПРОЦЕССОВ В МАРШЕВОМ ЖРД С ДОЖИГАНИЕМ ГЕНЕРАТОРНОГО ГАЗА

Autor: Pilipenko, O.V., Prokopchuk, O.O., Dolgopolov, S.I., Khoriak, N.V., Nikolayev, O.D., Pisarenko, V.Yu., Kovalenko, V.N.
Jazyk: ukrajinština
Rok vydání: 2017
Předmět:
Zdroj: Herald of Aeroenginebuilding; № 2 (2017): Herald of aeroenginebuilding
Вестник двигателестроения; № 2 (2017): Вестник двигателестроения
Вісник двигунобудування; № 2 (2017): Вісник двигунобудування
ISSN: 1727-0219
Popis: Рассмотрены возможные причины потери устойчивости низкочастотных (до 50Гц) динамических процессов в жидкостных ракетных двигателях (ЖРД) с дожиганием генераторного газа. Показано, что для теоретического определения устойчивости ЖРД и выяснения природы его низкочастотных колебаний необходимо исследовать многосвязную динамическую систему «питающие магистрали — ЖРД». Изложен подход к решению этой задачи в линейной постановке, основанный на расчете спектра матрицы, представляющей собой оператор линейной динамической системы «питающие магистрали — ЖРД» и декомпозиции этой системы. Выполнено математическое моделирование низкочастотной динамики жидкостной ракетной двигательной установки (ЖРДУ), включающей перспективный маршевый ЖРД с дожиганием окислительного генераторного газа. Установлено, что исследуемая ЖРДУ устойчива. Показано, что учет кавитационных явлений в насосах ЖРД привел к существенному уменьшению собственных частот и декрементов колебаний жидкости в линиях питания окислителем и горючим. Определено, что низкочастотные динамические процессы в регуляторе расхода характеризуются относительно большими декрементами колебаний. Установлено, что исследуемая динамическая система чувствительна к значению времени пребывания газа в газогенераторе.
Possible reasons for the loss of stability of low-frequency (up to 50 Hz) dynamic processes in staged liquid-propellant rocket engines (LRE) are considered. It is shown that the theoretical determination of the LRE stability and clarify the nature of its low-frequency oscillations is necessary to investigate the midtilinked dynamic system «feed lines - LRE». An approach to the solution of this problem is presented in linear formulation. The approach is based on the calculation of the spectrum of the matrix, which is an operator of the linear dynamic system «feed lines - LRE» and the decomposition of this system. The mathematical modeling of the low- frequency dynamics of the liquid rocket propulsion system inclusive the perspective staged LRE in an oxidizer rich combustion cycle. The investigated liquid rocket engine is stable. It is shown that taking into account cavitation phenomena in the LRE pumps led to a significant decrease in natural frequencies and decrements offluid oscillations in the LRE feed lines. The low-frequency dynamic processes in the flow regulator are characterized by large decrements of oscillations. The dynamical system under investigation is sensitive to the value of the gas time delays in the gas generator.
Databáze: OpenAIRE
Externí odkaz: