Фундаментальные соотношения как основа математической модели объединенной двигательной установки МКС

Инженерный журнал: наука и инновации

# 7·2016 1

УДК 629.78 DOI 10.18698/2308-6033-2016-07-1509

Фундаментальные соотношения

как основа математической модели

объединенной двигательной установки МКС

ОАО «РКК Энергия им. С.П. Королева», г. Королев, Московская обл., 141362, Россия

Объединенная двигательная установка Международной космической станции

(ОДУ МКС) состоит из значительного числа элементов. Нарушения работоспо-

собности ОДУ могут быть критичными для жизнеспособности МКС. Для реше-

ния задачи моделирования и исследования процессов перераспределения жидко-

стей и газов между емкостями при работах с ОДУ предложена математическая

модель системы. Выполнены числовые расчеты для модельной системы, состоя-

щей из трех баков. В качестве модельной жидкости выбрана вода, в качестве газа

вытеснения — молекулярный азот. Задавали начальные давления газа наддува и

объемы жидкости во всех баках. Цель расчета — верификация соотношений мо-

дели. Результаты расчета показали адекватность и непротиворечивость приня-

той модели. Направления процессов соответствуют представлениям о закономер-

ностях изменения состояния рассматриваемой системы. Полученные соотношения

могут быть использованы при разработке математической модели пневмогидроси-

стем ОДУ, позволяющей прогнозировать и анализировать процессы при работах по

управлению ОДУ.

Ключевые слова:

объединенная двигательная установка, пневмогидравлическая

система, моделирование перераспределения жидкостей, математическая модель,

анализ работы системы.

Объединенная двигательная установка Международной космиче-

ской станции (ОДУ МКС) как пневмогидравлическая система пред-

ставляет собой комплекс, состоящий из большого числа баков, маги-

стралей, компрессоров, арматуры и жидкостных ракетных двигате-

лей, различным образом соединенных между собой. Баки имеют

сложную конструкцию с разделением жидкостной и газовой поло-

стей сильфоном. Нарушения работоспособности ОДУ могут быть

критичными для жизнеспособности МКС. Даже при невысоких пере-

падах давлений на элементы конструкции баков действуют значи-

тельные силовые нагрузки. Аварии, вызванные неверным прогнози-

рованием направления движения компонентов, могут иметь ката-

строфические последствия. В связи с чем задача моделирования и

исследования процессов перераспределения жидкостей и газов меж-

ду емкостями при планировании и выполнении полетных операций с

системой ОДУ является актуальной. Для решения этой задачи на

первом этапе предложена математическая модель системы.