Стр. 4 - М.И. Дьяченко, А.Н. Темнов - Проблемы динамики перераспределения топлива в крупногабаритных ракетнокосмических объектах

пассивными (под действием разности гидравлических столбов компо-

нентов в баках). В условиях невесомости перераспределение топлива

между баками двигательной установки КА может быть осуществлено

с использованием упругих свойств сильфонных разделителей.

Особенности динамики РН пакетной компоновки

. Ракеты-

носители пакетной схемы компоновки, как правило, имеют большое

число баков с жидким топливом, расположенных в центральном и

боковых модулях. Динамические схемы РН пакетной компоновки ока-

зываются более сложными по сравнению с аналогичными ракетами

тандемной схемы по следующим причинам:

а) взаимозависимость параметров движения в продольном напра-

влении с параметрами, характеризующими динамику носителя в плос-

костях тангажа, рысканья и крена;

б) наличие более плотного спектра в низкочастотной области

вследствие влияния боковых модулей и межмодульных транспортных

магистралей.

Математическая модель возмущенного движения РН на активном

участке траектории управляется линеаризованной системой диффе-

ренциальных уравнений, которые могут быть разделены на несколько

подгрупп. Одна подгруппа соответствует движению РН как абсолютно

твердого тела с затвердевшим топливом, другая — движению с учетом

подвижности жидкого топлива в абсолютно твердом теле. Третья под-

группа описывает движения, связанные с упругостью корпуса, четвер-

тая содержит коэффициенты и переменные, характеризующие упру-

гую подвеску поворотных двигателей. Последняя (пятая) подгруппа

описывает колебания тяги ДУ.

Анализ уравнений возмущенного движения показывает, что при

исследовании динамики РН пакетной схемы существенным моментом

является взаимосвязь колебаний контура “корпус–двигатель” с пле-

сканием топлива в баках боковых модулей, изгибными колебаниями

корпуса и динамикой поворотных двигателей. Это, например, может

означать, что изменение частоты топливных магистралей для обеспе-

чения устойчивости на частотах продольных колебаний может вызвать

неустойчивость колебаний жидкого топлива.

При рассмотрении вопросов динамики РН с сильной взаимной свя-

зью продольных и поперечных колебаний реализация технических ре-

шений, используемых в тандемной схеме, требует тщательного анали-

за фазовых и амплитудных соотношений между условиями устойчиво-

сти в плоскостях стабилизации и продольном направлении. Установка

в расходную магистраль демпфера (гидроаккумулятора) может при-

вести к увеличению динамического коэффициента усиления в плос-

костях стабилизации и, как следствие, к невозможности с помощью

автомата стабилизации справиться с дополнительным возмущением в

совместном продольно-поперечном канале стабилизации.

ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2012

167