В.Б. Сапожников, В.И. Крылов, Ю.М. Новиков, Д.А. Ягодников
12
Для моделирования полей массовых сил при испытаниях КФР
используют кинематические модели КА или других орбитальных
средств (см. рис. 4). В сочетании со стендами невесомости кинемати-
ческие модели используются для проведения испытаний по опреде-
лению удерживающей способности КФР при перепаде динамическо-
го давления. Кроме того, кинематические модели позволяют обеспе-
чить подобие совокупности ускорений, воздействующих на натурные
баки и их модели, и смоделировать процесс опорожнения бака.
Соотношения, которые необходимо использовать для обеспече-
ния условий приближенного подобия при моделировании внутриба-
ковых гидродинамических процессов, сопровождающих функциони-
рование КФР на основе КПСМ, в процессе контрольных испытаний,
можно записать в следующем виде (индексом «м» обозначен модель-
ный параметр, индексом «н» — натурный) [2].
1. Определение удерживающей способности КФР при перепаде
статического давления (действующее на топливо ускорение поля
массовых сил постоянно во времени по величине и направлению,
расход компонентов топлива из баков отсутствует). Определяющим
критерием подобия является число Бонда
2
Bo
,
al
ρ=
σ
где
ρ
— плот-
ность жидкости, кг/м
3
;
a
— ускорение поля массовых сил;
l
— харак-
терный геометрический размер, м; σ — коэффициент поверхностного
натяжения на границе раздела газ — жидкость — материал КФР,
Н/м. Для моделей топливных баков, оснащенных КФР на основе
натурных образцов КПСМ, используют так называемый модифици-
рованный вид числа Бонда
б экв
*
Bo
,
al d
ρ=
σ
где
б
l
— характерный
размер бака, м;
экв
d
— эквивалентный капиллярный диаметр образца
КПСМ. При проведении испытания в условиях действия силы при-
тяжения Земли
м
(
a
=
9,81 м/с
2
) условие приближенного подобия
*
Bo idem
=
примет вид
м
н м
н
н
н м
0,10
.
2
l
a
l
ρ σ
=
σ ρ
(5)
2. Определение удерживающей способности КФР при перепаде
динамического давления (действующее на топливо ускорение поля
массовых сил переменно во времени по величине и направлению, за-
кон изменения во времени величины и направления ускорения поля
массовых сил задан, расход компонентов топлива из баков отсут-
ствует). Определяющими критериями подобия являются число Бонда
2
Bo
,
al
ρ=
σ
модифицированное число Рейнольдса
*
Re
atl
=
ν
и число
