Экспериментальная оценка невырабатываемых остатков топлива в баках c внутрибаковыми устройствами капиллярного типа для двигательных установок космических аппаратов
Авторы: Сапожников В.Б., Полянский А.Р., Корольков А.В., Константинов С.Б., Александров Л.Г.
Опубликовано в выпуске: #12(96)/2019
DOI: 10.18698/2308-6033-2019-12-1941
Раздел: Авиационная и ракетно-космическая техника | Рубрика: Тепловые, электроракетные двигатели и энергоустановки летательных аппаратов
Исследованы процессы опорожнения топливных баков с внутрибаковыми устройствами капиллярного типа, установленных на жидкостных ракетных двигательных установках космических аппаратов. Представлены результаты экспериментальных исследований этих процессов на заключительных этапах свободного (невозмущенного) полета. На основании анализа процесса опорожнения сформирована структура безразмерных комплексов, определяющих зависимость невырабатываемых остатков топлива от физических свойств топлива и параметров внутрибаковых устройств капиллярного типа. Экспериментальные исследования проводились на башне невесомости, реализующей условия пониженной весомости при свободном падении испытываемого оборудования. Результаты проведенных экспериментальных исследований показали, что основным критерием, определяющим величину невырабатываемых остатков топлива, является число Фруда. Получено критериальное уравнение для определения объема невырабатываемых остатков топлива. Установлено, что влияние вязкости и поверхностного натяжения топлива на величину невырабатываемых остатков начинает сказываться при значениях чисел Фруда, превышающих 104.
Литература
[1] Корольков А.В., Партола И.С., Сапожников В.Б. Теоретические основы разработки и экспериментальной отработки капиллярных заборных устройств с минимальными остатками топлива. Сб. «Научно-технические разработки ОКБ-23 – КБ «Салют». Москва, Воздушный транспорт, 2006, с. 313–319.
[2] Корольков А.В., Меньшиков В.А., Партола И.С., Сапожников В.Б. Математическая модель капилярно-заборных устройств торового топ-ливного бака. Лесной вестник, 2007, № 2 (51), с. 35–40.
[3] Сапожников В.Б., Гришко Я.П., Корольков А.В., Большаков В.А., Новиков Ю.М., Константинов С.Б., Мартынов М.Б. Применение комбинированных пористо-сетчатых материалов в конструкции внутрибаковых устройств двигательных установок космических аппаратов, верхних ступеней ракет-носителей и разгонных блоков. Вестник Сибирского государственного аэрокосмического университета им. М.Ф. Решетнева, 2011, вып. 3 (36), с. 122–126.
[4] Корольков А.В., Сапожников В.Б. Расчетно-теоретическая и экспериментальная оценка работоспособности комбинированных пористо-сетчатых материалов в качестве капиллярных заборных устройств топливных баков жидкостных ракетных двигательных установок. 11-я Междунар. конф. «Авиация и космонавтика – 2012». Москва, 13–15 ноября 2012 г. Тез. докл. Санкт-Петербург, Мастерская печати, 2012, с. 220–221.
[5] Александров А.А., Хартов В.В., Новиков Ю.М., Крылов В.И., Ягодников Д.А. Современное состояние и перспективы разработки капиллярных топливозаборных устройств из комбинированных пористо-сетчатых материалов для космических аппаратов с длительным сроком активного существования. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Машиностроение, 2015, № 6 (105), с. 130–142.
[6] Авраамов Н.И., Корольков А.В., Маслов В. А., Сапожников В.Б. Математическая модель комбинированного пористо-сетчатого материала как фазоразделителя. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Машиностроение, 2019, № 3 , с. 4–16.
[7] Сапожников В.Б., Меньшиков В.А., Партола И.С., Корольков А.В. Развитие идей профессора В.М. Поляева по применению пористо-сетчатых материалов для внутрибаковых устройств, обеспечивающих многократный запуск жидкостных ракетных двигателей. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Машиностроение, 2006, вып. 2 (63), с. 78–88.
[8] Сапожников В.Б., Корольков А.В. Отделение газа от жидкости в потоке газожидкостной смеси в условиях невесомости с помощью комбинированных пористо-сетчатых материалов. Современная наука: исследования, идеи, результаты, технологии, 2014, № 1 (14), с. 60–65.
[9] Варгафтик Н.Б. Справочник по теплофизическим свойствам газов и жидкостей. 2-е изд. Москва, Наука, 1972, 720 с.
[10] Беляев Н.М. Расчет пневмогидравлических систем ракет. Москва, Машиностроение, 1983, 219 с.