Перспективы применения комбинированных пористо-сетчатых материалов в конструкции внутрибаковых устройств двигательных установок космических аппаратов и разгонных блоков
Авторы: Корольков А.В., Полянский А.Р., Сапожников В.Б.
Опубликовано в выпуске: #3(135)/2023
DOI: 10.18698/2308-6033-2023-3-2260
Раздел: Авиационная и ракетно-космическая техника | Рубрика: Тепловые, электроракетные двигатели и энергоустановки летательных аппаратов
Приведены теоретическое и экспериментальное обоснования перспективности применения материалов нового типа — комбинированных пористо-сетчатых материалов (КПСМ) в конструкции внутрибаковых устройств (ВБУ) двигательных установок космических аппаратов и разгонных блоков в целях обеспечения многократного запуска ЖРД в условиях практической невесомости. Показано, что работа КПСМ сопровождается явлениями, отсутствующими при использовании ранее применявшихся для этой цели сетчатых материалов — так называемых сетчатых разделителей. Делается вывод о том, что в настоящее время следует считать целесообразным широкое применение КПСМ в конструкции элементов ВБУ, так как в этом качестве свойства КПСМ заметно превосходят характеристики обычных сетчатых разделителей. В результате эффективность ВБУ на основе КПСМ существенно возрастает, что, в конечном итоге, позволяет свести до минимума невырабатываемые остатки топлива в баках и, тем самым, повысить энергомассовую эффективность летательных аппаратов в целом.
Литература
[1] Багров В.В., Курпатенков А.В., Поляев В.М. и др. Капиллярные системы отбора жидкости из баков космических летательных аппаратов. В.М. Поляев, ред. Москва, УНПЦ «Энергомаш», 1997, 328 с.
[2] ГОСТ 3187–76. Сетки проволочные тканые фильтровые. Технические условия. Москва, Изд-во стандартов, 1976, 7 с.
[3] ГОСТ 6613–86. Сетки проволочные тканые с квадратными ячейками. Технические условия. Москва, Изд-во стандартов, 1986, 12 с.
[4] Давыдов С.А. Численный расчет взаимодействия свободной поверхности жидкости с сетчатой разделительной перегородкой. В сб. научных трудов: «Математическое моделирование в механике жидкости и газа». Днепропетровск, ДГУ, 1992, с. 72–77.
[5] Синельников Ю.И., Третьяков А.Ф., Матурин Н.И., Колесников А.Г., Панов А.Д., Макарочкин В.И. Пористые сетчатые материалы. Москва, Металлургия, 1983, 64 с.
[6] 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, № 2 (63), с. 78–88.
[7] Корольков А.В., Партола И.С., Сапожников В.Б. Теоретические основы разработки и экспериментальной отработки капиллярных заборных устройств с минимальными остатками топлива. В сб.: Научно-технические разработки ОКБ-23 — КБ «Салют». Выпуск 1. Москва, Воздушный транспорт, 2006, с. 313–320.
[8] Корольков А.В., Сапожников В.Б. Расчетная оценка работоспособности внутрибаковых капиллярных заборных устройств при действии отрицательных ускорений. К.Э. Циолковский и будущее космонавтики. Материалы XLVI Научных чтений памяти К.Э. Циолковского: Тезисы докладов. Калуга, 2011, с. 106–107.
[9] Гришко Я.П., Большаков В.А., Константинов С.Б., Корольков А.В., Новиков Ю.М., Мартынов М.Б., Сапожников В.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. Решетнёва, 2011, вып. 3 (36), с. 122–126.
[10] Сапожников В.Б., Крылов В.И., Новиков Ю.М., Ягодников Д.А. Наземная отработка капиллярных фазоразделителей на основе комбинированных пористо-сетчатых материалов для топливных баков жидкостных ракетных двигателей верхних ступеней ракет-носителей, разгонных блоков и космических аппаратов. Инженерный журнал: наука и инновации, 2013, вып. 4. http://dx.doi.org/10.18698/2308-6033-2013-4-707
[11] Корольков А.В., Сапожников В.Б. Отделение газа от жидкости в потоке газожидкостной смеси в условиях невесомости с помощью комбинированных пористо-сетчатых материалов. В сб.: Современная наука: идеи, исследования, результаты, технологии. Выпуск 1 (14). Днепропетровск, «НПВК Триакон», 2014, с. 60–65.
[12] Александров Л.Г., Богданов А.А., Большаков В.А., Константинов С.Б., Новиков Ю.М., Сапожников В.Б. К вопросу разработки ВБУ КТ из КПСМ для КА дальнего космоса: результаты этапа экспериментальной отработки базовой конструкции ВБУ КТ. Ракетно-космические двигательные установки: Сб. материалов Всероссийской научно-технической конференции (Москва, октябрь 2015). МГТУ им. Н.Э. Баумана. Москва, ИИУ МГОУ, 2015, с. 50–58.
[13] 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.
[14] Авраамов Н.И., Лоханов И.В., Новиков А.В., Сапожников В.Б., Ягодников Д.А. Экспериментальное и методическое обеспечение исследования гидродинамических процессов в топливных баках с капиллярными системами отбора криогенных компонентов. Вестник НПО им. С.А. Лавочкина, 2017, № 1 (35), с. 36–42.
[15] Александров Л.Г., Константинов С.Б., Корольков А.В., Сапожников В.Б. Топливный бак с капиллярным внутрибаковым устройством космической двигательной установки. Вестник НПО им. С.А. Лавочкина, 2021, № 4 (54), с. 15–21.
[16] Сапожников В.Б., Полянский А.Р., Корольков А.В. Расчет минимального запаса топлива, находящегося в контакте с внутрибаковым устройством, для обеспечения работы жидкостного ракетного двигателя в условиях невесомости. Инженерный журнал: наука и инновации, 2021, вып. 3. http://dx.doi.org/10.18698/2308-6033-2021-3-2063