Инженерная методика оценки поведения основных внутрибаковых параметров двигательных установок ракет-носителей в условиях полета
Авторы: Диесперов Н.В., Полянский А.Р., Сапожников В.Б.
Опубликовано в выпуске: #8(176)/2026
Раздел: Авиационная и ракетно-космическая техника | Рубрика: Тепловые, электроракетные двигатели и энергоустановки летательных аппаратов
Предложена инженерная методика на основе расчетной математической модели для оценки изменения внутрибаковых параметров по циклограмме полета в топливных баках перспективных ракет-носителей. Рассмотрен упрощенный подход к моделированию внутрибаковых процессов на основе расчетной модели с сосредоточенными параметрами, в рамках которой предполагается, что в каждый момент времени термодинамические параметры в каждой точке газовой полости бака одинаковы. Кроме того, сложная физика взаимодействия струи газа наддува из газовода с поверхностью компонента топлива заменена осредненными значениями коэффициента теплоотдачи и расхода испарения, полученными в ходе состоявшихся ранее испытаний. Система уравнений газовой динамики дополнена алгоритмом наддува, реализованным в рамках системы измерения давления в газовой полости бака. На основании рассматриваемой в работе математической модели построены прогнозные значения поведения некоторых внутрибаковых параметров топливных баков и выполнено их сопоставление с данными летных испытаний, т. е. проведена верификация предложенной математической модели по данным телеметрии, полученным в ходе испытаний. Актуальность работы обусловлена необходимостью быстрого получения предварительных инженерных оценок внутрибаковых параметров и характеристик системы ПГСП при организации разработок по созданию новых перспективных ракет-носителей.
EDN KCFHAX
Литература
[1] Диесперов Н.В., Полянский А.Р., Сапожников В.Б. Моделирование процесса заполнения топливных магистралей жидкостных ракетных двигательных установок разгонных блоков в условиях полета. Инженерный журнал: наука и инновации, 2024, вып. 10. EDN FRLIXS
[2] Медведев А.А. Инновационные подходы при создании ракетно-космической техники. Унификация как проектный параметр управления эффективностью: Монография. 2-е изд. Москва, Изд-во «Доброе слово и Ко», 2020, 398 с.
[3] Мухамедов Л.П. Основы проектирования транспортных космических систем. Москва, Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2018, 265 с.
[4] Бершадский В.А., Петров В.И., Соколов Б.А., Туманин Е.Н. Способы регулирования теплового состояния криогенного топлива в баках двигательной установки при предстартовых операциях. Известия РАН. Энергетика, 2017, № 4, с. 95–105.
[5] Новиков А.В., Ягодников Д.А., Лоханов И.В. и др. Материальное и методическое обеспечение исследования гидродинамических процессов в топливных баках с капиллярными системами отбора криогенных компонентов. Вестник НПО им. С.А. Лавочкина, 2017, № 35/1, с. 36–42.
[6] Лисейкин В.А., Моисеев Н.Ф., Сайдов Г.Г., Фролов О.П.; под ред. В.К. Чванова. Основы теории испытаний. Экспериментальная отработка ракетно-космической техники. Москва, Машиностроение–Полет/Виарт Плюс, 2015, с. 86–84.
[7] Бахвалов Ю.О. Испытания ракетно-космической техники. Введение в специальность. Москва, ООО «АИР», 2015, 228 с.
[8] Кучкин В.Н., Кучкин К.В., Сайдов Г.Г. Теоретические основы разработки испытательного оборудования для ракетно-космической техники. Москва, Машиностроение / Машиностроение–Полет, 2014, 359 с.
[9] Федоров В.И. Исследование тепломассообмена в баках кислородно-водородных ракет-носителей во время работы двигательной установки. Известия РАН. Энергетика, 2012, № 2, с. 44–53.
[10] Сивухин Д.В. Общий курс физики в 5 т. Т II. Термодинамика и молекулярная физика. 4-е изд., стереот. Москва, Физматлит, Изд-во МФТИ, 2003, 576 с.
[11] Абрамович Г.Н. Прикладная газовая динамика. В 2 ч. Ч. 1. Москва, Наука, 1991, 594 с.
[12] Полухин Д.А., Орещенко В.М., Морозов В.А. Отработка пневмогидросистем двигательных установок ракет-носителей и космических аппаратов с ЖРД. Москва, Машиностроение, 1987, 249 с.
[13] Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Гидродинамика. Москва, Физматлит, 2001, 736 с.
[14] Лыков А.В. Тепломассообмен. Москва, Энергия, 1978, 560 с.
[15] Беляев Н.М. Системы наддува топливных баков ракет. Москва, Машиностроение, 1976, 335 с.
[16] Рабинович Е.З. Гидравлика. Москва, Недра, 1974, 296 с.
[17] Чарный Н.А. Основы газовой динамики. Москва, Гостоптехиздат, 1961, 200 с.