Полученные значения служат отправным пунктом для расчета

Реклама
АКТУАЛЬНЫЕ ПРОБЛЕМЫ АВИАЦИИ И КОСМОНАВТИКИ – 2014. Технические науки
Полученные значения служат отправным пунктом
для расчета отклонений энергетических параметров.
Их расчет основан на решении уравнений, определяющих функциональную зависимость величин напора и КПД от исследуемых факторов (геометрических
и режимных параметров насоса). Уравнения отклонений в дифференциальной форме имеют следующий
вид [3]:
2
δH = ±
2
⎛ ∂H D2
⎞ ⎛ ∂H b2
⎞
δD2 ⎟ + ⎜
δb2 ⎟ +…
⎜
⎝ ∂D2 H
⎠ ⎝ ∂b2 H
⎠
2
2
δη = ±
2
⎛ ∂H V
⎞ ⎛ ∂H ω
⎞
+⎜
δV ⎟ + ⎜
δω ⎟ ,
H
H
∂ω
V
∂
⎠
⎝
⎠ ⎝
2
⎛ ∂η D2
⎞ ⎛ ∂η b2
⎞
δD2 ⎟ + ⎜
δb2 ⎟ +…
⎜
⎝ ∂D2 η
⎠ ⎝ ∂b2 η
⎠
2
2
⎛ ∂η V
⎞ ⎛ ∂η ω ⎞
+⎜
δV ⎟ + ⎜
δω ⎟ .
η
V
∂
⎝
⎠ ⎝ ∂ω η ⎠
В процессе расчета отклонений определяются коэффициенты влияния соответствующих факторов на
изменение энергетических характеристик насоса:
∂H D2
∂H b2
∂H ω
AD2 =
, Ab2 =
,…, Aω =
,
∂D2 H
∂b2 H
∂ω H
∂η D2
∂η b2
∂η ω
, Bb2 =
,… , Bω =
.
∂D2 η
∂b2 η
∂ω η
По данным коэффициентам можно судить о степени влияния этих факторов на отклонения энергетических параметров и выделять факторы сильного и слаBD2 =
бого влияния. На этом алгоритм расчета заканчивается.
В дальнейшем планируется осуществить математическую реализацию данного алгоритма в виде программы расчета и провести ее отработку на статистических данных испытаний насосов, находящихся в
серийном производстве. Составленная программа модельных гидродинамических испытаний позволит
рассчитывать отклонения энергетических параметров
насоса с достаточной точностью, не прибегая к самим испытаниям. Таким образом, в будущем количество гидравлических испытаний центробежных насосов можно будет уменьшить, что позволит сократить
технологический цикл производства центробежных
насосов и снизить затраты на их изготовление.
Библиографические ссылки
1. Яременко О. В. Испытания насосов : справ. пособие. М. : Машиностроение, 1976. 225 с.
2. Теория и расчет агрегатов питания жидкостных
ракетных двигателей. 3-е изд., перераб. и доп. М. :
Машиностроение, 1986. 376 с., ил.
3. Технология сборки и испытаний насосов жидкостных ракетных двигателей : учеб. пособие /
М. В. Краев, В. П. Назаров, Л. П. Назарова, Б. Ф. Оратынский ; под общ. ред. проф. М. В. Краева ; Сиб.
аэрокосмич. акад. Красноярск,1993. 104 с.
© Каменюк О. В., Гайнутдинов А. В.,
Останина Н. Г., 2014
УДК 621.45
Е. Д. Коваленко, А. И. Лебедева
Научный руководитель – В. П. Назаров
Сибирский государственный аэрокосмический университет
имени академика М. Ф. Решетнева, Красноярск
ПОВЫШЕНИЕ КАЧЕСТВА ФОРМООБРАЗОВАНИЯ КРИТИЧЕСКОГО СЕЧЕНИЯ
КАМЕРЫ РАКЕТНОГО ДВИГАТЕЛЯ
Рассмотрены основные технологические методы формообразования критического сечения камеры ракетного двигателя методами пластической деформации.
Формообразование критического сечения камеры
является ответственной технологической операцией.
В современных конструкциях используется формообразование методами пластической деформации. Главным преимуществом этих методов является отсутствие остаточных деформаций.
Используются в основном два способа пластической деформации:
− набором жестких пуансонов;
− эластичным пуансоном.
Первый метод заключается в том, что развальцовка производится на гидравлическом прессе или непосредственно гладким коническим пуансоном, который имеет некоторое осевое перемещение.
52
а
б
Блок камеры ракетного двигателя:
а – до начала формообразования критического сечения;
б – после формообразования критического сечения.
1 – наружная оболочка; 2 – внутренняя стенка;
3 – ленты припоя
Секция «ДВИГАТЕЛЬНЫЕ УСТАНОВКИ И СИСТЕМЫ ТЕРМОРЕГУЛИРОВАНИЯ ЛА И КА»
Недостатками данного метода являются:
− неблагоприятное сочетание допусков линейных,
радиальных и угловых размеров сопрягаемых участков внутренней и наружной оболочек камеры;
− большое количество переходов от 7 до 9.
К достоинствами этого метода можно отнести:
− простота оборудования;
− простота расчета.
Метод пластической деформации с использованием эластичного пуансона является более экономически выгодным, так же к его достоинствам можно отнести то, что во-первых развальцовка ведется за один
переход [2].
Во-вторых в процессе развальцовки учитываются
геометрические особенности сопрягаемых оболочек и
наконец, отсутствуют следы развальцовки и отклонения формы.
Сложная форма оболочки с элементами двойной
кривизны может быть получена по варианту локального действия деформирующего усилия с последующим распространением зоны деформации вдоль оси
до полного формообразования по профилю. Требуемое распределение давления по полотну стенки обеспечивается специальной конструкцией матрицы.
Предлагаемая технология позволила исключить
деформацию профиля фрезерованных ребер и сечения
каналов стенки в районе критического сечения, стабилизировать гидравлические характеристики охлаждающего тракта камер, гарантировать стабильную
прочность паяных швов выше прочности материала
стенки за счет обеспечения оптимальных паяльных
зазоров. На развальцованной поверхности отсутствуют кольцевые и продольные отклонения формы от
расчетного газодинамического профиля [3].
В качестве материала для эластичного пуансона
рекомендуется выбирать полиуретан, так как он характеризуется соответствующими физико-механическими параметрами, а именно:
− полиуретан имеет очень большой запас прочности;
− гарантирует поджатие под пайку внутренней
стенки камеры к наружной;
− допускает давление при штамповке до 1 000
кг/см2.
При разработке технологического процесса рекомендуется использовать полиуретан марки СКО-47Л
[1].
Допустимая величина развальцовки в случае если
материал внутренней оболочки-бронза:
∆d = 2∆r = (0,4…0,45) dkp;
если материал внутренней оболочки – сталь:
∆d = (0,15…0,2) dkp;
твердость полиуретана определяется по Шару:
Hsh = 1,5t‫٭‬σB.
Высота пуансона: 50*h, где h – высота детали
Усилие развальцовки зависит от ряда факторов и
приблизительно может быть вычислено по эмпирической формуле
P = 3tσBF + (H – h) *ƒE/h,
где F – площадь заготовки до деформации; ƒ – поверхность пуансона; Е – модуль упругости полиуретана; = 500–700 кг/см2.
Выбор варианта технологии обусловлен конкретной конструкцией камеры, герметическими параметрами и конфигурацией развальцовываемой зоны.
Сопоставив оба метода формообразования критического сечения камеры ракетного двигателя делаем
вывод, что технология с использованием полиуретана
обеспечивает снижение экономических затрат и
уменьшения трудоемкости.
Библиографические ссылки
1. Справочник металлиста. В 5 т. Т. 4 / под ред.
М. П. Новикова, П. Н. Орлова. М. : Машиностроение,
1977.
2. Назаров В. П., Савва Л. Б. Технология формообразования сложных оболочек с использованием
полиуретана // Тез. докл. III Российско-китайского
семинара по аэрокосмич. технике ; Сиб. аэрокосмич.
акад. Красноярск, 1944. 106 с.
3. URL:
www.freepatent.ru/MPK/F/F02/F02K/F02K9/F02K962.
© Коваленко Е. Д., Лебедева А. И., 2014
УДК 629
А. А. Ковьяров, П. А. Дубынин, А. Н. Кондратьев
Научный руководитель – В. П. Назаров
Сибирский государственный аэрокосмический университет
имени академика М. Ф. Решетнева, Красноярск
ОСОБЕННОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ РДТТ В СОСТАВЕ ДВИГАТЕЛЬНЫХ УСТАНОВОК КА
Рассмотрены особенности и возможности применения ракетных двигателей твердого топлива в составе
двигательных установок космических аппаратов.
Ракетные двигатели твердого топлива (РДТТ) получили широкое применение в двигательных установках космических аппаратов (КА) [1–9], благодаря
целому ряду конструктивных и эксплуатационных
преимуществ, к которым можно отнести:
– относительная простота конструкции по сравнению с другими типами РД;
– сравнительно невысокая стоимость в условиях
серийного производства;
– удобство в эксплуатации;
– постоянная готовность к запуску;
53
Скачать