Том 1, № 2 (2014)

Объектом исследований является система смазки с электроприводными откачивающими и нагнетающим шестерёнными насосами. Проведен анализ особенностей рабочего процесса в агрегатах систем смазки и сделана оценка возможности применения гомогенной модели для описания течения двухфазной смеси типа «масляная пена». Изложен принцип построения математической модели систем смазки на базе динамических уравнений типовых процессов в узлах – течения двухфазной смеси, смешения потоков жидкости и воздуха, заполнения междузубовых впадин шестерённой пары в зоне всасывания насоса. Выполнена верификация разработанной математической модели путём сравнения расчётных и экспериментальных процессов.

Современная ракетная двигательная установка представляет собой динамическую систему с комплексом взаимосвязанных звеньев, обеспечивающих в процессе её функционирования на летательном аппарате получение заданных основных характеристик. Основной регулируемой величиной двигательной установки, выступающей в качестве объекта регулирования, является секундный массовый расход газов через сопло. Регулирующим воздействием является площадь управляемого дросселя в гидравлической системе регулирования площади поверхности горения твёрдого топлива за счёт слива жидкости из каналов заряда. Достигнутый в настоящее время уровень развития вычислительной техники позволяет моделировать поведение объекта и систем его управления. Это позволяет повысить качество проектирования и сократить сроки доводки гидроагрегатов.

Исследовано влияние расхода жидкости и перепада давления на уровень вибраций в условиях постоянного открытия рабочих окон электрогидравлического усилителя (ЭГУ). Показано, что уровень вибрации определяется величиной скорости её течения в окнах ЭГУ. При скоростях, большей критической, её влияние на уровень вибраций незначительно. Изменение уровня вибраций существенно до перепада давления 30 кГс/см², при дальнейшем его возрастании уровень вибрации изменяется незначительно. Показано также, что высокое содержание воздуха в жидкости  приводит к образованию околозвуковых течений рабочей жидкости, характеризующихся повышенной виброактивностью гидравлических устройств.

В работе проведено численное моделирование нестационарных газодинамических процессов в проточной части турбодетандера - радиальной турбины, применяемой в системе криостатирования. Геометрия расчётной области разработана с тем, чтобы учесть основные особенности течения рабочего тела в проточной полости, включая геометрию четырнадцати рабочих лопаток и восьми лопаток соплового аппарата. Расчётная область разбита на три подобласти: корпус соплового аппарата, область ротора, выхлопная часть. Задача решается с применением так называемых скользящих поверхностей, которые служат для передачи данных из зоны ротора, где расчёт ведётся во вращающейся системе координат, в зону статора, с учётом углового смещения подобластей и межсеточной интерполяции. Шаг расчёта по времени выбирается из условия обеспечения углового смещения за один шаг в пределах одной ячейки расчётной сетки. В результате расчётов были получены мгновенные поля скоростей, распределения давления, температуры и числа Маха. Для определения пульсаций  давления выбраны точки в зоне косого среза лопаток  соплового аппарата. Проведён спектральный анализ полученных данных, который показал, что тональная компонента с частотой следования рабочих лопаток доминирует в спектрах пульсаций давления, а ее амплитуда составляет свыше 7000 Па. Расчёт нагрузки на лопатку соплового аппарата дает амплитуды силы 2 Н и амплитуду момента 0.03 Н м.