Математическая модель критичности системы управления поворотным соплом твердотопливного ракетного двигателя
DOI:
https://doi.org/10.22213/2413-1172-2020-4-16-21Ключевые слова:
сопло, параметры, показатели критичности, математическая модель, процесс, характеристикаАннотация
К системам управления соплами ракетных двигателей предъявляются специальные требования, жесткое соблюдение которых обеспечивает расчетную работоспособность данных устройств в условиях действия повышенных нагрузок при старте ракеты. В условиях такого старта в системе управления соплом неизменно возникает и развивается критичность. Появление такой критичности присуще системам автоматического управления. Развитие критичности может привести к изменению параметров системы управления за весьма малый отрезок времени. Например, критичность возникает при отработке угла поворотным соплом крупногабаритного твердотопливного ракетного двигателя. Изменения параметров устройств при старте могут находиться как в пределах допустимых значений, так и выходить за них, в таких случаях и развивается критичность.
В статье рассматривается возможность оценки критичности переходного процесса системы управления поворотного сопла ракетного двигателя в виде математической модели.
Оценку критичности предполагается проводить по значениям характеристик переходного процесса. Данные характеристики входят в 12 формул математической модели. Вычисленный по формуле результат – показатель (индикатор), характеризующий процесс развития критичности. Показатели нормированы так, чтобы определить ситуацию, при которой происходит нерасчетное развитие критичности. Значение показателя, близкое и превышающее 1, указывает на критичность.
На числовом примере показана методика использования математической модели для определения расчетного (с наибольшей вероятностью) развития критичности при работе поворотного сопла ракетного двигателя.Библиографические ссылки
Поворотные управляющие сопла РДТТ: конструкция, расчет и методы отработки / Ю. С. Соломонов, А. М. Евгеньев, В. И. Петрусев [и др.]. М. : Физматлит, 2019. 143 с. ISBN 978-5-9221-1828-6.
Уразбахтин Ф. А., Коренев А. А. Работоспособность воспламенительного устройства крупногабаритного РДТТ с позиций теории критических ситуаций. М. : Инфра-Инженерия, 2017. 432 с. ISBN 978-5-9729-0177-7.
Хмелева А. В., Уразбахтин Ф. А. Отказ как следствие развития критических ситуаций элементов ракетной техники // Интеллектуальные системы в производстве. 2011. № 1 (17). С. 157–165.
Сихарулидзе Ю. Г. Баллистика и наведение летательных аппаратов : монография. М. : Лаборатория знаний, 2015. 408 c. ISBN 978-5-9963-2982-3.
Костиков Ю. В., Сумнительный Н. В., Рязанов Р. С. Алгоритм расчета кинематических характеристик эластично-опорного шарнира поворотного сопла ракетного двигателя твердого топлива // Инженерный журнал: наука и инновации. 2018. № 6 (78). C. 18–22. DOI: 10.18698/2308-6033-2018-6-1768.
Исследование способов отклонения вектора тяги в эжекторных и поворотных соплах / С. Б. Воробьев, Ю. М. Клестов, В. В. Мышенков, Е. В. Мышенкова // Вестник Нижегородского университета им. Н. И. Лобачевского. 2011. № 4-3. С. 692–693.
Гайдук А. Р. Теория и методы аналитического синтеза систем автоматического управления (полиномиальный подход) : монография. М. : Физматлит, 2012. 360 с. ISBN 978-5-9221-1424-0.
Шестаков А. Л. Методы теории автоматического управления в динамических измерениях : монография. Челябинск : Изд. центр ЮрГУ, 2013. 257 с. ISBN 978-5-696-04468-2.
Уразбахтин Ф. А., Уразбахтина А. Ю. Основные положения теории критических ситуаций при исследовании технических объектов, используемых в ракетной технике // Наука Удмуртии. 2019. № 3 (89). С. 60–63.
Бондаренко А. С., Деменев Д. Н., Зайцев Н. Н. Учет требований системы управления полетом при анализе конструктивных вариантов поворотного управляющего сопла // Вестник ПНИПУ. Аэрокосмическая техника. 2013. № 34. С. 64–77.
Ермаков С. А., Лалабеков В. И., Самсонович С. Л. Оценка эффективности энергетических показателей газогидравлического рулевого привода, предназначенного для управления поворотным соплом с эластичным шарниром РДТТ // Известия ТулГУ. Технические науки. 2017. Вып. 12. Ч. 3. С. 185–196.
Органы управления вектором тяги твердотопливных ракет: расчет, конструктивные особенности, эксперимент / Р. В. Антонов, В. И. Гребенкин,
Н. П. Кузнецов [и др.]. М. ; Ижевск : Регулярная и хаотическая динамика, 2006. 552 с. ISBN 5-93972-550-3.
Твердотопливные регулируемые двигательные установки / Ю. С. Соломонов, А. М. Липанов, А. В. Алиев [и др.]. М. : Машиностроение, 2011. 416 с. ISBN 978-5-94275-601-7.
Зайцев Н. Н., Наберухин Д. Г., Пьянков Д. А. Перемещение штока и изменение момента усилия рулевых машин при отклонениях поворотного управляющего сопла // Вестник ПНИПУ. Аэрокосмическая техника. 2016. № 46. С. 108–125. DOI: 10.15593/
-9982/2016.46.06.
Испытания ракетных двигателей твердого топлива / Н. П. Кузнецов, В. И. Черепов, А. Е. Калинников [и др.]. М. ; Ижевск : Регулярная и хаотическая динамика, 2011. 668 с. ISBN 978-5-93972-874-4.
Уразбахтин Ф. А., Уразбахтина А. Ю. Критичность и живучесть объектов познания // Вестник ИжГТУ имени М. Т. Калашникова. 2018. Т. 21, № 3. С. 172–178. DOI: 10.22213/2413-1172-2018-3-172-178.
