РАСЧЕТНАЯ СХЕМА ГОРЯЧЕГАЗОВОГО РУЛЕВОГО ПРИВОДА ПОРШНЕВОГО ТИПА С РАСПРЕДЕЛЕНИЕМ НА ВЫХОДЕ




В работе проведён анализ конструктивной схемы горячегазового рулевого привода. Предложена расчётная схема привода для построения математической модели силовой части. Представлена математическая модель в виде уравнений законов сохранения массы и энергии рабочего тела, уравнений движения.

С момента появления в 50-е годы и по настоящее время в качестве исполнительных органов систем управления малогабаритных ракет достаточно широко используются горячегазовые (работающие на пороховом газе) рулевые приводы. Оригинальная конструктивная схема привода, работающего от генератора порохового газа, приведена в работе [1]. Особенности рассматриваемой газовой силовой системы управления: двухканальная схема управления, источник рабочего тела – подогреваемый генератор порохового газа, который работает на двух - поршневую силовую часть каждого канала и турбогенератор. Электромеханический преобразователь (обмотки электромагнита и сердечник) и распределитель клапанного типа расположены внутри поршня.

Вариант расчетной схемы привода для построения математической модели силовой части одного канала представлен на рисунке.

Рис. Расчетная схема силовой части газового рулевого привода одного канала управления.

Пороховой газ из генератора порохового газа (3) попадает в кольцевую распределительную камеру (2), из неё в полость турбогенератора (1) и рабочие полости (4), (15) силовых цилиндров. Внутри поршня (5) и (14) проходят газовые каналы (6) и (13), соответственно, через которые газ из рабочей полости может перетекать в проточную полость (8) и (11), расположенную в поршне, и затем сбрасываться в атмосферу. Площадь сечения на выходе газового канала регулируется управляющим устройством, также расположенным внутри поршня и состоящим из электромеханического преобразователя (ЭМП) и клапанного распределителя (7), (12). (Конструктивные схемы ЭМП и распределителя на рисунке не показаны). Через механизм передачи усилия (9) создается момент на оси с парой аэродинамических рулей (10).

При построении математической модели силовой части принято: рабочее тело равновесно, выброса недогоревших пороховых элементов нет, утечки из полостей 4 и 15 через зазоры между поршнем и стенками силового цилиндра отсутствуют, ЭМП и распределитель на первом этапе исследования принимаются безинерционными.

Математическая модель в виде уравнений законов сохранения массы и энергии рабочего тела в семи полостях, уравнений движения двух поршней и оси поворота рулей представлена системой уравнений.

 

где mi, Ui – масса и внутренняя энергия рабочего тела, - теплообмен газа со стенками полости, индекс соответствует номеру полости;

Gij, Пij – секундный массовый приход (расход) рабочего тела, удельный приход (расход) энергии, двойной индекс описывает направление перетекания газа («откуда» - «куда»);

G33, П33 – секундный массовый приход газа, удельный приход энергии от сгорания пороха.

X, V, М, Sп – координата, скорость, приведенная масса, площадь поршня.

Rн – приведенная нагрузка.

φ, w, Jпр – угол, угловая скорость, приведенный момент инерции оси с рулями.

Mдв, Mн – движущий момент, момент нагрузки.

Lij – работа расширения (сжатия) i-ого рабочего тела, обусловленная перемещением рабочей поверхности поршня j.

Система уравнений справедлива для любого уравнения состояния, исходя из оценки соотношения «сложность модели – точность расчетов», в качестве уравнения состояния можно выбрать уравнение Клапейрона или Дюпре-Абеля и затем разрешить систему через выбранные независимые переменные. Численное моделирование приводится при заданных значениях конструктивных и эксплутационных параметров и начальных условий. [2 – 4]



Поделиться:




Поиск по сайту

©2015-2024 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2019-12-28 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту: