Введение к работе
Актуальность темы.- Для 'изучения и освоения космического : пространства необходимы двигатели 'малых тяг. 'запускаемые'в условиях «евесс.чссти Их 'нормальный запуск-и- работа' б этих условиях еозможны леи _'гг>гнтнрсза'мнрл(; разделении жидкой-и газообразной фаз в топливном Саке .Эта-'задача успешно решается выворачивающимися диафрагмэми-сазделп'телями Их применение позволяет создавать конкурентоспособные г-слздьг стечествениэй техники с повышенным' сроком активного существования. Продолжается изучение и освоение' космического' . прсстранс'таэ. .' расширение -исследований'по применению космических средств гри изучении природных ресурсов земли, а - метеорологии, океанологии.-..навигации,'. связи,-, для нужд военной .'техники'и-для ну>ед народного 'хозяйства','Для решения этих-задэч необходимы двигатели малых -яг... запуск.аемьіе в условиях невесомости с увеличенным сроком их активного сушес'врэзнпя.: Случаи аварийных ситуаций с космическими аппаратами на сосите-послужили основанием #ля- выработки- целенаправленных научно-. технических концепций проектирования, топливных баков. ' і '
' Ког'лапьйь;й...залуск и'-рвбета двигателя -в условиях невесомости.
. гезможны-.-лои «р-йч-тпроегннсм. разделении жидкой и газообразной фазы в
. Tcnr.Hgnovt.fSKS. ; Эти -задачи успешно решаются с- помощью-механических
' оэзделигелай.. -Нгпбслее1/часто" лриг.'екя.отся-^металличес.чие - разделители.
0-. -;3 ссльшинстзе сЕоей, стрего определяют положение жидкости в
- иі-рСсн-.и'е-^ент,раёо-ты' -..двигательной установки летательного-аппаратз (ДУ
ЛА;. гаеантирую'т деггев.ечность при:контакте с компонентами, обеспечивают
.'нздел'наїй запуск л', сстзнсз' ДУ. Варианты. баков- с выворачивающимися 'металлическими разделителями: с «сногс«*ой. образующей етонсгруотявнои выполнений просты!,' технологичны' й г.о весовым характерйстйкам'блиэки к бакам' с -.неметаллическими - разделителями. Несмотря ' на-'- калящуюся простоту; элементы .: конструирования, топливных .- баксе . ДУ ЯА с
- выворачивающимися разделителями;, и работа этих ' разделителей- изучена
"недостаточно. ; :", -' '' - '.',.
' Проектирование, .топливных бзко'в ,с ' металлическими дкафрагмами-;разделителями '' . t высокими /, эксплуатационными; -.характеристиками, с.бо'ТБетствугащйми- ма;едунзрсднь'(м стандартам,-.йредегавяяется. зетуяльной "проблемой,' ; имекзщйй .-.-важнее . кароднс~хоз.я'й,стаенноЄ' -.'значение. " В ^отечественной .- й .-за'рубежней-. лрактегке, ,отсутё?вуют ' систематические : исследования '-; в' > данной ^области.---Псетамсгка " :и решение, этой "ерундаментальной.ярдбпемьі состаспяєто'ійоау-данной работы. .
- . _: Цаль. рзботьі' - заключается - в.- разработке - истр-дов пластического
дефбр^ііірования- '-/Материала .-;.-для . -Лгїязррач'.'гв.ающихся 'оболочек-
разделителей.' с иетояьэ/оранизм пр'ЛШіїпз ~гУ..г№ї&ї№ехі/>:; Еюзгйсзкных
скоростей-'.1 и- энергетичеекого.fiptwципа -гі>г;?!і?е.читеянна. кf'ppuKHnio задач
проеюированкот.-дмафрзгл('разделитедей- ';<;«дкай- и-.-гг-эооСразнвй'-фвз в'
' составе топливных, 6яксв:кос^тиче.'к»х-Л'?татель«ь*оГ*ларатоз,.'' .-''
:' Научная н.с«к!ЗнЗ'-\-У'.;РЄ^ьі--;-;-.<5мсДчйебТСй ;з'йЗзвйігяИ':расчетно-экелеримёнт8Яь№Х:; методе
разделителей; ' .«'.-; едабєршеиетйдгїаяй?!»;-ИбТЬде»-;-жЛе?та-; процесса
выпорачйёйния :с. уліетоцігїласдаї»^ --торговой зоны
перёкатыззния..аснеэйые^аучньірр^зупьїатьі. . ..'
1. На основе кине^а'тинес'«>возможных скоростейразработана'.-общая
модель . пластического ,., деформирования диафрагмы, . ? .позволяк-дцая
исследовать процессыіі.ьщорачивзния; ; . . . "
при положитвпьнойдвфррыацицдараллоли; .'
при отр'ицательной.дефврмациіі параллели; .'' . ''".; пои несмшетричнед^ыш^чивзник:,'
г - разграничением зон пластическогои упругого деформирования.
2 На .базе предложенных: азторрм ?;ковых .механических .аналогий
!п:пСКОпараплепьмого движения : ^разработан .Цетод ^ ' исследования
пластического- деформирования ; торроой" -зоны -. перекатывания с
определением:. ' .'.'-;' '"'' '.
'- скорости деформирования .меридиаиа в крзеаых зонах; .'':.':
скорости деформироогмия параллели; , , ..
интенсивность скоростей деформаций;. - '-'.-':
поля скоростей перемещения. -;.-..-,;'.;
3 Разработан аппарат для.анализа.пзраматроо выворачивающихся
Диафрагм-разделителей - на -.'ease - предетазлонных, общей -,. модели и
механической аналогии с мсгап*зовакмем энергетического принципа; -..-
- радиуса торовой поверхности зона . перекатывания,' ;как
Функциональной зззиеимости от геометрических размероо, утла наклона
оъоазующёй. толщины оболочки; _' . ' ;. ": .
- деформаций диафрагиы; '."''.'
- давлений выворачивания, как ' функциональной зависимости от
геометрии и механических.характеристиккйтсрналаобалочкії.
4 Идентификация экспериментов на «сдельных . и полноразиерных
образцах о использованием общей модели г.озеолипз: . "
откорректировать функциональные.. езшеимегти .; основных
характеристик процесса выворачивания; '.;.-.
- получить зависимости ' . ме»ду деформациями 'по', основным .
направлениям;
' - исследовать заьисимести потери . .устойчийссти оболочек-разделителей для различных схгад"'Вывррачизания...-'.'
S. Решены новые задачи, подучены количественные к качественные .
оезуньтаты по исследоазн'/.Ю; оайвных характеристик . диафрзгм-
оазделитепей в рамках; рдза.бота.нмого алгоритма .оптимального
проектирования в составе топлііБИьіхбакоз.. ''-..,'
Практическая -«ониость :. На . осневе хзрактери-стик процесса/ выворачивания, «енякзвдхся в.зззисииости от параметров диафрагчмы-разделителя, разработаны . «пгоритм и лреграмиа оптимального проектирозания процесса вытеснений-«юилрнентоз ;толли&з;из бакз;
По результатам рз5оты. опрогтофОбанм и 'запушены $производство топлионыо двухко^онентньіе : баи БйгЛСО-ОО ,. {симметричкое выворачивание),- . -БЄ2ДС0.05Б чфаротаюдае при -действий : Соковой перегрузки), изучены нештатные ситуации в; різбота.; баков у, -Б82.10О.С0, спроектированы и прошли -вое .-е.идьі ^конструеторскОй .., отработки доухкомпонзнтный больше размерный:6ак, /и,-одаоком.понентиый бак. '
. Досторарность ".резупьтатра;,\'і ; исследован^. , лрдтаерждена экспериментами на полноразмернух.. тнетрщщяхбакои tipk лабораторньїх и натурных условиях эксплуатации; a taja мсйолЦОеан^м.фунда^еитальных гданцжюс таорйтичкжаіі..*^гвш»'^ іий
Тела при пострсетти общей модели процесса выворачивания и прикладных методик расчета.
Реализация о промышленных условиях. По результатам
исследований о НИИ; Маш г. Н. Салда спроектирован двухкомпонентиый
топливный бзк средних размеров Б82.100.00, для симметричного
выворачивания, бзк Б82.1СО.О0Б - работающий при действии 'боковых
перегрузок рзвных 50g; С5а дпухкомпонентных бака запущены в серийное
производство на 3!ЛЗ. г. Златоуст. .
В ГРЦ КБ им. академика В.П. Макеева г, Миасс спроектирован, прошел осе виды конструкторских испытаний боль'шеразмерный двухкомпонентиый бзк с суммарной емкостью 570 л. Гарантийный срок хранения 18 лет. Там жэ разработан и изготоплпэтся однскомпонентный бак емкостью 9 л, срок хранения 18 лет. Методикой проектирования пользуются в КБ "Арсенал" г. С.-Петербурге при проектировании баков изделия 94Е, Результаты исследования-были использованы при исследовании нештатной ситуации при работе баков, спроектирозамнмх з KG "Союз", выпускаемых серийно на ГП "Красмашззвод" и нештатных ситуаций бакса Б32.100.00.
Апробация работы. Основные положения диссертации докладьгЗалиеь
на отраслевой научно-технической конференции по микроэнергетикв а г. Н-
Салдз,. 19Е5 г.; на 9 асемчзных научно-технических конференциях по
космической энергетике or. Куйбышеве;'-" 1926 г., 1939 г.; а Казанском
авиационном институте a 1939 г.; на симпозиума "Устойчйдйсть и
пластичность о механике .деформируемого твердого тела" а г. Твери, 1GS2 г.;
на семинара по проблемам микрззнергетика з НИИМАШ в 1092 г., г. Н.Солда;
на 3 Рйссяйсад-К'итакйс-кои ce'wspe по' эзр'жосдичейй'й тёхн\-,'к'е в г.'
Красноярске, 1004 г.; иа конференции по проблемам надежности-в 1995г.. г.
Красноярск; на международной-. конференции- "Созершенстзсзанйе процессов
и аппаратоз химических прсизссдста" а г. Одессе, 1S3S г.; на ма&ду'нзродной
научно-практической конференция "Природные и интеллектуальные ресурсы
Сибири" г, Томск, 1593 г.; на мея-дунгродной ' конференции- "Спутниковые
системы связи и -навигации". ~в. г. Красноярске, в 1S97 К; На научно-
техническом семинаре кафедры ДПА Сибирской аїрскбсм'ичсской академии
(1976 -1993г.).. ' .-'.' . _ _. .
Публикации работ '. Основное содержание работы опубликоагно в 34
работах, допущено к открытой печати. . ,
Объем работы , Диссертация^ сретоит.из введения , 5 разделов, заключен-я и-приложений; содержит 284 страііиц машинописного текста, 54 стр. рисунков, библиографию. 148 наименование.-.
Личное участиэ затора, заключается е:
детальной разработке, и обосновании. ., модели лре-цэсса выворачивания разделителей; ;-,...
разработке алгоритм» расчета параметров процесса выворачивания разделителей;
непосредственном участии в экспериментальных работах по исследованию параметроэ выворачивания разделителей;
постзнозке всехнаучных задач,, метбдоа" и методик исследовай'ий;
под руководством;, диссертанта .защищено 2 кандидатских диссертации по данксму нзпразлению. '