Please use this identifier to cite or link to this item: http://repository.kpi.kharkov.ua/handle/KhPI-Press/29036
Title: Усовершенствование пневмосистемы запуска ракетных двигателей путём стабилизации давления рабочего тела и улучшения её динамических характеристик
Other Titles: Perfection of the rocket engine pneumatic starting system by stabilization of its actuating medium pressure and improvement of dynamic characteristics
Authors: Шевченко, Сергей Андреевич
Science degree: кандидат технических наук
Thesis level: кандидатская диссертация
Code and name of the discipline: 05.05.17 – гидравлические машины и гидропневмоагрегаты
Thesis department: Специализированный ученый совет Д 64.050.11
Thesis grantor: Национальный технический университет "Харьковский политехнический институт"
Scientific advisor: Степанов Михаил Сергеевич
Committee members: Бойко Анатолий Владимирович
Тарасов Александр Иванович
Юдин Юрий Алексеевич
Keywords: динамика пневмоагрегата; пневмоагрегаты; пневмостартер ракетного двигателя; ракетные двигатели; регулятор давления с пневмоуправлением; газодинамический расчет; автоколебания в пневмосистеме; газодинамика металлорукава; диссертации; pneumatic unit dynamics; pneumatic starter of a rocket engine; pneumatically controlled pressure regulator; friction force and leakage of lip-type seal; selfoscillations in a pneumatic system; gas-dynamic characteristics of a metal hose
УДК: 621.646.45
Issue Date: 2017
Publisher: Государственное предприятие "Конструкторское бюро "Южное" им. М. К. Янгеля"
Citation: Шевченко С. А. Усовершенствование пневмосистемы запуска ракетных двигателей путём стабилизации давления рабочего тела и улучшения её динамических характеристик [Электронный ресурс] : дис. ... канд. техн. наук : спец. 05.05.17 / Сергей Андреевич Шевченко ; науч. рук. Степанов М. С. ; ГП "Конструкторское бюро "Южное" им. М. К. Янгеля". – Днепр, 2017. – 301 с. – Библиогр.: с. 235-246. – рус.
Abstract: Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.05.17 – гидравлические машины и гидропневмоагрегаты. – Национальный технический университет "Харьковский политехнический институт". – Харьков, 2017. Диссертация посвящена исследованию усовершенствованной пневмосистемы многократного запуска маршевого жидкостного ракетного двигателя верхней ступени ракеты-носителя с насосной подачей компонентов топлива в камеру сгорания. Система запуска, в состав которой входит часть пневмоблока двигателя, осуществляет раскрутку турбонасосного агрегата за счет подачи сжатого гелия из шаробаллона на турбину. Особенностью системы является использование регулятора давления гелия с пневмоуправлением. Исследованная система обеспечивает пять включений двигателя РД861К при идентичных импульсах давления подачи газа, имеющих прямоугольную вершину и предельно крутые фронты. Разработан и использован в практике проектирования новый комплекс дискретно-континуальных математических моделей для газодинамического расчета этой пневмосистемы, а также анализа сил трения и утечек газа во фторопластовых манжетных уплотнениях регуляторов. В моделях учтены новые эффекты: теплообмен газа со стенками полостей и трубопроводов; инерционность газа при его выпуске из баллона; фактор сжимаемости гелия; нагрев гелия при дросселировании; проникновение уплотняемого давления в зазор между манжетой и стенкой, и ряд других. После чего отклонение расчетных значений давления газа от результатов огневых испытаний составило менее 1% Создана и реализована расчетная методика исследования пневмосистемы на динамическую устойчивость и автоколебания. В методике использованы уточненные результаты гармонической линеаризации для колебаний расхода газа через дроссель и силы трения в манжете, а также новый метод расчета импеданса разветвленной системы трубопроводов. Выведено трансцендентное уравнение для частот и амплитуд свободных нелинейных колебаний системы и предложены методы его решения. Точность определения частот автоколебаний составила 2%. Получены аналитические соотношения для параметров пневмосистемы, обеспечивающие динамическую устойчивость или автоколебания малой амплитуды. Исследованы газодинамические характеристики металлорукава, используемого в дренажной системе лабораторного стенда для исследования и настройки системы. Разработана новая концепция и внедрена конструкция стенда, позволяющая экономить гелий при доводочных испытаниях системы. Выполнено расчетно-экспериментальное исследование системы, а его рекомендации по изменению параметров регулятора, снижающие колебательность и улучшающие другие динамические характеристики, внедрены на двигателе.
The thesis for the scientific degree of the Candidate of Technical Sciences by specialty 05.05.17 – hydraulic machines and hydropneumatic units. – National Technical University "Kharkiv Polytechnic Institute", Kharkiv, 2017. The dissertation describes research of perfected pneumatic starting system of a main restartable liquid-propellant rocket engine destined for a launch vehicle upper stage. The starting system, which structure includes a part of the engine pneumatic unit, performs turbopump spin-up by supplying compressed helium to its turbine. A feature of the system is application of a pneumatically controlled helium pressure regulator. New complex of discrete-continual mathematical models is developed and implemented in the designing practice for the gas-dynamic analysis of this pneumatic system and analysis of friction forces and gas leaks through fluoroplastic lip-type seals of regulators. New computational method is proposed for the developed system’s dynamic stability research. The gas-dynamic characteristics of a metal hose are researched. New concept of the laboratory stand is developed and implemented to enable helium saving at development tests. Experimental-computational research of the pneumatic system is performed, recommendations of which are introduced into the engine in relation to the regulator parameters reducing oscillations and improving other dynamic characteristics.
URI: http://repository.kpi.kharkov.ua/handle/KhPI-Press/29036
Appears in Collections:05.05.17 "Гідравлічні машини та гідропневмоагрегати"

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
titul_dysertatsiia_2017_Shevchenko_Udoskonalennia_pnevmosistemy.pdfТитульный лист, содержание118,58 kBAdobe PDFThumbnail
View/Open
literatura_dysertatsiia_2017_Shevchenko_Udoskonalennia_pnevmosistemy.pdfСписок использованных источников158,83 kBAdobe PDFThumbnail
View/Open
vidhuk_Bilogub_O_V.pdfОтзыв2,92 MBAdobe PDFThumbnail
View/Open
vidhuk_Kulinich_S_P.pdfОтзыв2,81 MBAdobe PDFThumbnail
View/Open
Show full item record  Google Scholar



Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.