Визначення екстремальних параметрів гідроудару
Автор: Горват Василь Васильович
Кваліфікаційний рівень: магістр
Спеціальність: Комп'ютерний інжиніринг в машинобудуванні
Інститут: Інститут механічної інженерії та транспорту
Форма навчання: денна
Навчальний рік: 2025-2026 н.р.
Мова захисту: українська
Анотація: Надійність, ефективність і собівартість сучасних рідинних ракетних двигунів значною мірою залежать від глибокого розуміння та вміння керувати динамічними процесами, що виникають у їхніх агрегатах під час роботи. З поширенням обчислювальної техніки стало можливим здійснювати математичне моделювання цих процесів, що дозволяє суттєво знизити ризики та витрати під час випробувань і доведення рідинних ракетних двигунів. Математична модель перехідних процесів відтворює основні динамічні режими роботи рідинного ракетного двигуна: запуск, перехід із номінального режиму на підвищений (форсування) чи знижений (дроселювання), а також зупинку. З удосконаленням схем рідинних ракетних двигунів ускладнюється як фізичне моделювання процесів в їхніх агрегатах, так і математичний опис цих явищ. Постала потреба враховувати велику кількість додаткових процесів, що відбуваються паралельно з основною роботою агрегатів РРД. До них належать: перетікання рідин або газів через різні типи ущільнень, зокрема кінцеві ущільнення між турбіною і насосом; заповнення та спорожнення порожнин головок змішувачів газогенераторів і камер згоряння та багато інших супутніх явищ. У процесі поліпшення математичної й фізичної моделей роботи рідинних ракетних двигунів значна увага приділяєтся узгодженню та зіставленню та апроксимації розрахункових результатів із експериментальними даними. Гідравлічний удар являє собою різке зростання тиску в трубопроводі, спричинене значними локальними прискореннями рідини. Це коливальне явище триває доти, доки енергія, що виникла внаслідок удару, не буде повністю розсіяна при вході хвилі в бак та через втрати на тертя, характерні для реальних систем. У рідинних ракетних двигунах гідравлічні удари зазвичай виникають під час заповнення трубопроводів, коли фронт рухомої рідини досягає місцевих опорів, при дозаправці в космосі та в інших робочих режимах. Об’єкт дослідження: гідроудар у вакуумованому трубопроводі. Предмет дослідження: вимірювання екстремальних параметрів гідроудару у гідромагістралі. Мета дослідження: метою даного дослідження є розроблення методики визначення надкритичних параметрів гідродинамічного сигналу згасаючого коливного процесу, які неможливо зафіксувати вимірювальними приладами через недостатні межі їх діапазону чутливості. В першому розділі роботи широко розглянуті типи гідравлічно-газових паливних систем сучасних ракетних двигунів. З наведених основних характеристик ракетних двигунів випливають доцільні галузі їх застосування. Визначальним чинником у цьому контексті є вид запасеної на борту літального апарата енергії. На сучасному етапі розвитку техніки у ракетних двигунах можливо використовувати енергію, акумульовану у вигляді ядерної, електростатичної, теплової або хімічної. В другому розділі роботи досліджувалося параметри коливального процесу при ударно-динамічній дії на об’єкт. До недавнього часу майже всі теоретичні задачі у галузі ударних процесів вирішувалися шляхом апроксимації ударних ефектів класичними функціями. Розглянуто найбільш часто використовувані класичні сигнали, що використовуються для апроксимації ударних впливів. В роботі проведено експериментальне дослідження параметрів гілроудару у вакуумованому трубопроводі. Запропонована методика визначення надкритичних параметрів гідродинамічного сигналу згасаючого коливного процесу, які неможливо зафіксувати вимірювальними приладами через недостатні межі їх діапазону чутливості. Ключові слова: гідроудар, гідроарматура, вакуум вимірювання, моделювання, дослідження, апроксимація, розрахунок.