629.762 Оптимизация метода расчета площади поверхности горения для твердотопливных зарядов сравнительно несложных пространственных форм
Плюснин А. В. (МГТУ им.Н.Э.Баумана)
ТВЕРДОТОПЛИВНЫЙ ЗАРЯД, ПОВЕРХНОСТЬ ГОРЕНИЯ, РАКЕТНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ
doi: 10.18698/2309-3684-2020-3-6884
При создании летательных аппаратов, конструкция которых содержит ракетные двигатели на твердом топливе (РДТТ), бывает целесообразным, особенно в отношении стартовых энергоустройств, интегрировать предварительный этап их проектирования в общий процесс проектирования. Это подразумевает проведение расчетов внутренней баллистики РДТТ по инженерным математическим моделям, единственным проблемным местом которых является определение площади поверхности горения заряда. В данной работе представлен метод расчета указанной зависимости, в котором один из ранее предложенных методов оптимизируется и по эффективности вычислительного процесса, и по точности результатов.
[1] Алемасов В.Е., Дрегалин А.Ф., Тишин А.П. Теория ракетных двигателей. Москва, Машиностроение, 1989, 464 с.
[2] Алиев А.В. и др. Внутренняя баллистика РДТТ. Москва, Машиностроение, 2007, 500 с.
[3] Пирумов У.Г., Росляков Г.С. Газовая динамика сопел. Москва, Наука, 1990, 368 с.
[4] Соколовский М.И., Петренко В.И., Зыков Г.А. и др. Управляемые энергетические установки на твердом ракетном топливе. Москва, Машиностроение, 2003, 464 с.
[5] Соркин Р.Е. Теория внутрикамерных процессов в ракетных системах на твердом топливе: внутренняя баллистика. Москва, Наука, 1983, 288 с.
[6] Barrère M., Jaumotte A., De Veubeke B.F., Vandenkerckhove J. Rocket Propulsion. Amsterdam — London — New York — Princeton, Elsevier Publishing Company, 1960, 799 p.
[7] Димитриенко Ю.И., Кулагин Ю.А., Ярмола А.П. Моделирование газодинамических процессов в камерах сгорания двигателей с анизотропными твердыми топливами. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Естественные науки, 2011, № S3, с. 100–109.
[8] Димитриенко Ю.И., Димитриенко И.Д. Термомеханическая модель эрозионного горения энергетических материалов. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Естественные науки, 2012, № S3, с. 96–113.
[9] King M.K. Erosive burning of composite solid propellants: experimental and modeling studies. Journal of Spacecraft and Rockets, 1979, vol. 16, no. 3, pp. 154–162.
[10] Jackson T.L., Buckmaster J. Heterogeneous propellant combustion. AIAA Journal, 2002, vol. 40, no. 6, pp. 1122–1130.
[11] Дегтярь В.Г., Пегов В.И. Гидродинамика подводного старта ракет. Москва, Машиностроение, 2009, 448 с.
[12] Ефремов Г.А., Минасбеков Д.А., Модестов В.А., Страхов А.Н., Бондаренко Л.А., Якимов Ю.Л., Плюснин А.В., Крупчатников И.В., Соколов П.М., Говоров В.В. Способ имитации условий старта ракеты из подводной лодки и система для его осуществления. Пат. Российская Федерация № 2082936, бюл. № 18.
[13] Круглов Ю.А., Зюзликов В.П., Синильщиков Б.Е., Синильщиков В.Б. Системы катапультирования ракет. Санкт-Петербург, БГТУ, 2010, 184 с.
[14] Плюснин А. В. Моделирование массорасходных характеристик энергоустройств, обеспечивающих газодинамический выброс летательного аппарата с заданными параметрами. Математическое моделирование и численные методы, 2017, № 1, c. 55–77.
[15] Плюснин А.В. Математические методы оптимального выбора линейно нарастающих по времени массорасходных характеристик энергоустройств, обеспечивающих газодинамический выброс летательных аппаратов с заданными параметрами. Математическое моделирование и численные методы, 2019, № 3, с. 57–85.
[16] Papa Rao B.V., Subhananda Rao A. Multi perforated grain design for hot gas generator. 51 AGM & Seminar on Advances in Aerospace Technologies (SAAT2000). Abstracts. Hyderabad, Aeronautical Society of India, 2000, p. 17.
[17] Александров А. А., Димитриенко Ю. И. Математическое и компьютерное моделирование — основа современных инженерных наук. Математическое моделирование и численные методы, 2014, №1, c. 3–4.
[18] Зарубин В.С., Кувыркин Г.Н. Особенности математического моделирования технических устройств. Математическое моделирование и численные методы, 2014, № 1, c. 5–17.
[19] Жарков М.И., Кузьмин Е.В., Плюснин А.В., Шуба И.Г. Методы математического проектирования энергоустройства, осуществляющего газодинамический выброс летательного аппарата из пускового контейнера. Сборник трудов конференции «XLIV Академические чтения по космонавтике, посвященные памяти академика С. П. Королёва и других выдающихся отечественных ученых — пионеров освоения космического пространства», 2020, т. 2, с. 621–623.
[20] Osher S., Sethian J.A. Fronts propagating with curvature-dependent speed: algorithms based on Hamilton–Jacobi formulations. Journal of Computational Physics, 1988, vol. 79, no. 1, pp. 12–49.
[21] Биткин С.А., Кузнецов А.Б. Расчет массовых характеристик и поверхности горения заряда РДТТ в среде 3D-моделирования Creo Parametric. Челябинск, Наука ЮрГУ: материалы 67-й научной конференции, 2016, с. 1664–1672.
[22] Плюснин А.В. Способ расчета площади поверхности горения пространственного твердотопливного заряда. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Естественные науки, 2012, № S3, с. 86–95.
[23] Плюснин А.В. Примеры использования численных методов при решении задач подводного газодинамического выброса. Сборник трудов конференции «XLIV Академические чтения по космонавтике, посвященные памяти академика С. П. Королёва и других выдающихся отечественных ученых — пионеров освоения космического пространства», 2020, т. 2, с. 233–247.
[24] Плюснин А.В., Сабиров Ю.Р., Бондаренко Л.А., Соколов П.М. Разработка новых расчетно-теоретических и экспериментальных подходов к решению современных задач газодинамики подводного старта. Сборник трудов конференции «XXXVIII Академические чтения по космонавтике, посвященные памяти академика С. П. Королёва и других выдающихся отечественных ученых — пионеров освоения космического пространства», 2014, т. 1, с. 75–83.
Плюснин А.В. Оптимизация метода расчета площади поверхности горения для твердотопливных зарядов сравнительно несложных пространственных форм. Математическое моделирование и численные методы, 2020, № 3, с. 68–84.
Скачать статью
Количество скачиваний: 308