Файл: Гликман Б.Ф. Автоматическое регулирование жидкостных ракетных двигателей.pdf

CKiiü регулятор должен иметь горизонтальную характеристику (рис. 6.3, кривая 2), т. е. вне зависимости от величины перепада давления на регуляторе, последний поддерживает постоянный расход. Регулятор с положительным статизмом (т. е. регулятор с преобладающим влиянием упругости пружины) должен иметь растущую характеристику (кривая 1). При преобладающем влиянии гидродинамических сил изменяется знак последнего члена левой части уравнения регулятора (6.23), т. е. при пере­ мещении штока регулятора на закрытие дросселирующего сече­ ния, равновесное значение перепада давления не увеличивается,

ные перемещения чувствительного элемента, на который действу­ ют перепады давлений в разных трактах с компонентами, кон­ такт между которыми недопустим. Определенными преимуще­ ствами обладают регуляторы непрямого действия с гидравличе­ ским усилителем.

-.246

На рис. 6.4 приведена схема регулятора непрямого действия, поддерживающего расход жидкости на магистрали, на которой он установлен. Регулятор имеет в качестве чувствительного эле­ мента мембрану 6, усилитель типа «сопло-заслонка» 7 и односто­ ронний поршневой исполнительный механизм 3. Настраивается регулятор на определенный расход изменением площади дрос­ селирующего сечения путем перемещения дросселя 2 приводом системы управления ракеты или при настройке регулятора в про­ цессе гидравлических проливок путем изменения положения вин­ та настройки 1. Чувствительный элемент 6 сообщается с дрос­ селирующим сечением двумя импульсными трубками 4 и 5. Уси­ литель типа «сопло-заслонка» 7 и через него гидропривод 3 работают на компоненте, подаваемом по одной и той же импульс­ ной трубке 4. Жидкость из рабочей полости гидропривода А по­ ступает через жиклер 8 в пружинную полость В, а из нее слива­ ется на вход в насос.

При случайном изменении расхода компонента (например,, при увеличении) увеличивается перепад давления р3— р4 на дросселе 2. Изменение перепада давления по импульсным труб­ кам 4 и 5 передается на чувствительный элемент 6, который из-за изменения равновесия начнет передвигаться вверх, открывая се­ чение сопла-заслонки 7. Это приводит к росту расхода компо­ нента через сопло-заслонку, что в свою очередь нарушает равно­ весие сил на поршне 3. Из-за увеличения расхода растет давле­ ние в полости А, и вслед за этим начинает двигаться поршень 3, закрывая дросселирующее сечение дросселя регулятора 9, что приводит к уменьшению расхода Gper. Таким образом, регуля­ тор парирует возмущения расхода компонента, поддерживая неизменным его значение.

Движение чувствительного элемента определяется силой, дей­ ствующей со стороны пружины и разностью давления в полостях С и D по обе стороны мембраны 6. Обозначив координату поло­ жения центра мембраны у, составим уравнение движения мем­

Здесь ты— масса мембраны; а — коэффициент вязкого трения;

*м — эффективная жесткость мембраны и пружины;

Р0— сила затяжки пружины при у = 0 ;

Ры— эффективная площадь мембраны;

■Pc-, Pd давление в полостях по обе стороны мембраны;

Нж— сила, действующая на заслонку со стороны жид­ кости;

/?тр — сила сухого трения.

Сила, действующая на заслонку, определяется взаимодействием ее с потоком жидкости между заслонкой и срезом сопла (рис.

24Т

6.5, а). Для случая течения жидкости из сопла усилия за заслон­ ку разбиваются на три составляющих [45]. Первая составляю­ щая R I связана с поворотом потока между соплом и заслонкой. Из уравнения количества движения находим соотношение для составляющих скорости в направлении оси сопла

Рис. 6.5. Элемент «сопло-заслонка»:

а — схема элемента; и — распределение давления на заслонке

Пренебрегая составляющей скорости wB и учтя связь расхода со скоростью, получим

4G*

Яі =

Вторая и третья составляющая силы RiK-—Rz и Rz — создаются статическим давлением жидкости соответственно в выходном се­ чении (рис. 6.5, б)

#2 = —— \Рс — Рс)

IIв зазоре-между торцом сопла и заслонкой

гв

/ ? 3 = 2 jt j (p — P c )rdr .

-248