液体火箭金属膜盒式蓄压器的动力学模型研究
2021-04-22张青松范瑞祥尕永婧
火箭推进 2021年2期
张青松,范瑞祥,尕永婧,罗 盟
(1.北京宇航系统工程研究所,北京 100076;2.中国运载火箭技术研究院,北京 100076)
0 引言
液体火箭POGO振动是动力系统压力脉动与结构纵向振动相耦合而产生的动力学不稳定问题,通常在推进剂输送系统上安装蓄压器是抑制POGO振动的主要措施。根据蓄压器结构形式和工作方式的不同,可以将蓄压器分为贮气式和注气式两大类。贮气式蓄压器通常用一个弹性结构将工作气体封存起来,工作过程中蓄压器的能量值基本保持不变,目前国内液体运载火箭均采用金属膜盒作为蓄压器的贮气结构,对于此类蓄压器,影响其工作性能的主要因素是膜盒组件的失稳性能和容积特性。
文献[13]论述了蓄压器对输送系统变频降幅特性的影响,并指出蓄压器的容积和连接管路的液阻是影响蓄压器变频降幅特性的主要因素。文献[14]通过建立集中参数模型分析了蓄压器对试车台供应管路固有频率的影响。文献[15]从蓄压器中工作气体状态方程出发,建立蓄压器的非线性模型,并对管路和箭体结构耦合系统进行了时域仿真,研究结果表明蓄压器的非线性模型不仅可以反映出系统每个时刻的稳定性,还能体现POGO振动失稳时发散和收敛的过程,以及蓄压器处压力脉动变化的非对称特点。
目前POGO振动分析中蓄压器的柔度是比较重要的一个模型参数,与蓄压器内充气量的多少直接相关,通常在计算蓄压器柔度时忽略结构参数的影响,仅考虑了蓄压器内部气体的柔性效应。……
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