İtme vektör kontrolü nedir?

İtme vektör kontrolü

İtme vektör kontrolü

Bir turbojet motorunun jet jetinin veya bir TVD pervanesinin dönüşü sırasında üretilen bir jetin, ek kaldırma, kontrol veya frenleme kuvveti oluşturmak için seyir uçuş moduna karşılık gelen yönden sapması. U.in. t. kalkış koşusu ve koşusunun (SKVP, VTOL) uzunluğunu ve ayrıca uçuş sırasında manevra yaparken azaltmak için kullanılır. U. yüzyılda jet akımının sapması. t., motorun veya uçağın yapısal elemanları olan saptırma cihazlarının (OS) yardımıyla gerçekleştirilir. VTOL U. yüzyılda. m. aynı zamanda gövde veya kanatta bulunan turbojet motorların veya fanların kaldırılmasıyla veya bir turbojet motoru kullanıldığında dikey bir düzlemde döndürülerek de elde edilir.

OU motorları iki türe ayrılır. Birincisi, seyir sırasında düz bir nozulun işlevlerini yerine getiren döner nozulları veya ızgaraları ve hareketli duvarlara sahip düz nozülleri içerir. İkinci tip işletim sistemi, nozül yolunu tıkayan veya nozül çıkış bölümünün arkasına monte edilmiş kepenklere sahiptir. Bu durumda jet akımının saptırılması doğrudan kepenkler tarafından gerçekleştirilir. Bu tür op-amp'ler bir ters çevirme cihazı içerir. OS (geri çevirme cihazları hariç) bir itme katsayısına sahiptir -

0,94-0,96'dan düşük değil; burada P, OS tarafından üretilen itme kuvvetidir, Reed ise aynı gaz akış hızında ideal OS itme kuvvetidir.

Uçağın işletim sisteminde jet jeti flaplar tarafından saptırılır: jet flapın altından üflendiğinde veya kanat yukarıdan üflendiğinde; ikinci durumda, yüzeye jet yapışması etkisi kullanılır (bkz. Kanadın enerjik mekanizasyonu).

Havacılık: Ansiklopedi. - M .: Büyük Rus Ansiklopedisi.
Baş editör G.P. Svişçev.
1994.

Sözlük- sözlükbilimsel olarak işlenmiş, alfabetik veya tematik olarak sıralanmış bir başlık listesi.
Sözlük, dil birimlerinin (kelimeler, deyimler vb.) kısa özellikleriyle veya belirttikleri kavramların özellikleriyle veya başka bir dile çevirisiyle sıralı bir listesini içeren sözlükbilimsel bir üründür.

araba, araba, araba(Yunanca Αὐτός - "kendisi" ve lat. Mobilis - "hareket eden") - üzerine kurulu bir motorla çalıştırılan ve insanları, malları, çekme araçlarını taşımak, gerçekleştirmek için tasarlanmış, kendinden tahrikli tekerlekli bir araç özel işler ve özel ekipmanların izsiz yollardan taşınması. Esas olarak karada hareket eder.

Otomobil- karmaşık bir sistem, arızalanabilecek bir dizi mekanizma ve bileşen. Bu nedenle arabaların düzenli bakıma ihtiyacı vardır. Oku Araba nasıl takip edilir?

Mitsubishi Motor Şirketi(Japonca: 三菱 自動 車 工業 株式会社 Mitsubishi Jidōsha Kōgyō Kabushiki Kaisha) (MMC), Mitsubishi Jidōsha Kōgyō Kabushiki Kaisha'nın bir parçası olan bir Japon otomotiv şirketidir. Mitsubishi Japonya'nın en büyük imalat grubu. Merkezi Tokyo'dadır. 1970 yılında bu bölümden Mitsubishi Motors kuruldu. Mitsubishi ağır endüstriler.

Uçağın yörüngesinin son parametreleri için kontrol sistemleri (itme kuvveti ve bileşenlerin oranı)

LRE otomasyonunun ana görevleri ve bileşimi

LRE süreçlerinin ve çalışma modlarının düzenlenmesi

Bir LRE'de, yakıt besleme sisteminden bağımsız olarak, tüm bakım ve fırlatma hazırlığı işlemleri, fırlatmanın kendisi, çıkış ve modda çalışma, kapatma ve diğer işlemler otomatik olarak gerçekleştirilir, yani. insan müdahalesi olmadan (bir otomasyon sistemi tarafından sağlanır).

LRE otomasyonunda üç ana işlev vardır: Motorun kontrolü, düzenlenmesi ve bakımı. İlk durumda, otomatik kontrol sistemi (ACS), örneğin motorun çalıştırılması gibi herhangi bir işlemin yürütülmesini sağlar. Burada, çeşitli birimlerin ve sistemlerin kesinlikle sıralı olarak dahil edilmesiyle motor, belirtilen çalışma moduna "getirilir". İkinci durumda, otomatik kontrol sistemi (ACS), belirli bir programa göre herhangi bir parametreyi, örneğin itme değerlerini korur ve değiştirir. Son olarak, üçüncü durumda, otomasyon sistemi motorun bakımını sağlamalı, örneğin çalıştırmadan önce sıvı ve gazlı bileşenlerin dolumunu, içlerindeki basıncı kontrol etmelidir. , motorun çeşitli birimlerinin, elemanlarının ve sistemlerinin konumu ve durumu ve bunların fırlatılmaya hazır olması vb.

Otomasyonun tüm bu fonksiyonları arasında acil görevleri şunlardır:

1) itme değerlerinin ve bileşenlerin oranının düzenlenmesi ve değiştirilmesi;

2) başlatma ve durdurma işlemlerinin kontrolü;

3) tankların basınçlandırma sistemlerinin çalışmasının kontrolü ve düzenlenmesi;

4) itme vektörü kontrol sisteminin çalışmasının kontrolü;

5) Tüm motorun bir bütün olarak çalışmasının kontrolünün ve yönetiminin sağlanması.

Uçağın balistik uçuş yörüngesinin aktif bölümünün uç noktasına gerekli doğrulukla çıkışı, uçağın kütle merkezinin hareketini kontrol etmeye yönelik geleneksel yöntemlerle sağlanmaz. Alışılmış yöntemde, motor çalışma süresinin hassas dozajına bağlı olarak sıvı yakıtlı roket motorunun gerekli itme kuvvetinin oluşmasını kastediyoruz. Zamandaki itkinin sabit kaldığı varsayılmaktadır. LRE için son varsayım karşılanmamaktadır, çünkü uçak dünya yüzeyi seviyesinden gerekli uçuş yüksekliğine hareket ettiğinde ortamın basıncı ve sıcaklığı önemli ölçüde değişmektedir. Motor kontrol döngüleri, çevre koşullarındaki değişiklikleri dikkate almadıkları için bu değişiklikleri telafi edemezler. Yörüngenin aktif kısmının sonunda uçak hareket parametrelerinin gerekli doğruluğunu sağlamak için, uçak hareket yörüngesinin son parametreleri için özel kontrol sistemleri kullanılır. Balistik uçakların ve uzay aracı gemilerinin uçuşunun aktif aşamasının yörüngesinin son parametreleri şunlardır: uçak hızı uçuşun aktif ayağının sonunda V'ye ;uçağın son kütlesit'ye Ve uçağın uzunlamasına ekseninin eğim açısı Dünya yüzeyinde belirli bir noktada ufuk çizgisine göre θ'ya , bkz. Şek. 6.1.

Uçağın boylamasına ekseninin gerekli eğim açısı, itme vektör kontrol sistemi kullanılarak uçağın kütle merkezine göre otonom bir hareket kontrol sistemi tarafından sağlanır.

RKS sistemi (görünür hız kontrolü). Uçağın görünen hızı ve nihai kütle kontrol sistemleri, uçağın hareket parametrelerine dayalı olarak motor parametrelerini kontrol eder.

Ortamın değişken yoğunlukta olduğu koşullar altında bir uçağın uçuş hızını doğrudan ölçmek mümkün değildir. Bununla birlikte, LRE itme kuvveti tarafından oluşturulan görünen boylamsal ivmenin ölçümü, örneğin bir ivmeölçer kullanılarak mümkündür. Uçak hızı, kesin zaman içindeki boylamsal ivmenin bir integrali olarak, denir görünür hız. Görünen hız, RCS sisteminde uçağın aktif uçuş aşamasının sonunda gerekli son hızı sağlamak için kullanılır. Bu sistemin şematik diyagramı Şek. 6.2.

Görünür hızlanma ölçerin sinyalinin entegre edilmesinden sonra, uçağın boylamsal hareketinin gerçek hızı her an bilinir hale gelir V gerçeği. Uçağın gerçek hızına ilişkin bilgi, hızı değiştirmeye yönelik hesaplama programını içeren karşılaştırma elemanına beslenir. V programı uçağın aktif uçuş alanında. Karşılaştırma elemanının girişine uygulanan hesaplanan ve gerçek hızların karşılaştırılması, çıkışında bir hata sinyali üretir.

Pirinç. 7.2. Hız kontrol sisteminin (RCS) fonksiyonel şeması

Amplifikasyondan sonra hata sinyali, tersinir bir elektrik motoru tarafından rotorunun açısal dönüşüne dönüştürülür. Elektrik motorunun rotoru, çalışma sıvısının tüketimini uzaktan kumandadaki HP türbinine dozlayan bir gaz kelebeğine bağlıdır. Hız uyumsuzluğunun işaretine bağlı olarak gaz kelebeği, hata sinyali modülüne karşılık gelen miktarda açılır veya kapanır. Bu durumda, HP rotorunun hızındaki bir değişiklik nedeniyle haznedeki yakıt tüketimi ve dolayısıyla motor itme kuvveti değişir. Motor itme gücündeki bir değişiklik, uçağın hızlanmasında ve dolayısıyla görünen hızında bir değişikliğe yol açar. Daha sonra program hızının değeriyle karşılaştırılması, sistemin eylemlerini değerlendirmenize ve yeni bir düzeltme sinyali oluşturmanıza olanak tanır. Ayrıca, sistemin elemanları arasındaki bilgi alışverişinin tüm döngüsü tekrarlanır. Herhangi bir geri besleme kontrol sistemi gibi DCS işleminin mantığı da koşulun yerine getirilmesine indirgenmiştir. ∆V→0. Bununla birlikte, sistem sinyallerinin döngülerinin gerçek unsurları üzerinden geçişine her zaman hem dinamik hem de istatistiksel hatalar eşlik eder. Sonuç olarak hesaplama programının gerçek bir sistem tarafından birebir kopyalanması imkansızdır. Hesaplama programının gerçek hızını takip etmedeki toplam hata izin verilen sınırlar dahilinde (%3÷5) ise, sistem kendisine atanan fonksiyonları yerine getirmeye uygun kabul edilir. RCS sistemi, tolerans limitleri dahilindeki gerçek hız son program hızına eşit olur olmaz çalışmasını sonlandırır. V'ye. Şu anda, RKS sistemi, kontrol döngüsünü atlayarak doğrudan motor odasına yakıt beslemesini durduran ana yakıt valflerine gönderilen motorları durdurmak için bir komut üretir. Son etki darbesi ve durdurmanın iki aşamalı yapısı dikkate alındığında, motoru durdurma komutu, gerçek hızın nihai tasarım hızına eşit olmasından biraz daha erken oluşturulabilir.

RCS sisteminin çalışması sırasında, aynı işaretlere sahip iç hatalara sahip dış bozuklukların eklenmesi nedeniyle, RCS'nin itme kuvvetini önemli ölçüde azaltma veya aşırı zorlama eğiliminde olduğu bir durum ortaya çıkabilir. Bu gibi durumlardan kaçınmak için RCS sistemi, motor bölmesindeki basınç sensörü (DP) aracılığıyla bölmeyle dahili geri bildirim sağlar; bu sayede sistemin çalışması yalnızca motorun izin verilen sapma alanıyla sınırlanır. itme.

SOB sistemi (tank boşaltma sistemi) Uçağın yörüngesinin son parametrelerine ilişkin kontrol sistemi, aynı zamanda uçağın hesaplanana yakın nihai kütlesini de sağlamalıdır. Tankları yakıtla doldururken hatalar her zaman kaçınılmazdır: 1) Yakıtın yetersiz doldurulması temelde kabul edilemez, çünkü bu uçuş programının tamamlanmamasına yol açar ve 2) yakıt aşırı doldurulduğunda, tanklarda mekanik ve termal nedenlerden kaynaklanan garantili yakıt kalıntıları Yakıtın yetersiz beslenmesi, tahrik sisteminin çalışmasının sona ermesiyle sağlanmalıdır. Bununla birlikte, uçuş sırasında yakıt sıcaklığındaki değişikliklerin etkisi (örneğin aerodinamik ısınmadan), yakıt bileşenlerinin oranında bir değişikliğe neden olan uçağın hızlanması, uçuş sırasında yakıt yollarının hidrolik özelliklerinde değişiklikler (örneğin, yakıt yollarındaki değişiklikler) soğutma yollarının direnci), otomatik ünitelerdeki yakıt dozajındaki hatalar ve diğer faktörler ekstra yakıt gerektirir. Görünüşte bariz basit çözüm - başlangıçta bir rezervle yakıt dökmek ve motor kapatıldığı anda onu uçağın dışına boşaltmak şu anda kabul edilemez, çünkü PS durdurulduğunda uçaktaki yakıt şu anda kabul edilemez: uçağın faydalı yükünün fiyatı. Bir başka bariz çözüm, fazla yakıtı başlangıçta değerlendirmek ve uçak fırlatma rampasından kalktığı anda boşaltmaktır; bu da kabul edilemez, çünkü bu, uçuş sırasında motor tarafından öngörülemeyen olası aşırı yakıt tüketimi durumlarını garanti etmez. ve dolayısıyla uçağın uçuş görevi performansını tehlikeye atar. Soruna işe yarayan bir çözüm, uçağın nihai kütlesinin tüm serideki her PS için hesaplanana yakın olmasını sağlamak için yukarıdaki iki aşırı bariz (ilk bakışta) çözüm arasında yatmaktadır.

Şekil 6.3. Tank boşaltma sisteminin fonksiyonel şeması

Yakıt depolarının taşması ve motor tarafından tüketiminin fiili değerlendirmesi hakkında bir bilgi kaynağı olarak, FSS'de kontrol tanklarına takılan ayrı yakıt seviye göstergeleri kullanılır. Tanklardaki yakıt seviyelerinin konum sinyalleri merhaba Ve saat farklarının tahmin edildiği seviye uyumsuzluğu sensörüne (DRU) beslenir Δh=h o -h r. Tespit edilen seviye farkı, sinyallerin güçlendirilmesi ve makine koduna dönüştürülmesinden sonra araç bilgisayarına (OCCM) girer; bu bilgisayar, sistemdeki gerçek seviye uyumsuzluğuna dayalı olarak o anda hangi tank boşaltma programının uygulanması gerektiği sorununu çözer. yakıt depoları, bu uyumsuzluğun uçağın uçuşunun aktif aşamasının sonuna kadar giderilmesi şartına dayanmaktadır. Bu durumda PS'nin çalışması sonunda garanti edilen hesaplanmış kalan yakıt tanklarda kalır. Gerçek seviye uyumsuzluğunun analizi sonucunda araç bilgisayarı bir komut sinyali üretir.

Amplifikasyondan sonra, bu sinyal, ters çevrilebilir bir elektrik motoru tarafından, yakıt besleme hatlarından birine hazneye (oksitleyici besleme hattında) monte edilen gaz kelebeğinin açısal dönüşüne dönüştürülür. İlk anda öyle olduğunu varsayalım. τ hakkında başlangıçta seviye sensörleri oksitleyici miktarının fazla olduğunu tespit etti Δh o.begin(Şekil 6.4). Araç bilgisayarı bu bilgiye yanıt olarak oksitleyici tankı 1. hat boyunca boşaltmak için bir program planlar. Bilgi almak için bir sonraki zaman aralığında ise τ1 Planlanan program takip edilirse ikincisi kaydedilir.

Şekil 7.4. Tank boşaltma sisteminin çalışma prensibi

Bilgi almak için sonraki zaman aralığında ise τ2 Belirtilen programdan bir sapma tespit edilirse, bir süreliğine seviye uyumsuzluğunun gerçek durumuna göre τ2 oksitleyici hattındaki gaz kelebeğinin yeni bir konuma kaydırıldığı yeni bir program 2 geliştirildi. Şu andan itibaren tankların boşaltılması işlemi ise τ2 yönetilmeden bırakılırsa, uzaktan kumandanın çalışmasının sonunda, yakıt deposunda önemli miktarda fazla kalıntı (kesikli çizgi 2 ") ile sonuçlanabilir.

Eğer zaman aralığında τ3 Yerleşik bilgisayardan bilgi alındıktan sonra, tankların (2) boşaltılmasına yönelik yeni program kaydedilir, ardından uzaktan kumandanın çalışmasında herhangi bir değişiklik yapılmaz.

Tankların boşaltılmasının gerçek durumu amaçlanan programa uymuyorsa, yakıt tanklarını boşaltma programı hareketlidir ve programların sonlu bir toplamını temsil eder (Şekil 6.4'teki kırık yörüngeye bakınız).

SSS'nin çalışmaları sonucunda yukarıda formüle edilen uçağın nihai kütlesinin sağlanması sorununun çözümüne yönelik ilkeler uygulanmıştır.

Uçağın nihai kütlesini kontrol etmek için dikkate alınan sistemin temel özelliği, tanklardaki fazla yakıtın "boşaltılmasının" motor bölmesi aracılığıyla gerçekleştirilmesi ve bunun sonucunda içindeki yakıt bileşenlerinin oranının değişmesidir. Doğal olarak, bu durum, motorun maksimum spesifik itme kuvvetine karşılık gelen yakıt bileşenleri oranının optimal değerinin sıkı bir şekilde korunmasına katkıda bulunmaz. Genel motor teorisinden, LRE'nin spesifik itme kuvvetinin ekstremum bölgesinde, yakıt bileşenlerinin oranı ile ilişkisinin yumuşak bir karaktere sahip olduğu da bilinmektedir. Bu nedenle, belirli itme kuvvetine çok fazla zarar vermeden, yakıt bileşenlerinin oranının optimum değerinin %3 ÷ 5'i dahilinde değiştirilmesine izin vermek mümkündür.

Uçağın eksenlerinin uzaydaki konumunun ve açısının stabilizasyonu θ'ya Uçağın aktif uçuşunun son bölümü itme vektör kontrol sistemi tarafından sağlanmaktadır.

gaz dümenleri(Şekil 6.5, A), ısıya dayanıklı grafitten yapılmış, döner bir cihaz kullanarak motor memesinin çıkışındaki gaz jetinin yönünü değiştirin. Bu yöntemin dezavantajı, nozülün çıkışındaki gaz akışına yerleştirilen dümenlerin öncelikle gaz akışına karşı sabit bir direnç oluşturmasıdır. . Ayrıca motorun çalışması sırasında ikinci olarak gaz dümenlerinin yüzeyi orijinalinin yaklaşık yarısı kadar yanar.

Bu dezavantaj, nozul çıkışına çevresel dümenler takılarak önlenebilir (Şekil 6.5, B), dümenin kalkan yüzeyini motor nozulunun çıkışındaki gaz akışına batırarak itme vektörünü kontrol eden. Nötr konumda çevresel dümenler gaz akışına direnç oluşturmaz.

Bölmeyi veya memeyi döndürün. Kamerayı döndürmek yerine yalnızca motor başlığı döndürülebilir (Şek. 6.5, V) veya nozul çıkışına monte edilmiş toroidal bir deflektör (Şekil 6.5, G), veya nozülün eğik bir kesimle döndürülmesi (Şekil 6.5, D).

Pirinç. 6.5. LRE'nin itme vektörünü kontrol etmenin olası yolları

Memenin süperkritik kısmına gaz enjeksiyonu. Nozulun süperkritik kısmına sıvı veya gaz üfleyerek itme vektörünü değiştirme yöntemi özellikle dikkate değerdir (Şekil 6.5, e). Sıvı (veya gaz) silindire (1) yerleştirilir ve kontrol sisteminin komutuyla valfler (2) aracılığıyla hafif bir aşırı basınçla ağızlığın (3) genişleyen kısmına belli bir açıyla girer. α. Meme duvarının yakınında, süpersonik akışın sınırında ve sıvının (4) (veya gazın) buhar fazı, bir şok dalgası (5) gerçekleştirilir.Şok dalgasının arkasında artan basınç alanı oluşur (Şekil 6.5'te, e takvim P c \u003d f (l c)), burada gaz jeti nozulun eksenine doğru sapar, bu da tüm gaz akışının sapmasına neden olur ve böylece gaz akışındaki sapmanın tersi yönde bir nozül itme eksantrikliği yaratır. Memeden geçen tüm gaz akışına göre sıvı akışının %1'i üflendiğinde, motorun toplam uzunlamasına itme kuvvetinin %0,5'ine eşit bir enine itme bileşeni ortaya çıkar. Böylece, nozülün süperkritik kısmına gaz veya sıvı enjeksiyonu, itme vektörünün hassas (hassas) kontrolü için kullanılır.

Gelecek vaat eden bir diğer yöntem ise, çok odacıklı bir tahrik sisteminde uçağa sıkı bir şekilde sabitlenmiş kameralar arasında yakıt tüketimini yeniden dağıtarak itme vektörünü kontrol etmektir. Bununla birlikte, bu yöntemin geniş uygulaması, yakıt bileşenlerinin oranını korurken, bunların RCS ve FSS sistemleri ile etkileşimini düzenlerken ve aynı zamanda motor odası çalışma modlarındaki değişim derinliğini sınırlandırırken, yakıt tüketimi yeniden dağıtım düzenleyicilerinin uygulanmasındaki teknik zorluklar nedeniyle engellenmektedir.

Katı yakıtlı bir roket motorunda itme vektörünü kontrol etmek için, motorun tamamının süspansiyona monte edilmesi tavsiye edilmez (muhtemelen verniyeli motorlar hariç), bu nedenle tasarımcıların tasarrufundadır.

Pirinç. 117. Meme düzelticiler

Geriye şu çözümler kalıyor: memeye gaz jetini saptıracak mekanik kontrol yüzeyleri yerleştirmek, memeyi veya bir kısmını döndürmek, ikincil enjeksiyon ve ek kontrol memeleri kullanmak (sıvı yakıtlı roket motorunda yapıldığına benzer).

Mekanik kontrol yüzeyleri, yukarıda tartışılan gaz dümenleri ve deflektörlerine ek olarak, Şekil 2'de gösterilen kayar ve döner trim tırnaklarını içerir. 117. Saptırıcı yüzeylerin gaz jeti üzerindeki etkisi, profil etrafındaki süpersonik akış teorisine göre yaklaşık olarak hesaplanabilir, ancak kontrol kuvvetinin doğru değerlerini elde etmek için (itme kuvvetinin eksene dik bileşeni) motor), sapmanın büyüklüğüne bağlı olarak ölçümler gereklidir. Makalede, gaz jetinin bu şekilde kontrol edildiği nozulların, iyi bir tekrarlanabilirlik ile eksenel itme bileşenine ulaşan maksimum yanal kuvvetlerin elde edilmesini mümkün kıldığı bildirilmektedir. Hareketli mekanik yüzeyler yardımıyla itme vektörünün kontrol edilmesi, ek direnç nedeniyle itme kaybına neden olmasına ve yüksek dinamik basınç, sıcaklık ve ısı koşulları altında güçlerini ve bütünlüğünü sağlamayı amaçlayan özenli bir geliştirme ve teknolojik çalışma gerektirmesine rağmen akışlar Polaris ve Bomark gibi füzelerde başarıyla kullanıldı.

Döner nozullar, itme gücünde önemli bir azalmaya neden olmadıkları ve kütle özellikleri açısından rekabetçi oldukları için gaz jetinin en verimli mekanik kontrolünü sağlar. Böyle bir teknik çözümün kullanımına bir örnek, Minuteman roketinin ilk aşamasında kullanılan, yalpa çemberi süspansiyonlu ve bilyeli mafsallı dört döner nozülün montajıdır.

Sistem, fark edilir bir itme kaybı olmadan sapma, eğim ve yuvarlanma düzlemlerindeki itme vektörünün kontrol edilmesini mümkün kıldı ve gaz jetinin sapma açısı, nozül bloğunun dönüşüne doğrusal olarak bağlıydı.

İtki vektörü kontrol yöntemlerinin daha da geliştirilmesi, katı yakıtlı roket nozuluna yerleştirilen yalpa çemberi süspansiyonunun ve hareketli sıcak metal parçaların kullanımının hariç tutulmasını mümkün kılan daha modern planlarla ilişkilidir. Bu planlar şunları içerir: a) yörüngeler arası römorkörlerin katı yakıtlı roket motorları için geliştirilen Tehrol tipi nozül süspansiyon sistemi (bkz. Bölüm 11'deki Şekil 148); b) menteşeli bir süspansiyon üzerinde bir ağızlık bulunan takviye modülünün motorunda kullanılan itme vektörü kontrol sistemi (bkz. Bölüm 11'deki Şekil 150); c) katı yakıt güçlendirici VKS "Uzay Mekiği" nozulunun esnek bir destek üzerine montaj şemasında kullanılır. Son şemayı daha ayrıntılı olarak ele alalım.

Şek. Şekil 118, TTU'nun arka montajını gösterir ve itme vektörü kontrol sistemi birimlerinin konumunu gösterir ve Şekil 118'de, Şek. Şekil 119, esnek nozul konektörünün cihazını göstermektedir. Bağlantı düğümü, kavisli kesitli 10 çelik halka contalı, esnek elastik malzemeden yapılmış bir kabuktur. Birinci ve son takviye halkaları, motor mahfazasına bağlanan nozülün sabit kısmına tutturulmuştur. Döner nozulun aktüatörleri, yardımcı bir güç ünitesi tarafından çalıştırılır. Hidrolik enerjiyi çalışan servo silindirlere aktaran, biri nozülün kayma düzleminde, diğeri yanal dönüş düzleminde dönmesini sağlayan iki ayrı hidrolik pompa ünitesinden oluşur (Şek. 120). Ünitelerden birinin arızalanması durumunda diğerinin hidrolik gücü artar ve nozulun her iki yöne sapmasını düzenler. Hızlandırıcı ayırma işleminden suya girene kadar tahrikler nozulu nötr konumda tutar. Servo silindirler, uçağın eğim ve sapma eksenlerine 45°'lik bir açıyla dışarıya doğru yönlendirilir. Söz konusu katı yakıtlı roket motorundaki itme vektörü kontrol sisteminin tahriklerini besleyen yardımcı güç ünitesinin, bir katalizör üzerinde gaz jeneratöründe katalitik ayrışmaya maruz kalan sıvı tek bileşenli yakıt - hidrazin üzerinde çalıştığı belirtilmelidir. iridyumla kaplanmış alüminyum topaklar şeklinde.

10.3.1. İKİNCİL ENJEKSİYON

İtki vektörünü kontrol etmek için katı yakıtlı roket motoru nozülüne yardımcı bir çalışma maddesinin enjekte edilmesine yönelik bir yöntem 1940'ların sonlarında önerildi. seri uçaklarda kullanılmaya başlandı

1960'ların başında makineler. Bu amaçlar için kullanılan maddeler arasında su ve freon-113 gibi inert sıvıların yanı sıra yanma ürünlerinde hidrojen ile etkileşime giren sıvılar ve iki bileşenli yakıtlar (örneğin hidrazin) bulunur.

Pirinç. Şekil 121, enjeksiyonun memedeki akış alanı üzerindeki etki mekanizmasını göstermektedir. Enjekte edilen sıvının egzoz gazlarının bir kısmının yerini almasına ek olarak, enjeksiyon bir şok dalgaları sisteminin (ayrılma şoku ve indüklenen yay şoku) oluşmasına yol açar. Reaktif kuvvetin yanal bileşeni iki etkinin sonucu olarak ortaya çıkar: birincisi, enjekte edilen maddenin momentum akışı.

Pirinç. 118. (taramaya bakın) Katı yakıt güçlendirici VKS "Uzay Mekiği"nin alt düzeneği - güç kablosu (12 adet); 2 - destek çerçevesi; 3 - itme vektör kontrol sistemi (2 adet); 4 - kaporta; 5 - ön meme bloğu; 6 - katı yakıt yükü; 7 - yerleştirme çerçevesi; 8 - telemetri ekipmanı bloğu; 9 - bandaj halkaları; 10 - TTU ayırma sisteminin motorları (4 blok); ısı kalkanı.

(taramayı görüntülemek için tıklayın)

Pirinç. 121. İkincil enjeksiyon mekanizması. 1 - sınır katmanı; 2 - ayırma atlaması; 3 - ayırma akış sınırı; 4 - enjeksiyon deliği; 5 - kafa şoku; 6 - enjeksiyon bölgesinin sınırı.

delik, yanal bir reaktif kuvvetin ortaya çıkmasına neden olur, ikinci olarak, nozül duvarındaki basınç dağılımındaki değişiklik nedeniyle ek bir yanal kuvvet oluşturulur. İkinci etki, sıvının çevredeki atmosfere değil doğrudan içine enjekte edildiği duruma kıyasla yan bileşeni arttırır. Örneğin nozüle üfleme yapılırken yanal kuvvette 2-3 kat artış gözlendi. Tek bir merkezi ağızlığa sahip katı yakıtlı roket motorları için sapma ve eğim düzlemlerinde böyle bir itme vektörü kontrol sisteminin etkinliği, girişin konumuna ve enjekte edilen maddenin akış hızına bağlıdır. Memeye gaz üflerken veya buharlaşmayan bir sıvı enjekte ederken yanal bileşenin büyüklüğü, enjekte edilen madde ile ana akış arasındaki sınır yüzeyinin şekline yaklaşık olarak yaklaşık olarak farklı bir şekilde (Bölüm 10.2'de açıklanandan farklı) hesaplanabilir. yarım küre tabanlı yarım silindir.

Ana akışın yanından, bu yüzeye, duvara paralel ve silindirin yarıçapının nerede olduğu, akış çekirdeğindeki ortalama statik basınçla orantılı bir basınç kuvveti etki eder. Sınır yüzeyindeki buharlaşma, karışım ve viskoz kuvvetleri ihmal ederek, enjekte edilen akışkanın duvara paralel momentum akışı ile basınç kuvveti arasındaki denge koşulunu yazıyoruz:

burada akış hızı (duvara paralel asimptotik sıvı akış hızına eşit olduğu varsayılır), asimptotik

enjekte edilen maddenin oranı. Sıvının durma basıncından basınca izantropik genleşmesi sonucu elde edildiğini varsayarsak, bu sadece enjekte edilen maddenin termodinamik özelliklerine bağlı olan bilinen bir parametredir. Buradan,

Duvara dik kuvvetin üç bileşeni vardır: 1) giriş çıkışındaki normal hız, 2) deliğin çıkışındaki enjeksiyonlu ve enjeksiyonsuz basınç kuvvetleri arasındaki fark ve 3) içteki integral arasındaki fark. enjeksiyonlu ve enjeksiyonsuz duvar üzerindeki basınçtan nozulun yüzeyi. Yeterince küçük nozul açılma açılarında yanal kuvvet ifadesi şu şekildedir:

burada awx, nozulun çıkış yuvasının açıklığının yarım açısıdır, nozulun geometrik özelliklerine, girişin konumuna ve egzozdaki maddenin spesifik ısı kapasitelerinin oranına bağlı boyutsuz bir katsayıdır. jet. Bu formüle göre yapılan hesaplama deneysel verilerle iyi bir uyum içindedir.

Rulo düzleminde itme vektörü kontrolü gerekiyorsa, iki nozül kullanılabilir veya çıkış çanına bir çift ince uzunlamasına bölme nervürü yerleştirilebilir ve karşılık gelen deliklerden sıvı enjekte edilir. Şek. Şekil 122'de deliklerin eğim kontrolü, sapma delikleri ve eklem enjeksiyonu veya yuvarlanması sağladığı görülmektedir. Enjekte edilen sıvı olarak suyun bulunduğu bir rüzgar tünelinde, böyle bir nozuldaki basınç dağılımı ve bunun ikincil ve ana akış oranlarının oranına bağlı olarak değişmesi ve ikincil enjeksiyon için girişlerin optimal konumu üzerine parametrik bir çalışma gerçekleştirildi. saptanmıştır. Bu sonuçlar daha sonra PCA bazlı küçük bir monopropellant yükünün yakıldığı ve memeye freon-113'ün enjekte edildiği özel bir cihazın geliştirilmesinde kullanıldı (Şekil 123). Motor, yuvarlanma düzleminde serbest (sürtünmesiz) hareket yapmasına olanak tanıyan iki hassas yatağa monte edildi. Dönme momenti, katı yakıtlı roket motorunun ön tabanına tutturulmuş geçiş manşonuna dik olarak kaynaklanmış iki kiriş kullanılarak ölçülmüştür. Kirişler standa sağlam bir şekilde gömüldü ve bir tork uygulandığında bükülmeye maruz kaldı. Gerinim ölçerli ölçüm köprüsü,

Pirinç. 122. Üç eksen boyunca kontrol sağlayan katı yakıtlı roket motorunun merkezi nozulunun şematik diyagramı.

kirişlerin üzerine yerleştirilen an ile orantılı olarak değişen bir sinyal verdi.

Şekil 2'de sunulan sonuçlar. Şekil 124, enjekte edilen madde giriş deliklerinin konumunun tork üzerinde çok az etkiye sahip olduğunu, yalnızca %10-15'lik sapmalar verdiğini göstermektedir (deliklerin konumu soğuk çalışma sıvısı ile yapılan testler temel alınarak seçildiğinden bu şaşırtıcı değildir) ) ve spesifik dürtüdeki azalma nedeniyle

Pirinç. 123. Tezgah kurulum şeması.

Pirinç. 124. (taramaya bakın) Enjekte edilen akış hızının torkun itme oranına (a) ve spesifik darbeye ve itmenin ek eksenel bileşenine (b) bağımlılığına ilişkin deneysel veriler.

memeye uzunlamasına kaburgalar takılarak sıvı enjeksiyonu ile telafi edilir ve sıvı akışındaki artışla spesifik dürtü artar.

Kontrollü itme vektörü

İtme vektör kontrolü (PVC) jet motoru - motorun jet akışının seyir moduna karşılık gelen yönden sapması.

Şu anda, itme vektörünün kontrolü esas olarak nozulun tamamının veya bir kısmının döndürülmesiyle sağlanmaktadır.

Şekil 1: Mekanik UVT'li nozulların şemaları: a) - ses altı kısımda akış sapması ile; b) - süpersonik kısımda akış sapması ile; c) - birleştirilmiş.

Ses altı kısımda akış sapması olan şema, mekanik sapma açısının gaz dinamik açısı ile çakışması ile karakterize edilir. Yalnızca süpersonik kısımda sapma olan bir şema için, gaz dinamiği açısı mekanik olandan farklıdır.

Şekil 2: Eksenel akış modunda atmosferik hava kullanan CGWT'li bir nozulun şeması: 1-güç akışı; 2-atmosferin dışarı atılan kontrol akışı; Bölme kaburgalarına sabitlenmiş 3 halkalı kabuk; 4-ayırıcı kaburgalar.

Şekil 3: Maksimum itme vektörü sapması modunda GUVT'li bir nozulun şeması: 1-kapalı sektör; 2-açık sektör; 3 bölgeli alçak basınç.

Gaz dinamik nozülü, nozülün etkili alanını değiştirmek ve itme vektörünü saptırmak için bir "jet" tekniği kullanır, nozül ise mekanik olarak ayarlanamaz. Bu nozulun sıcak, yüksek yüklü hareketli parçaları yoktur, uçak tasarımına iyi uyum sağlar, bu da ikincisinin kütlesini azaltır.

Sabit nozülün dış hatları uçağın hatlarına düzgün şekilde oturarak düşük görüş performansını artırır. Bu nozülde, kompresörden gelen hava, sırasıyla kritik bölümü değiştirmek ve itme vektörünü kontrol etmek için kritik bölümdeki ve genişleyen bölümdeki enjektörlere yönlendirilebilmektedir.

Bağlantılar

• RD-133 - airwar.ru'da

Edebiyat

1. Bezverby V.K., Zernov V.N., Perelygin B.P. Uçağın tasarım parametrelerinin seçimi .. - M .: MAI., 1984.
2. No. 36 // Bilgiyi ifade edin. Seri: havacılık motoru binası .. - M .: CIAM., 2000
3. Krasnov N.F. Aerodinamik. 2 // Aerodinamik. Aerodinamik hesaplama yöntemleri - M .: VSh, 1980.
4. Shvets A.I. Yük taşıyan formların aerodinamiği - Kiev: VSH, 1985.
5. Zalmanzon L.A. Pnömonik unsurların teorisi. - M.: Nauka, 1969. - S. 508.
6. 2 // Gaz dinamiği itme vektörü kontrol cihazı oluşturma deneyimi Özetler. Kuznetsova", 2001. - S. 205-206.

Diferansiyel denklem

İtki vektör kontrol sistemi nasıl çalışır?

Diferansiyel denklem

İtki vektör kontrol sistemi nasıl çalışır?

Fotoğraf: Üreticiler

Herhangi bir arabada bir diferansiyel vardır, ancak buna neden ihtiyaç duyulur? Tork vektörlemeli "aktif diferansiyel" nedir ve dönüşe neden yardımcı olur? Hadi bulalım!

Hareket halindeyken arabanın tüm tekerlekleri farklı hızlarda döner. Yolun engebeli olması nedeniyle tekerleklerden biri tümseğe çarptığında, düz yolda giden diğer tüm araçlardan daha fazla mesafe kat eder. Ve sonuçta her şey gerçekten kötü: Dört tekerleğin her biri kendi yarıçapı boyunca hareket ediyor (arabaların karda bıraktığı izlere dikkat edin).

Tahriksiz tekerlekler için bu bir sorun değilse, tahrikli tekerleklerde her şey o kadar basit değildir. İki tahrik tekerleği sert bir şaftla bağlandığında, lastikler sürekli olarak kayar veya kayar, bu da çabuk aşınabilecekleri anlamına gelir. Bu, yakıt tüketimini artıracak ve araç daha kötü sürülecektir. Bu sorunları önlemek için otomobiller diferansiyellerle donatılmıştır.

Fransız matematikçi Onesifor Pekker, diferansiyelin mucidi olarak kabul ediliyor ve olayın tarihi 1825'e kadar uzanıyor. Her ne kadar bazı haberlere göre antik Roma'da böyle bir cihaz mevcut olsa da tarih sorununu uzmanlara bırakalım. Bu yazımızda İngilizce’de “thrust vektör kontrolü” anlamına gelen, tork vektörleme olarak bilinen nispeten genç bir sisteme daha fazla dikkat edeceğiz.

Yapılacak ilk şey diferansiyelin nasıl çalıştığını anlamaktır. Dört ana unsurdan oluşur: mahfaza, uydular, pinyon aksları ve aks dişlileri. Çalışma prensibi basittir: diferansiyel mahfazası, nihai tahrikin tahrik edilen dişlisine sağlam bir şekilde bağlanmıştır, uyduların ekseni mahfazaya sağlam bir şekilde bağlanmıştır. Tork gövdeye, ondan uyduların eksenine ve buna göre uyduların kendilerine iletilir ve onlar da aks millerinin dişlilerine kuvvet iletirler.

Çocuklukta aynı yapıdaki bir arkadaşın salıncakta nasıl dengede durduğunu hatırlayın - yere değmeden havada asılı kalabilirsiniz. Diferansiyelde aks millerinin dişlileri aynıdır, dolayısıyla sol ve sağ aks milleri için kuvvet kolu da aynıdır, bu da sol ve sağ tekerleklerdeki torkun aynı olduğu anlamına gelir.

Diferansiyel, tekerleklerin birbirine göre farklı yönlerde dönmesini sağlar. Asansörde bir tahrik tekerleğini döndürmeye çalışın - ikincisi ters yönde dönecektir. Ancak araca göre bu tekerlekler aynı yönde dönüyor - sonuçta diferansiyel mahfazası da dönüyor! Sanki otobüsün içinde gidiş yönüne doğru yürüyorsunuz ve aynı zamanda durakta kalan kişiden uzaklaşıyorsunuz. Böylece iki tekerleğin aynı eforla döndüğü ve bunu farklı hızlarda yapma olanağına sahip olduğu ortaya çıkıyor. Bu, videoda en açık şekilde gösterilmiştir:

Bu tasarımın dezavantajı, her iki tekerleğin de aynı miktarda torka sahip olmasıdır ve arabanın daha iyi dönmesi için dış tekerleğe daha fazla tork uygulanması iyi olur. Daha sonra araba, gaza bastığınızda, kelimenin tam anlamıyla viraja girecek - ve etki, tek dingilli tahrikli ve serbest diferansiyelli bir arabaya göre çok daha belirgin olacaktır. Peki böyle bir sistem gerçek bir tasarımda nasıl uygulanır?

Günümüzde bu tür sistemler giderek daha popüler hale geliyor. "Tork vektörleme" ifadesi ilk kez 2006'da duyuldu, ancak Aktif sapma kontrolü adı verilen benzer bir sistem doksanların ralli pistlerinde ortaya çıktı: 1996'da piyasaya sürülen Mitsubishi Lancer Evolution IV ile donatıldı. Ancak tam tork vektörlemeli diferansiyelin ayrıntılarına girmeden önce, Ford Focus RS'de kullanılan basitleştirilmiş benzerine bir göz atalım. Land Rover Discovery Sport ve Cadillac XT5 şanzımanlarında da benzer bir sistem kullanılıyor.

Sistem oldukça basittir - arka diferansiyeli olmadığı için geleneksel takmalı dört tekerlekten çekişten bile biraz daha basittir. Her biri aks milini bağlayan yalnızca iki kaplin vardır. Kaymadan düz bir çizgide sürerken, araç önden çekişli kalır, arka tekerlekler yalnızca kayarken ve dönüşlerde bağlanır (sola dönüşte - sağ arka tekerlek ve tersi). Tekerlek, arka aksa giden torkun %100'üne kadarını karşılayabilir, böylece sistem, sanki arabayı döndürüyormuş gibi ortaya çıkan önden savrulmayı telafi eder.

Peki ya yalnızca bir çekiş aksı varsa ve sessiz modlarda bir diferansiyel gerekiyorsa, ayrıca açık bir aks varsa ve sırayla arabayı gazla daha etkili bir şekilde kontrol etmek için dış tekerleğe daha fazla tork uygulamak istiyorsanız, aynı zamanda önden savrulmayı azaltmak mı?

Bu tür çözümler modern otomotiv endüstrisinde de mevcuttur. Örneğin en yeni nesil Lexus RC F ve GS F otomobilleri, torku sol ve sağ tekerlekler arasında dağıtabilen bir arka diferansiyel ile donatılmıştır. Arka dişli kutusundaki böyle bir düğümde, ana dişli en sıradan diferansiyelin mahfazasını döndürür, ayrıca bir debriyaj paketi yardımıyla diferansiyel mahfazasını aks miline bağlayabilen iki planet dişli de vardır. Böylece, planeter dişli aracılığıyla dış tekerleğe ek tork sağlanır ve bu sayede dönüşe vidalama etkisi meydana gelir.

Benzer bir çözüm, hem BMW hem de Lexus için dört tekerlekten çekişli BMW X6 M ve X5 M'nin arka aksına ve Land Rover'lı Cadillac için uygulandı, sistem GKN tarafından geliştirildi ve üretildi. Fark genel olarak yalnızca nihai tahrik mahfazasındadır: örneğin BMW'de alüminyumdan, Lexus'ta ise dökme demirden yapılmıştır. Her iki üreticinin sürtünmeli kavramalarının tahriki mekaniktir, aynı GKN kavramaları tarafından gerçekleştirilir.

İsteğe bağlı spor diferansiyelli Audi otomobilleri de benzer bir sisteme sahiptir, ancak bunlar planeter değil, dahili dişlilere sahip basit dişlilerdir. Ancak çalışma prensibi tamamen aynıdır: iki vites bir debriyaj paketi kullanılarak bağlanır ve aks mili, aşırı hız aracılığıyla diferansiyel mahfazaya bağlanır. Daha iyi anlamak için şu videoyu izleyebilirsiniz:

Gelişmiş diferansiyelleri kullanmanın etkisi ne kadar büyük? Amerikan dergisi Car and Driver, biri tork vektörleme diferansiyel sistemi ve ikincisi geleneksel "samoblok" ile donatılmış iki Lexus RC F'nin karşılaştırmalı bir testini gerçekleştirdi. Aktif diferansiyelli bir otomobil için daha yüksek hızlanmalar, daha dar direksiyon açıları ve daha iyi tur süreleri sonucunda otomobilin karakteri arkadan savrulmaya doğru değişti. Ve bunun sadece spor otomobiller için değil, aynı zamanda kompakt crossover Nissan Juke için de - biraz basitleştirilmiş bir versiyonda da olsa - mevcut olmasına sevindim.

Bu sistemlerin henüz geleneksel diferansiyellerin yerini almasını beklemeyin; bunlar daha karmaşıktır, daha pahalıdır ve aktif sürücüler tarafından daha çok ihtiyaç duyulur. Bununla birlikte, elektrikli araç çağının gelişiyle birlikte, itme vektörünü kontrol etmek için en geniş olanaklar ortaya çıkacak: sonuçta, her tahrik tekerleğinin kendi elektrik motoru varsa, o zaman tork vektörleme etkisinin uygulanması yalnızca bir mesele haline gelecektir. yazılım.