МАТЕМАТИЧНЕ МОДЕЛЮВАННЯ ПЕРЕХІДНИХ ПРОЦЕСІВ У СИСТЕМІ ЖИВЛЕННЯ МАРШОВОЇ РІДИННОЇ ДВИГУННОЇ УСТАНОВКИ ВЕРХНЬОГО СТУПЕНЯ РАКЕТИ-НОСІЯ «ЦИКЛОН-4М»
Вступ. Розробка ДП «КБ «Південне» космічної ракети-носія (РН) «Циклон-4М» є важливим напрямом роботи космічної галузі України. Одним з інноваційних способів живлення є живлення рідинної реактивної системи (РРС) з паливних магістралей маршового двигуна (МД).Проблематика. Для реалізації зазначеного сп...
Збережено в:
| Дата: | 2024 |
|---|---|
| Автори: | , , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | English |
| Опубліковано: |
PH “Akademperiodyka”
2024
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://scinn-eng.org.ua/ojs/index.php/ni/article/view/575 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Science and Innovation |
Репозитарії
Science and Innovation| id |
oai:ojs2.scinn-eng.org.ua:article-575 |
|---|---|
| record_format |
ojs |
| institution |
Science and Innovation |
| baseUrl_str |
|
| datestamp_date |
2024-03-03T12:27:32Z |
| collection |
OJS |
| language |
English |
| topic |
Ключові слова: верхній ступінь ракети-носія маршовий рідинній ракетний двигун і його система живлення рідинна реактивна система перехідні процеси запуск та зупинка двигуна математичне моделювання. |
| spellingShingle |
Ключові слова: верхній ступінь ракети-носія маршовий рідинній ракетний двигун і його система живлення рідинна реактивна система перехідні процеси запуск та зупинка двигуна математичне моделювання. PYLYPENKO, O. DOLGOPOLOV, S. NIKOLAYEV, O. KHORIAK, N. МАТЕМАТИЧНЕ МОДЕЛЮВАННЯ ПЕРЕХІДНИХ ПРОЦЕСІВ У СИСТЕМІ ЖИВЛЕННЯ МАРШОВОЇ РІДИННОЇ ДВИГУННОЇ УСТАНОВКИ ВЕРХНЬОГО СТУПЕНЯ РАКЕТИ-НОСІЯ «ЦИКЛОН-4М» |
| topic_facet |
Ключові слова: верхній ступінь ракети-носія маршовий рідинній ракетний двигун і його система живлення рідинна реактивна система перехідні процеси запуск та зупинка двигуна математичне моделювання. the upper stage of the launch vehicle liquid rocket engine and feed system liquid jet system transient processes start and shutdown the engine mathematical modeling. |
| format |
Article |
| author |
PYLYPENKO, O. DOLGOPOLOV, S. NIKOLAYEV, O. KHORIAK, N. |
| author_facet |
PYLYPENKO, O. DOLGOPOLOV, S. NIKOLAYEV, O. KHORIAK, N. |
| author_sort |
PYLYPENKO, O. |
| title |
МАТЕМАТИЧНЕ МОДЕЛЮВАННЯ ПЕРЕХІДНИХ ПРОЦЕСІВ У СИСТЕМІ ЖИВЛЕННЯ МАРШОВОЇ РІДИННОЇ ДВИГУННОЇ УСТАНОВКИ ВЕРХНЬОГО СТУПЕНЯ РАКЕТИ-НОСІЯ «ЦИКЛОН-4М» |
| title_short |
МАТЕМАТИЧНЕ МОДЕЛЮВАННЯ ПЕРЕХІДНИХ ПРОЦЕСІВ У СИСТЕМІ ЖИВЛЕННЯ МАРШОВОЇ РІДИННОЇ ДВИГУННОЇ УСТАНОВКИ ВЕРХНЬОГО СТУПЕНЯ РАКЕТИ-НОСІЯ «ЦИКЛОН-4М» |
| title_full |
МАТЕМАТИЧНЕ МОДЕЛЮВАННЯ ПЕРЕХІДНИХ ПРОЦЕСІВ У СИСТЕМІ ЖИВЛЕННЯ МАРШОВОЇ РІДИННОЇ ДВИГУННОЇ УСТАНОВКИ ВЕРХНЬОГО СТУПЕНЯ РАКЕТИ-НОСІЯ «ЦИКЛОН-4М» |
| title_fullStr |
МАТЕМАТИЧНЕ МОДЕЛЮВАННЯ ПЕРЕХІДНИХ ПРОЦЕСІВ У СИСТЕМІ ЖИВЛЕННЯ МАРШОВОЇ РІДИННОЇ ДВИГУННОЇ УСТАНОВКИ ВЕРХНЬОГО СТУПЕНЯ РАКЕТИ-НОСІЯ «ЦИКЛОН-4М» |
| title_full_unstemmed |
МАТЕМАТИЧНЕ МОДЕЛЮВАННЯ ПЕРЕХІДНИХ ПРОЦЕСІВ У СИСТЕМІ ЖИВЛЕННЯ МАРШОВОЇ РІДИННОЇ ДВИГУННОЇ УСТАНОВКИ ВЕРХНЬОГО СТУПЕНЯ РАКЕТИ-НОСІЯ «ЦИКЛОН-4М» |
| title_sort |
математичне моделювання перехідних процесів у системі живлення маршової рідинної двигунної установки верхнього ступеня ракети-носія «циклон-4м» |
| title_alt |
Mathematical Modeling of the Transient Processes in Propulsion System of the Upper Stage of the Cyclone-4M Launch Vehicle |
| description |
Вступ. Розробка ДП «КБ «Південне» космічної ракети-носія (РН) «Циклон-4М» є важливим напрямом роботи космічної галузі України. Одним з інноваційних способів живлення є живлення рідинної реактивної системи (РРС) з паливних магістралей маршового двигуна (МД).Проблематика. Для реалізації зазначеного способу живлення РРС необхідно забезпечити стійкість роботи РРС при гідравлічних ударах та провалах тиску компонентів палива під час запуску й зупинки МД. Для цього виконують математичне моделювання перехідних процесів у маршовій двигунній установці при її запуску та зупинці.Мета. Розрахункове визначення параметрів перехідних процесів у паливних магістралях маршового двигуна верхнього ступеня РН «Циклон-4М» з урахуванням впливу МД на роботу РРС внаслідок об’єднання магістралей їх живлення.Матеріали й методи. Використано методи теорії автоматичного регулювання, імпедансний метод та методи чисельного моделювання неусталеного руху газонасичених рідин.Результати. Проведено математичне моделювання перехідних процесів у спільній системі живлення МД та РРС верхнього ступеня РН «Циклон-4М» при запуску та зупинці МД. При розробці математичної моделі систем живлення двигунної установки були використані їхні частотні характеристики як систем із розподіленими та зосередженими параметрами, узгоджені у визначеному частотному діапазоні. Проведено розрахунки запуску та зупинки МД. Показано задовільне узгодження експериментальних та розрахункових значень власних частот коливань рідини, піків тиску при гідравлічних ударах і особливостей гідравлічного удару (горизонтальні полиці тиску при розриві суцільності рідини).Висновки. Розроблено і протестовано нелінійну математичну модель низькочастотної динаміки двигунної установки верхнього ступеня РН «Циклон-4М», яку може бути використано для прогнозу залежностей тисків компонентів палива на вході в РРС від часу при запуску та зупинці МД, коли у спільній системі живлення МД та РРС реалізуютьсяекстремальні для РРС режими роботи. |
| publisher |
PH “Akademperiodyka” |
| publishDate |
2024 |
| url |
https://scinn-eng.org.ua/ojs/index.php/ni/article/view/575 |
| work_keys_str_mv |
AT pylypenkoo matematičnemodelûvannâperehídnihprocesívusistemíživlennâmaršovoírídinnoídvigunnoíustanovkiverhnʹogostupenâraketinosíâciklon4m AT dolgopolovs matematičnemodelûvannâperehídnihprocesívusistemíživlennâmaršovoírídinnoídvigunnoíustanovkiverhnʹogostupenâraketinosíâciklon4m AT nikolayevo matematičnemodelûvannâperehídnihprocesívusistemíživlennâmaršovoírídinnoídvigunnoíustanovkiverhnʹogostupenâraketinosíâciklon4m AT khoriakn matematičnemodelûvannâperehídnihprocesívusistemíživlennâmaršovoírídinnoídvigunnoíustanovkiverhnʹogostupenâraketinosíâciklon4m AT pylypenkoo mathematicalmodelingofthetransientprocessesinpropulsionsystemoftheupperstageofthecyclone4mlaunchvehicle AT dolgopolovs mathematicalmodelingofthetransientprocessesinpropulsionsystemoftheupperstageofthecyclone4mlaunchvehicle AT nikolayevo mathematicalmodelingofthetransientprocessesinpropulsionsystemoftheupperstageofthecyclone4mlaunchvehicle AT khoriakn mathematicalmodelingofthetransientprocessesinpropulsionsystemoftheupperstageofthecyclone4mlaunchvehicle |
| first_indexed |
2025-09-24T17:19:06Z |
| last_indexed |
2025-09-24T17:19:06Z |
| _version_ |
1850411102492426240 |
| spelling |
oai:ojs2.scinn-eng.org.ua:article-5752024-03-03T12:27:32Z МАТЕМАТИЧНЕ МОДЕЛЮВАННЯ ПЕРЕХІДНИХ ПРОЦЕСІВ У СИСТЕМІ ЖИВЛЕННЯ МАРШОВОЇ РІДИННОЇ ДВИГУННОЇ УСТАНОВКИ ВЕРХНЬОГО СТУПЕНЯ РАКЕТИ-НОСІЯ «ЦИКЛОН-4М» Mathematical Modeling of the Transient Processes in Propulsion System of the Upper Stage of the Cyclone-4M Launch Vehicle PYLYPENKO, O. DOLGOPOLOV, S. NIKOLAYEV, O. KHORIAK, N. Ключові слова: верхній ступінь ракети-носія, маршовий рідинній ракетний двигун і його система живлення, рідинна реактивна система, перехідні процеси, запуск та зупинка двигуна, математичне моделювання. the upper stage of the launch vehicle, liquid rocket engine and feed system, liquid jet system, transient processes, start and shutdown the engine, mathematical modeling. Вступ. Розробка ДП «КБ «Південне» космічної ракети-носія (РН) «Циклон-4М» є важливим напрямом роботи космічної галузі України. Одним з інноваційних способів живлення є живлення рідинної реактивної системи (РРС) з паливних магістралей маршового двигуна (МД).Проблематика. Для реалізації зазначеного способу живлення РРС необхідно забезпечити стійкість роботи РРС при гідравлічних ударах та провалах тиску компонентів палива під час запуску й зупинки МД. Для цього виконують математичне моделювання перехідних процесів у маршовій двигунній установці при її запуску та зупинці.Мета. Розрахункове визначення параметрів перехідних процесів у паливних магістралях маршового двигуна верхнього ступеня РН «Циклон-4М» з урахуванням впливу МД на роботу РРС внаслідок об’єднання магістралей їх живлення.Матеріали й методи. Використано методи теорії автоматичного регулювання, імпедансний метод та методи чисельного моделювання неусталеного руху газонасичених рідин.Результати. Проведено математичне моделювання перехідних процесів у спільній системі живлення МД та РРС верхнього ступеня РН «Циклон-4М» при запуску та зупинці МД. При розробці математичної моделі систем живлення двигунної установки були використані їхні частотні характеристики як систем із розподіленими та зосередженими параметрами, узгоджені у визначеному частотному діапазоні. Проведено розрахунки запуску та зупинки МД. Показано задовільне узгодження експериментальних та розрахункових значень власних частот коливань рідини, піків тиску при гідравлічних ударах і особливостей гідравлічного удару (горизонтальні полиці тиску при розриві суцільності рідини).Висновки. Розроблено і протестовано нелінійну математичну модель низькочастотної динаміки двигунної установки верхнього ступеня РН «Циклон-4М», яку може бути використано для прогнозу залежностей тисків компонентів палива на вході в РРС від часу при запуску та зупинці МД, коли у спільній системі живлення МД та РРС реалізуютьсяекстремальні для РРС режими роботи. Introduction. The development of the Cyclone-4M space launch vehicle (LV) by Pivdenne Design Offi ce is an important activity of the space industry of Ukraine. One of the LV innovations is feeding the liquid jet system (LJS) from the sustainer engine (SE) feedlines.Problem Statement. In order to implement the specifi ed method of the LJS feed, it is necessary to ensure the LJS operation during hydraulic shocks and pressure drops of the propellants during the SE start and shutdown. For this purpose, it is necessary to simulate the transient processes of the system start and shutdown.Purpose. The purpose is to estimate the parameters of the transient processes of the Cyclone-4M upper stage sustainer engine, given the eff ect of SE on the LJS, as a result of their joint operation.Material and Methods. The methods of the theory of automatic control, the impedance method, and the methods of numerical modeling of the unsteady motion of gas-saturated liquids have been used.Results. The transient processes in the joint (SE and LJS) propulsion system during the start and shutdown have been simulated. In the developed mathematical model, we have used dynamic gains of feedlines as distributed and concentrated parameter systems, which are reconciled in a certain frequency range. The SE start and shutdown have been calculated. The experimental and the calculated values of natural frequencies of fl uid oscillations, pressure peaks during hydraulic shocks, and the hydraulic shock patterns (horizontal pressure shelves when fluid continuity is broken) have shown a good agreement.Conclusions. A nonlinear mathematical model of the low-frequency dynamics of the upper stage of propulsion system of the Cyclone-4M LV has been developed and tested. The model can be used to predict the time dependences of the propellant pressure at the LJS inlet during the SE start and shutdown in extreme conditions of LJS operation in the joint (the SE and the LJS) feed system. PH “Akademperiodyka” 2024-02-27 Article Article Рецензована стаття Peer-reviewed article application/pdf https://scinn-eng.org.ua/ojs/index.php/ni/article/view/575 10.15407/scine20.01.049 Science and Innovation; Том 20 № 1 (2024): Science and Innovation; 49-67 Science and Innovation; Vol. 20 No. 1 (2024): Science and Innovation; 49-67 2413-4996 2409-9066 10.15407/scine20.01 en https://scinn-eng.org.ua/ojs/index.php/ni/article/view/575/199 Copyright (c) 2024 Copyright Notice Authors published in the journal “Science and Innovation” agree to the following conditions: Authors retain copyright and grant the journal the right of first publication. Authors may enter into separate, additional contractual agreements for non-exclusive distribution of the version of their work (article) published in the journal “Science and Innovation” (for example, place it in an institutional repository or publish in their book), while confirming its initial publication in the journal “Science and innovation.” Authors are allowed to place their work on the Internet (for example, in institutional repositories or on their website). https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/ |