 |
Переменное минимальное давление питание в гидросистеме c учетом нелинейной зависимости непроизводительного расхода жидкости от давления и температуры.
|
|
|
|
Уточнения эпюры фактической мощности может быть осуществлено за счёт замены допустимости линейной зависимости непроизводительного расхода нелинейной - с учётом изменения вязкости жидкости от температуры эксплуатации и давления.
В этом случае следует в уравнениях баланса расхода (3.2), (3.3) произвести замену выражения непроизводительного расхода 
соотношением:
, где 
,
Тогда уравнения баланса расхода газа с учётом зависимости вязкости вытесняемой из аккумулятора давления жидкости от температуры будут иметь вид:
для 
:
,(3.22)
для 
:
. (3.23)
Порядок расчёта эпюры мощности с учётом зависимости вязкости жидкости от температуры аналогичен порядку расчёта эпюры с линейной зависимостью непроизводительного расхода жидкости от давления: .
3.1.Фактическое, требуемое минимальное значение мощности источника энергии формируется при одновременном движении двух рулевых машин, перемещая проекцию вектора тяги под углом 
, когда 
, при минимальном давлении в гидросистеме pv, определяемом соответствующим расчётом поверхности S1,4v, имеет вид:
, (3.24)
где pv - минимальное давление, при котором происходит касание требуемой эпюры и располагаемой в точке .
3.2. Используя соотношение (3.24), получено значение pv в результате графического решения уравнения (см. Приложение 1).
3.3. Так как 
, то, используя уравнение баланса секундного газового расхода (3.23), получено выражение для определения S1,4v поверхности горения, при которой обеспечивается минимальная мощность для одновременного движения двух рулевых машин с полезным расходом жидкости и перемещение проекции вектора тяги под углом к базовым координатам, из уравнения:
(3.25)
|
|
|
Тогда площадь горения газогенератора:
(3.26)
3.4. Для нахождения текущих значений давления в полном диапазоне изменения углов (расхода жидкости) при вычислении данных эпюры мощности определен угол 
для давления 
, при котором происходит смена режимов работы клапана.
Используя преобразование 
в уравнении баланса для 
, получаем:
(3.27)
Преобразуя (3.27), получаем:
(3.28)
3.5. Текущие значения относительной фактической мощности получены по соотношению:
. (3.29)
3.6. Коэффициент, характеризующий чувствительность клапана 
к изменению давления, определен аналогично п. 3.6 предыдущего раздела по установленному максимальному давлению 
(где ΔР = 0.1∙Рm – снижение верхней границы давления за счёт уменьшения вязкости жидкости при t=tm) для режима работы газогенератора при максимальной температуре эксплуатации заряда (
, t=tm), поверхности 
и отсутствии движения РМ 
из уравнения:
(3.30)
в виде:
(3.31)
3.7. В диапазоне углов 
определены 
, используя уравнение баланса (2.28) для ,
(3.32)
Найденные значения 
подставлены в (3.24), определены 
в диапазоне углов и построен график (рис.3.9).
3.8. В пределах изменения 
определены значения 
, используя уравнение баланса (3.3) при
3.9. После подстановки полученных значения 
в выражение (3.4) относительной фактической мощности источника питания, определены в диапазоне углов и построен график 
(рис. 3.9).
3.10. Достроена симметричная часть в диапазоне 
.
3.11. Определены площади под кривыми 
, 
и 
(для рис.3.9).
| Npасп2 |
| Npасп1,4 |
| Nтр_вязкость |
| α |
| Npасп1,4_вязкость |
| Nтр |
Рис. 3.9. Зависимость мощности привода с вытеснительным источником питания от угла поворота сопла
Как видно из рис. 3.9 в варианте расчета с учетом вязкости жидкости требуемая мощность Nтр_вязкость источника питания меньше на 10 % чем требуемая мощность Nтр при первом и втором варианте расчета. Таким образом, общий выигрыш по мощности составляет 45%:
|
|
|
На основании вышеизложенного можно сделать вывод оснижении рассеивания избытка энергии в приводе в виде тепловых потерь на дроссельных элементах (золотнике, регуляторах и т.д.). При этом избыточная мощность сократилась на 45 %, за счет уменьшения площади горения газогенератора с 
до 
, в случае построения источника питания с переменным минимальным давлением нагнетания и учетом выражения для вязкости жидкости.
Определим относительную величину снижения массы топлива твердотопливного газогенератора (см. расчет Приложение 1 
=0,0048 м2, 
=0,003 м2):
Реализация на практике метода рационального использования энергетических характеристик применительно к газогидравлическим приводам, а именно реализация методики расчета привода с вытеснительным источником питания с учетом вязкости жидкости, позволит снизить избыточную мощность на 45 %. При этом улучшаются энергомассовые показатели ТГ вытеснительных преобразователей энергии ~ на 30…40%, обеспечивая снижение массы привода в целом на 10…12%.
Следует учитывать, что особенностью предложенной рациональной процедуры являются ограничения, накладываемые на время непрерывного действия возмущающих факторов.
Если в процессе разового воздействия, непрерывно действующего возмущения, при одновременном движении двух рулевых машин давление падает по закону формирования усилия, то после прекращения действия возмущения для обеспечения движения одной рулевой машины в базовом направлении, необходимо время на восстановление минимального уровня давления в напорной магистрали для управления поворотным соплом на максимальных углах с максимальной потребной скоростью.
В связи с указанным, возникает задача: составления математической модели газогидравлического привода для уточнения характеристик динамики изменения давления в газогидравлическом приводе с учетом энергетических возможностей вытеснительного источника питания и времени, затрачиваемого на восстановление давления до минимального уровня для управления летательным аппаратом на максимальных углах с максимальной потребной скоростью.
|
|
|
