ВЫЯВИТЬ зависимость резкого заброса тяги от относительного объема ресивера WWj. Характер изменения относительных заброса и провала тяги ДР/Рщд от относительного объема ресивера показан на рис. 2.8.

На рис. 2.8 видно, что возмущения тяги монотонно уменьша-кугся с увеличением объема ресивера. Эти возмущения становятся приемлемыми в зависимости от конкретных исходных данных лишь при объеме ресивера, в 1,5 ... 2 раза превышающем свободный объем газогенератора. Использование ресивера с такими объемами нецелесообразно или просто невозможно по условиям ограничения зоны размещения и массы ДУ. В принципе при ограниченном объеме ресивера забросы тяги можно ограничить, свести к допустимому минимуму, установив в ресивере стравливающий клапан (СК). Однако введение клапана, во-первых, не способно исключить провалы тяги, а во-вторых, снижает КПД использования топлива за счет сброса <ва борт излишков продуктов сгорания (рис. 2.9) и утечек из-за образующейся после нескольких срабатываний негерметичности в соединении тарель - седло, ухудшает массовые характеристики.

Другой путь, наиболее распространенный в последнее время, - использование специальных алгоритмов смены режимов.

АР/Р

О 1 2 W,/Wr

Рис. 2.8. Изменения относительных заброса и провала тяги от относительного объема ресивера

Работа СК (срезание овжов давленияЗ

Рис. 2.9. Характер изменения давления в ресивере:

а - для схемы без использования СК; б - для схемы с использованием СК

В 70-х годах большая надежда возлагалась на следующий способ. При переходе на режим большой тяги кратковременно, частично или полностью перекрывается F, При достижении давления в КС, соответствующего режиму большой тяги, Fp увеличивается до величины, соответствующей этому давлению, при переходе на режим малой тяги - наоборот. Описанный способ (так называемое перерегулирование), как показали расчеты и эксперименты, действительно сокращает длительность переходных процессов, но не позволяет эффективно воздействовать на импульс тяги на спадах, так как накопленная в КС на момент начала спада масса газа не может быть уменьшена и создает определенный импульс. Однако такой способ, как показали численное моделирование и огневые стендовые испытания (ОСИ), имеет существенные недостатки: в момент перехода с на значение тяги в 2 ... 3 раза

превышает Р^, а при переходе с на Р^ наблюдается обнуление тяги. Тем не менее подобные способы при точном описании динамических процессов в конкретной ЭУТТ находят реальное использование.

Еще один способ, который также предлагался для использования, заключался в изменении площади критического сечения регулятора по специальному закону. Суть его заключается в следующем. Поскольку при уменьшении скорости изменения Ркр уменьшается величина заброса (как это следует из уравнения (2.7)), то это изменение можно спланировать таким образом, чтобы

расход при забросе не превышал допустамых значений забросов, например 10 %. В этом случае, несмотря на изменение Fpy можно считать, что продолжается стационарный режим. Однако данное предложение неприемлемо для большинства типов ЭУТТ, поскольку момент начала смены режимов, длительность стационарных участков заранее неизвестны и определяются системой управления в процессе полета на основе анализа оперативной информации. Предлагаемый же процесс основан на предварительном знании начального и конечного моментов программированного изменения Fp, т.е. по сути противоречит оперативному управлению.

Для ликвидации забросов тяги и исключения переходных процессов (J. Cohen в работе [79]) был предложен принципиально иной подход, основанный на использовании топлива с отрицательным показателем степени расширения в законе скорости горения. Однако, как будет показано далее, при использовании таких топлив в процессе регулирования также возникают пики и провалы тяги и другие проблемы, делающие невозможным применение в ЭУТТ данных топлив [69].

Перечисленные способы улучшения качества переходных процессов являются недостаточно эффективными, что вызывает необходимость поиска иных решений. Одним из таких решений может стать усовершенствование схемы ЭУТТ путем введения дополнительной аккумулирующе-питающей емкости (АПЕ) 5, вход и выход которой соединены через регулирующие клапаны 4 и б с ГГ 7 и ресивером малого объема 3 в обход регулятора режима 2 (рис. 2.10).

Эффект от введения АПЕ заключается в том, что избыток расхода, приводивший к пику тяги при переходе на пониженный режим, направляется не к соплам, а в емкость 5 и аккумулируется в ней; и наоборот, при провале тяги накопленные в ней продукты сгорания добавляются к основным ПС и истекают через сопловые блоки.

Такая схема, пренебрегая неизбежными (малыми) утечками через клапаны б и , исключает потерю газа, как это происходит при использовании предохранительного клапана. Для этой схемы система дифференциальных уравнений, описывающая работу ЭУТТ, дополняется следующими зависимостями: