Рис. 2.53. Общий вид экспериментальной РДУ антиракеты на стенде [90]

Изменение площади критического сечения в каждом запуске производилось однократно в промежутке времени 3 ... ЗД с и только в сторону увеличения. На рис. 2.52 видно, что воспроизводимость кривых давления от запуска к запуску невысокая, особенно на повышенном режиме тяги.

Значения давления в 3 первые секунды работы различались более чем в 2 раза! Для этого двигателя наблюдаются низкочастотные колебания внутрикамерньпс процессов по давлению и тяге, обусловленные неустойчивостью положения исполнительного элемента -центрального тела регулятора.

Таким образом, материалы, приведенные для нормально функционирующих двигателей различного класса и назначения, показывают невысокую параметрическую стабильность: недостаточную воспроизводимость и стабильность тяги (ресиверного давления) на стационарных режимах, затянутость переходных процессов и высокую степень перерегулирования. При сопоставительном анализе различных испытаний выявлен ряд тенденций. С увеличением диапазона изменения внутрикамерного давления наблюдается ухудшение качества переходных процессов (возрастает длнггельность и уровень заброса или провала тяги). С увеличением общего времени функционирования усиливаются отклонения стационарных давлений в КС (и ресивере, если нет обратной связи от СУ). Эта тенденция особенно заметна для ДУ с временем работы более 150 с. Выявлена также недостаточная воспроизводи-

мость результатов для двигателей одной конструкции, комплектации и начальной настройки от опыта к опыту при идентичной программе смены режимов.

Следовательно, опираясь на имеющиеся экспериментальные материалы, можно сделать вывод о том, что требования, обусловливающие необходимую техническую эффективность РДУ, фактически не достигнуты. Этот вывод во многом объясняет причины недостаточного внедрения РДУ.

2.1.5. НЕТРАДИЦИОННЫЕ СХЕМЫ ИЗМЕНЕНИЯ ПЛОЩАДИ КРИТИЧЕСКОГО СЕЧЕНИЯ СОПЛА

Недостатки конструкций с управлением площадью критического сечения сопла посредством центрального тела заставляют искать более оптимальные способы управления площадью горловины сопла. Один из таких способов основан на известном свойстве гиперболоида вращения, заключающемся в том, что его поверхность состоит из семейства прямолинейных образующих (рис. 2.54). При фиксированной величине радиусов направляющих окружностей R и г и длине L образующих стержней параметры гиперболоида (например, площадь горловины) являются функцией от угла ф разворота вокруг продольной оси направляющих окружностей друг относительно друга. При этом площадь горловины гиперболоида определяется углом ф:

где р = -.

кг при О < ф < arcsin-,

р-С08ф^ ЗШф ,

р

2- При arcsin-<ф<ТС,

(2.28)

Расстояние между направляющими окружностями (высота гиперболоида) зависит от угла ф:

Рис, 2.54. Геометрия управляемого элемента сопла на основе гиперболоида вращения

О к/2 71Ф, с

Рис. 2.55. Зависимость площади критического сечения сопла от угла разворота

-1-р +2рС08ф.

(2.29)

Зависимость кр=/(ф) представлена на рис. 2.55, зависимость /(ф) - на рис. 2.56. Использование приведенных свойств гиперболоида вращения для целей регулирования критического сечения сопла РДТТ позволяет при предельной конструктивной и кинематической простоте совместить устройство регулирования величиной тяги с подвесом сопла (рис. 2.57) для управления в каналах