Таким образом, основными преимуществами двигателя с ав-торегулируемым УГГ являются: надежность, обусловленная авторегулируемостью; минимальные, по сравнению с любой другой схемой, габаритные размеры двигателя; простота конструкщ1и, связанная с отсутствием в схеме двигателя вытеснительного ПАД. Еще одно преимущество, обусловленное отсутствием вытеснительного ПАД, - возможность многократного гашения одним и тем же самозаряжающимся УГГ - рассмотрено в следующем разделе.

Методика расчета режима работы УГГ. Термодинамические процессы гашения двигателя зависят от расхода впрыскиваемой воды, т.е. от скорости движения дифференциального поршня. В свою очередь, скорость движения дифференциального поршня зависит от давления парогазовой смеси, т.е. от протекания термодинамических процессов в камере сгорания.

Целью расчета режима работы УГГ является подбор таких параметров УГГ (соотношение площадей дифференциального поршня, проходные площади тангенциальных каналов), при которых расход впрыскиваемой воды обеспечивал бы, с одной стороны, надежное гашение заряда (прекращение газоприхода), а с другой стороны, эффективное охлаждение прогретых поверхностей ТЗП.

На дифференциальный поршень УГГ (рис. 3.26) действует выталкивающая сила Fi, обусловленная внутрикамерным давлением:

Fi=Fx<i-Fx>i=P.(DfD-dlfa), (3.5)

где da - диаметр среза сопла; D - большой диаметр дифференциального поршня (см. рис. 3.26); р^ - внутрикамерное давление парогазовой смеси; /о,/а - приведенная плотность потока импульса, соответствующая сечению сопла.

После срабатывания пирозамка дифференциальный поршень под воздействием выталкивающей силы Fi создает в подпоршне-вой полости УГГ давление То есть со стороны воды на дифференциальный поршень действует сила

Рис. 3.26. Расчетная схема УГГ

где d- малый диаметр дифференциального поршня (см. рис. 3.26).

Уравнение движения дифференциального поршня, находящегося под действием этих сил:

M-pDfo-dlf)-4(-)Р.-етр, (3.6)

где Мп - масса дифферешщального поршня;

- изменение

скорости движения дифференциального поршня по времени процесса (ускорение); Qr - сила трения со стороны уплотнения, герметизирующего подпоршневую полость стакана УГГ. Для впрыскиваемой воды закон сохранения массы

где р - плотность воды; Fi - суммарная проходная площадь тангенциальных каналов; ц - коэффициент расхода.

Из закона сохранения массы следует, что давление воды

(3.7)

Подставляя выражение (3.7) в (3.6), после промежуточных преобразований получим

dt АМ

D{fD-)-dlfa+d

(3.8)

Уравнение (3.8) может быть решено только совместно с уравнениями, определяющими внутрикамерное давление как функщпо от времени и от количества впрыснутой воды (т.е. перемещения диффе-решщального порпшя).

Приведем систему этих уравнений.

Приращение свободного объема камеры сгорания, вызванное перемещением дифференциального поршня,

=iDF . (3.9)

dt 4

Приращение массы жидкости, находящейся в КС в виде пара, обусловлено приходом поступающей из УГГ воды и расходом пара через сопло:

= l(D-d)pV-

(3.10)

где А4- масса пара в КС; М^- масса газа в КС; - площадь критического сечения сопла; R - газовая постоянная смеси; Гс -температура пгфогазовой смеси; А^ - коэффициент, характеризующий истечение:

к-1 [2