Определение параметров колебаний топлива в баках космических ступеней ракет-носителей перед повторными запусками маршевого двигателя при малых уровнях заполнения

摘要

Предложен подход к численному моделированию пространственных колебаний жидкого топлива в топливных баках космической ступени ракеты-носителя перед повторными запусками маршевого двигателя ступени, учитывающий взаимодействие жидкости с упругими стенками баков в условиях микрогравитации при малых уровнях заполнения баков и возмущающих ускорениях от работы исполнительных органов систем управления ориентацией и стабилизацией. Подход использует метод конечных элементов и средства компьютерного проектирования и анализа – CAD/CAE-системы. На основе математического моделирования колебаний верхней ступени могут быть определены следующие параметры: частоты, формы и обобщенные массы собственных колебаний компонентов топлива в баках ступени; амплитуды колебаний свободной поверхности компонентов топлива под действием возмущений от управляющих органов системы управления, а также оценено влияние колебаний конструкции ступени на работоспособность внутрибаковых устройств при многократных запусках маршевого двигателя.