Гаситель колебаний в топливных баках жидкостных ракет

 

Изобретение относится к ракетной технике , в частности к корпусным гасителям колебаний жидкости ракет. Целью изобретения является повышение эффективности гашения корпусных продольных и изгибных колебаний жидкостных ракет в широком диапазоне частот. Цель достигается за счет того, что гаситель выполнен в виде сильфона 4. один торец которого прикреплен к внутренней поверхности стенки бака, а второй - перекрыт круглой перфорированной Диафрагмой 1, выполненной более жесткой, чем стенки бака, и жестко связанной с противоположной стенкой бака 4. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (ям В 64 0 37/08

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

8EÄOMÑÒBO . СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

7а

Р

7и

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 . (21) 4921366/23 (22) 25.03.91 (46) 07.06.93. Бюл. М 21 (71) Конструкторское бюро "Южное" (72) В. А. Серенко и А. В. Гавриш (56) Авторское свидетельство СССР

М 1341411, кл. F 16 f 7/10, 1983.

Патент США hh 3693825. кл. 220 — 26, 1972. (54) ГАСИТЕЛЬ КОЛЕБАНИЙ В ТОПЛИВНЫХ БАКАХ ЖИДКОСТНЫХ РАКЕТ (57) Изобретение относится к ракетной технике, в частности к .корпусным гасителям Ж 1819818 А1 колебаний жидкости ракет. Целью изобретения является повышение эффективности гашения корпусных продольных и изгибных колебаний жидкостных ракет в широком диапазоне частот. Цель достигается за счет того, что гаситель выполнен в виде сильфона 4, один торец которого прикреплен к внутренней поверхности стенки бака, а второй — перекрыт круглой перфорированной

Диафрагмой 1, выполненной более жесткой, чем стенки бака, и жестко связанной с противоположной стенкой бака 4. 2 ил.

1819818

Изобретение относится к ракетной технике и может использоваться для демпфирования колебаний жидкостных ракет.

Цель изобретения — устранение указанных недостатков при повышении эффективности демпфирования . возможных корпусных продольных и изгибных колебаний жидкостных ракет в полете в широком диапазоне частот.

Поставленная цель достигается тем, что в топливном баке установлена диафрагма в виде крышки сильфона, прикрепленного своим основанием к внутренней поверхности несущей обечайки бака в месте наибольшей амплитуды радиальной деформации, при этом диафрагма выполнена более жесткой, чем стенки бака. и жестко связана с и ротивоположной внутренней поверхностью бака, например, стержневой тягой.

Общими признаками предлагаемого ре- 20 . шения и прототипа являются; наличие сильфона, прикрепленного одним торцом к внутренней поверхности стенки бака;.наличие круглой диафрагмы (поршня), закрывающей второй торец сильфона.

Новыми признаками в предлагаемом устройстве являются: диафрагма выполнена перфорированной; жесткость диафрагмы превышает жесткость боковых стенок и днищ бака; крышка. сильфона (диафрагма) 3О жестко связана с противоположной внутренней поверхностью бака, например, стержневой тягой.

На фиг. 1 показан предлагаемый гаситель, продольный разрез; на фиг. 2 — сече- 35 ние А-А на фиг. 1.

Стрелками показано направление движения корпуса ракеты и топливной жидкости в баке при возможных изгибных и продольных корпусных колебаниях ракеты 40 в полете, Гаситель содержит диафрагму 1 с отверстиями 2, которая является крышкой сильфона 3, жестко скрепленной со стенкой бака

4 посредством тяги 5. Сильфон 3 крепится 45 своим основанием 6 к внутренней поверхности несущей обечайки 7 бака 4. Бак 4 состоит из боковых — обечайки 7-стенок и днищ 7а (верхнего и нижнего). Сильфон 3 закрепляется. на глубине, где деформации 50 обечайки 7 при продольных колебаниях корпуса ракеты 8 наибольшие.

Пунктиром 9 показана форма несущей обечайки 7 бака 4, при продольных (фиг, 1) и изгибочных (фиг, 2) колебаниях корпуса ракеты 8, Гаситель работает следующим образом.

Имеющиеся на жидкостных ракетах значительные массы жидкого топлива при возникновении корпусных колебаний ракеты s полете вызывают большие и вполне достаточные для работы гасителя объемные деформации 9 несущей обечайки 7 бака 4.

При этом через тягу 5 и стенки сильфона 3 возникают колебания диафрагмы 1, что порождает противофазные демпфирующие усилия за счет сопротивлений при перетекании рабочей жидкости через отверстия 2.

Перетекание жидкости через отверстия 2 из внутренней полости сильфона 3 и основную полость бака 4 и наоборот обеспечивается тем, что диафрагмы 1 выполняются большей жесткости, чем обечайка 7 и днища 7а бака

4; диафрагма 1 жестко крепится посредством тяги 5 к противоположной по отношению к месту крепления основания 6 сильфона 3 внутренней поверхности обечайки 7 на глубине, где объемные деформации 9 относительно тонкостенной обечайки

7 при продольных колебаниях корпуса ракеты 8 наибольшие, что и позволяет достигать наибольшей эффективности гашения в широком диапазоне частот колебаний, Такое размещение сильфона 3 позволяет обеспечить эффективное демпфирование корпусных колебаний жидкостных рэкет на начальном участке полета, когда уровни топлива в баке опускаются не более чем на

1/3 от высоты начального уровня, или на протяжении всего периода работы ступени, когда конструкция реализуется в нерасходуемых баках неработающей на рассматрива.емом отрезке полета ракеты ступени или блока.

При этом гаситель колебаний может работать и избирательно вследствие особенности продольных колебаний, состоящей в том, что частоты низших тонов колебаний корпуса ракеты близки к парциальным частотам продольных колебаний масс жидкого топлива в баках. Как показали многочисленные исследования, линейные и объемные деформации обечаек баков на частотах низших тонов продольных колебаний жидкого топлива в баках наибольшие, что и обеспечивает наибольшую амплитуду диафрагмы 1 на сильфоне 3 или наибольшее демпфирующее усилие при перетекании жидкости через выполненные в диафрагме 1 отверстия

2, Изгибные колебания подавляются за счет перетекания жидкого топлива через от- . верстия 2 в диафрагме 1 вследствие овализаций (см, фиг. 2, поз. 9) поперечных сечений обечайки 7 бака 4.

Таким образом предлагаемое техническое решение повышает эффективность демпфирования возможных корпусных колебаний жидкостной ракеты в пале1е в широком диапазоне частот. При этом отпа1819818 один торец которого перекрыт круглой диафрагмой, а второй прикреплен к внутренней поверхности стенки бака, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения

5 эффективности гашения колебаний, в нем диафрагма выполнена перфорированной, более жесткой, чем стенки бакэ, и жестко связана с противоположной стенкой бака. дает необходимость применения демпфирующих приспособлений других типов, характерных для жидкостных ракет, например магистральных демпферов.

Формула изобретения

Гаситель колебаний в топливных баках жидкостных ракет, содержащий сильфон, Составитель Е,Репетя

Техред M.Mîðãåíòàë Корректор M.Êåøåëÿ

Редактор

Производс1венно-издательский комбинат "Патент", r. ужгород, ул,Гагарина. 101

Заказ 2003 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5