Гаситель колебаний в топливных баках жидкостных ракет — SU 1819818 (original) (raw)
СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 1819818 8 05 В 64 И ОБРЕТ П ИЗ СТЕЛ ЬСТВУ АВТОРСКОМУ(56) Авторское свидетельство ССС М 1341411, кл, Е 16 1 7/10, 1983.Патент США Ь 3693825, кл. 220 - 26, 1972.(54) ГАСИТЕЛЬ КОЛЕБАНИЙ В ТОПЛИВНЫХ БАКАХ ЖИДКОСТНЫХ РАКЕТ (57) Изобретение относится к ракетной технике, в частности к корпусным гасителям лью изобрефективности х и изгибных широком диется за счет иде сильфорикреплен к и бака, а вторированной лее жесткой, анной с проколебаний жидкости ракет. Це тения является повышение эф гашения корпусных продольны колебаний жидкостных ракет в апазоне частот. Цель достига того, что гаситель выполнен в в на 4, один торец которого и внутренней поверхности стенк рой - перекрыт круглой перфо Диафрагмой 1, выполненной бо чем стенки бака, и жестко связ тивоположной стенкой бака 4,Изобретение относится к ракетной технике и может использоваться для демпфирования колебаний жидкостных ракет.Цель изобретения - устранение указанных недостатков при повышении зффективности демпфирования . возможныхкорпусных продольных и изгибных колебаний жидкостных ракет в полете в широкомдиапазоне частот.Поставленная цель достигается тем, что 10в топливном баке установлена диафрагма ввиде крышки сильфона, прикрепленногосвоим основанием к внутренней поверхности несущей обечайки бака в месте наибольшей амплитуды радиальной деформации, 15при этом диафрагма выполнена более жесткой, чем стенки бака. и жестко связана спротивоположной внутренней поверхностью бака, например, стержневой тягой.Общими признаками предлагаемого ре. шения и прототипа являются; наличие сильфона, прикрепленного одним торцом квнутренней поверхности стенки бака;.наличие круглой диафрагмы (поршня), закрывающей второй торец сильфона, 25Новыми признаками в предлагаемомустройстве являются: диафрагма выполнена перфорированной; жесткость диафрагмыпревышает жесткость боковых стенок иднищ бака; крышка. сильфона (диафрагма) 30жестко связана с противоположной внутренней поверхностью бака, например, стержневой тягой.На фиг. 1 показан предлагаемый гаситель, продольный разрез; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1.Стрелками показано направление движения корпуса ракеты и топливной жидкости в баке при возможных изгибных ипродольных корпусных колебаниях ракеты 40в полете,Гаситель содержит диафрагму 1 с отверстиями 2, которая является крышкой сильфона 3, жестко скрепленной со стенкой бака4 посредством тяги 5, Сильфон 3 крепится 45своим основанием 6 к внутренней поверхности несущей обечайки 7 бака 4. Бак 4состоит из боковых - обечайки 7-стенок иднищ 7 а (верхнего и нижнего). Сильфон 3закрепляется. на глубине, где деформации 50обечайки 7 при продольных колебаниях корпуса ракеты 8 наибольшие.Пунктиром 9 показана форма несущейобечайки 7 бака 4, при продольных (фиг, 1)и изгибочных (фиг, 2) колебаниях корпуса 55ракеты 8,Гаситель работает следующим образом,Имеющиеся на жидкостных ракетахзначительные массы жидкого топлива привозникновении корпусных колебаний ракеты в 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 7 а 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 демпфированйе 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 рассматриваемом 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 пале 1 е в широком диапазоне частот. При этом Отпа1819818 Составитель Е, РепетяТехред М.Моргентал Кешел рре дакт Тираж Подписноеосударственного комитета по изобретениям и открыти 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4(5 Заказ 2003 ВНИИПГКНТ ССС од, ул, Гагарина. 10 зводс 1 вен но-издательский комбинат "Пате дает необходимость применения демпфирующих приспособлений других типов, характерных для жидкостных ракет, напримермагистральных демпферов,Формула изобретения Гаситель колебаний в топливных бакахжидкостных ракет, содержащий сильфон,один торец которого перекрыт круглой диафрагмой, а второй прикреплен к внутренней поверхности стенки бака, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения 5 эФфективности гашения колебаний, в немдиафрагма выполнена перфорированной, более жесткой, чем стенки бакэ, и жестко связана с противоположной стенкой бака.