Зливний пристрій паливного бака космічного літального апарата

Реферат: UA 75913 U UA 75913 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до космічної техніки та може бути використана при проектуванні паливних систем маневруючих космічних літальних апаратів (КЛА). У зв'язку із постійним ускладненням польотних завдань КЛА, програмою польотів якого передбачається багаторазове включення і вимкнення рушійної установки, маневрування та ін. збільшуються вимоги до надійності і ефективності роботи системи забезпечення суцільності палива. Системи забезпечення суцільності палива, як елементи системи подачі палива, виникли в результаті необхідності багаторазового повторного включення рушійної установки в умовах руху КЛА по пасивній ділянці траєкторії. При цьому компоненти палива у баках перебувають в умовах практичної невагомості і газова фаза може займати будь-яке положення відносно зливного отвору бака. У той же час, практично всі рідинні ракетні двигуни для успішного запуску виключають попадання газової фази в камеру згоряння і, відповідно, у витратну магістраль. Найбільш широке поширення одержали капілярні системи забезпечення суцільності палива на основі тканих металевих сіток. Коли рівень рідини у баці знаходиться в області сітчастого розділювача - така ситуація найчастіше виникає при спорожненні бака до 85-90 % - під час включення рушійної установки і початку витрати палива відбувається прорив газу під сітку. Причиною цього є непаралельність рівня рідини і площини сітчастого розділювача або оголеність сітки. Відома паливна система літального апарату з великими короткочасними поздовжніми перевантаженнями (корисна модель RU23068 B64D 37/06, 2002), де негативний вплив таких перевантажень гаситься за рахунок встановлення всередині одного або декількох відсіків бака еластичного мішка. Відомий зливний пристрій паливного бака системи живлення ступеня ракети Agena (Franklin T. Dodge «The new «Dynamic behavior of liquids in moving containers» («Нова «Динаміка поведінки рідин у контейнерах, що рухаються»). - 2000. - С. 97), що складається з накопичувача із сітчастим розділювачем, фільтра газових включень та витратної магістралі. Сітчастий розділювач виконано у вигляді зрізаного конуса і жорстко закріплено у верхній частині накопичувача. Цей пристрій вибрано як прототип. Недоліком цього пристрою є те, що за малої кількості палива при повторному включенні рушійної установки та під час виконання маневру при малому заповненні бака, газова фаза проривається крізь фільтр, що являє собою металеву капілярну сітку. Задачею корисної моделі є підвищення надійності роботи системи забезпечення суцільності палива при повторному включенні рушійної установки КЛА та зменшення залишків невикористаного палива. Поставлена задача вирішується тим, що сітчастий розділювач, теж виконаний у вигляді усіченого конусу, з'єднаний з корпусом бака пружним зв'язком, наприклад закріплений на сильфоні. Сітчастий розділювач разом із сильфоном являють собою накопичувач, у якому, як і у прототипові, міститься додатковий фільтр газових включень. На заключному етапі зливання при повторному включенні двигуна виникає перевантаження, яке стискує сильфон, сітчастий розділювач опускається до зливного отвору, що запобігає прориву газу одразу після вимкнення. За цей час рідкий компонент, розподілений по всьому об'єму бака (під дією невагомості), опускається до забірного пристрою під дією цього ж перевантаження і тим самим прорив газу не відбувається. Так само діє цей пристрій і під дією передпускового прискорення для осадження рідкого компонента на забірний пристрій. На жорстко закріпленому сітчастому розділювачі при включенні передпускового прискорення можливий прорив газу на ділянках, не закритих рідиною. Газ, що потрапив під сітчастий розділювач, практично неможливо видалити звідти і при ввімкненні основної рушійної системи газ засмоктується у витратну магістраль. Тому введення пружного зв'язку між корпусом бака і сітчастим розділювачем призводить до того, що останній м’яко реагує на ударну зміну перевантаження, опускається до зливного отвору. За час передпускового перевантаження рідина опускається до зливного пристрою і закриває сітчастий розділювач, що перешкоджає прориву газу під час включення основної рушійної установки. Таким чином досягається більш повна витрата палива з бака. Запропоноване технічне рішення дозволяє запобігти прориву газової фази під час повторного включення основної рушійної установки, що зменшує залишки невикористаного палива. Оскільки сітчастий розділювач з'єднаний з корпусом бака пружним зв'язком, він пружно реагує на стрибкоподібні зміни навантаження під час включення рушійної установки, що 1 UA 75913 U 5 10 15 підвищує надійність системи забезпечення суцільності потоку рідкого палива у зливному пристрої паливного бака. На кресленні наведений паливний бак, в якому використано пропонований зливний пристрій. Паливний бак 1 містить сітчастий накопичувач, який складається із сітчастого розділювача 2, закріпленого на пружному сильфоні 3, який в свою чергу кріпиться на днищі бака 1 та має витратну магістраль 5. В нижній частині сильфона розташований додатковий фільтр газових включень 4. Під час польоту в режимі невагомості залишки палива під впливом різноманітних збуджень та капілярних сил розподіляються по внутрішній поверхні паливного бака 1, сітчастий розділювач 2, закріплений на пружному сильфоні 3, який в свою чергу кріпиться на днищі бака 1, оголюється. При ввімкненні передпускового навантаження для осадження палива на забірний пристрій сітчастий розділювач 2 зсувається вниз разом із контактною поверхнею палива під ним. За цей час паливо під дією перевантаження опускається на забірний пристрій і під час включення основного двигуна суцільність потоку не порушується і паливо без газових включень надходить у витрату магістраль 4. В порівнянні із прототипом пропонований зливний пристрій, у якого сітчастий розділювач пружно закріплено на днищі бака, дозволяє зменшити залишки невикористаного палива і робить його більш надійним при повторному ввімкненні рушійної установки. 20 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 25 Зливний пристрій паливного бака космічного літального апарата, що містить накопичувач із сітчастим розділювачем, виконаним у вигляді зрізаного конуса і закріплений у верхній частині накопичувача, фільтр газових включень та витратну магістраль, який відрізняється тим, що сітчастий розділювач з'єднаний з корпусом бака пружним зв'язком, наприклад закріплений на сильфоні. Комп’ютерна верстка С. Чулій Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2