3. Переменное минимальное давление питание в гидросистеме c учетом нелинейной зависимости непроизводительного расхода жидкости от давления и температуры.

Уточнения эпюры фактической мощности может быть осуществлено за счёт замены допустимости линейной зависимости непроизводительного расхода нелинейной с учётом изменения вязкости жидкости от температуры эксплуатации.

В этом случае следует в уравнениях баланса расхода (2.8), (2.9) произвести замену выражения непроизводительного расхода :

, где ,

Тогда уравнения баланса расхода газа с учётом зависимости вязкости вытесняемой из аккумулятора давления жидкости от температуры будут иметь вид:

для :

(2.28)

для :

(2.29)

Порядок расчёта эпюры мощности с учётом зависимости вязкости жидкости от температуры аналогичен порядку расчёта эпюры с линейной зависимостью непроизводительного расхода жидкости от давления:

3.1 Фактическое, требуемое минимальное значение мощности источника энергии формируется при одновременном движении двух рулевых машин, перемещая проекцию вектора тяги под углом , когда , при минимальном давлении в гидросистеме p_v, определяемом соответствующим расчётом поверхности S_1,4v , имеет вид:

(2.30)

где p_v - минимальное давление, при котором происходит касание требуемой эпюры и располагаемой в точке .

3.2 Используя соотношение (2.30), получено значение p_v в результате графического решения уравнения (см. Приложение 1).

3.3 Так как , то, используя уравнение баланса секундного газового расхода (2.28), получено выражение для определения S_1,4v поверхности горения, при которой обеспечивается минимальная мощность для одновременного движения двух рулевых машин с полезным расходом жидкости и перемещение проекции вектора тяги под углом к базовым координатам, из уравнения:

Тогда площадь горения газогенератора:

3.4 Для нахождения текущих значений давления в полном диапазоне изменения углов (расхода жидкости) при вычислении данных эпюры мощности определен угол для давления , при котором происходит смена режимов работы клапана.

Используя преобразование в уравнении баланса при , получаем:

(2.32)

Преобразуя (2.21), получаем:

(2.33)

3.5 Текущие значения относительной фактической мощности получены по соотношению:

(2.34)

3.6 Коэффициент чувствительности клапана к изменению давления определен аналогично п. 2.6 предыдущего раздела по установленному максимальному давлению (где ΔР=0.1*Р_m – снижение верхней границы давления за счёт уменьшения вязкости жидкости при t=t_m) для режима работы газогенератора при максимальной температуре эксплуатации заряда ( , t=t_m), поверхности и отсутствии движения РМ из уравнения:

(2.36)

в виде:

(2.37)

3.7 В диапазоне углов определены , используя уравнение баланса (2.28) для ,

(2.35)

Найденные значения подставлены в (2.30), определены в диапазоне углов и построен график (см. Приложение 1).

3.6 В пределах изменения определены значения , используя уравнение баланса (2.29) для

3.7 После подстановки полученных значения в выражение (2.30) относительной фактической мощности источника питания, определены в диапазоне углов и построен график (см. Приложение 1).

3.8 Достроена симметричная часть в диапазоне .

3.9 Определены площади под кривыми , и .

(см. Приложение 1).

Рис. 2.10 Зависимость мощности привода с вытеснительным источником питания от угла поворота сопла

Как видно из рис. 2.10 варианте расчета с учетом вязкости жидкости требуемая мощность N_{тр_вязкость} источника питания меньше на 10 % чем требуемая мощность N_тр при первом и втором варианте расчета. Таким образом, общий выигрыш по мощности составляет 45%:

На основании вышеизложенного можно сделать вывод о снижении рассеивания избытка энергии в приводе в виде тепловых потерь на дроссельных элементах (золотнике, регуляторах и т.д.), при этом избыточная мощность сократилась на 45 %, за счет уменьшения площади горения газогенератора с до , в случае построения источника питания с переменным минимальным давлением нагнетания и учетом выражения вязкости жидкости.

Определим относительную величину снижения массы топлива твердотопливного газогенератора (см. расчет Приложение 1 =0,0048 м², =0,003 м²):

Реализация на практике метода рационального использования энергетических характеристик применительно к газогидравлическим приводам, а именно реализация методики расчета привода с вытеснительным источником питания с учетом вязкости жидкости позволит снизить избыточную мощность на 45 %, улучшив энергомассовые показатели твердотопливного газогенератора вытеснительных преобразователей энергии ~ на 30…40%, обеспечивая снижение массы привода в целом на 10…12%.

Следует учитывать, что особенностью предложенной рациональной процедуры являются ограничения, накладываемые на время непрерывного действия возмущающих факторов. Если в процессе разового воздействия непрерывного возмущения при одновременном движении двух рулевых машин давление падает по закону формирования усилия, то после прекращения действия возмущения для обеспечения работы одной рулевой машины в базовом направлении необходимо время на восстановление минимального уровня давления в напорной магистрали для управления поворотным соплом на максимальных углах с максимальной потребной скоростью. Поэтому необходимо составить математическую модель газогидравлического привода и уточнить динамические характеристики газогидравлического привода с учетом энергетических возможностей вытеснительного источника питания и время, затрачиваемое на восстановление давления до минимального уровня для управления летательным аппаратом на максимальных углах с максимальной потребной скоростью.