автореферат диссертации по авиационной и ракетно-космической технике, 05.07.02, диссертация на тему:Метод проектирования выворачивающихся диафрагм-разделителей удлиненных топливных баков

11-3 2029

Свддх-ел^ /Оси^Ь-с^

4 ^ рр^ах рукописи

Кубриков Максим Викторе

МЕТОД ПРОЕКТИРОВАНИЯ ВЫВОРАЧИВАЮЩИХСЯ ДИАФРАГМ-РАЗДЕЛИТЕЛЕЙ УДЛИНЕННЫХ ТОПЛИВНЫХ БАКОВ

05.07.02 - Проектирование, конструкция и производство летательных аппаратов

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук

Красноярск 20^

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева», г. Красноярск

Научный руководитель: кандидат технических наук, доцент

Журавлев Виктор Юрьевич

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Кудымов Владимир Иванович

кандидат технических наук, доцент Зырянов Игорь Александрович

Ведущая организация: ФГУП «Научно-исследовательский

институт машиностроения» (НИИМаш), г. Нижняя Салда

Защита состоится « 16 » июня 2011 года в 14 часов на заседании диссертационного совета ДС 212.023.01 при Сибирском государственном аэрокосмическом университете имени академика М. Ф. Решетнева по адресу: 660014, Красноярск, просп. им. газеты «Красноярский рабочий», 31, ауд. П-207

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке Сибирского государственного аэрокосмического университета имени академика М. Ф. Решетнева

Автореферат разослан «_»_2011 г.

Ученый секретарь диссертационного совета д.т.н., профессор

Михеев А. Е.

РОССИЙСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ БИБЛИОТЕКА

Общая характеристика работы

Актуальность темы. Обеспечение бесперебойной работы и эксплуатационной надежности жидкостных ракетных двигателей можно отнести к актуальным направлениям теоретических и экспериментальных исследований в области космического машиностроения. Для решения большинства космических задач необходимы двигатели малых тяг, многократно запускаемые в условиях невесомости с увеличенным сроком их использования. Аварийные ситуации с жидкостными ракетными двигателями космических аппаратов возникают из-за неравномерной подачи компонентов топлива, попадания газовых пузырей в топливные магистрали. Это послужило основанием для целенаправленных научно-исследовательских работ в области проектирования и эксплуатации топливных баков.

Для гарантированного запуска и работы двигателя в условиях невесомости необходимо обеспечить бесперебойную подачу компонента в двигатель в жидкой фазе, что обеспечивается разделением жидкой и газообразной фаз механическим способом. Для решения данной задачи применяются металлические пластически выворачивающиеся разделители, вытесняющие компонент из бака. Они гарантированно обеспечивает надежный запуск и останов двигательной установки, строго определяют положение центра масс жидкости в любой момент работы двигательной установки летательного аппарата. Выворачивающиеся металлические разделители обеспечивают долговечность конструкции при контакте с химически-активными компонентами топлива, они просты в конструктивном выполнении, технологичны, их весовые характеристики близки к бакам с неметаллическими разделителями.

Проектирование оеесимметричных топливных баков увеличенного объема с металлическими диафрагмами-разделителями с высокими эксплуатационными характеристиками, является существенной технической проблемой и требует подробного исследования. Проектирование топливных баков с цилиндрическими участками образующей или с коническими с малыми углами наклона к оси вращения позволит увеличить объем баков при неизменных поперечных размерах. Исследование процесса выворачивания металлических диафрагм-разделителей позволяет проектировать их для топливных баков различного размера и формы по заданным параметрам вытеснения компонента.

Цель работы. Разработка метода проектирования топливных баков увеличенного объема с участками цилиндрической образующей или конической с малым углом наклона к оси симметрии.

Решение поставленной цели в диссертационной работе достигается решением ряда задач:

разработка уточненной математической модели процесса выворачивания диафрагм-разделителей в составе удлиненного топливного бака;

теоретическое и экспериментальное исследование причины и характера потери устойчивости удлиненного разделителя на протяженных цилиндрических и конических участках в зависимости от давления выворачивания и основных геометрических параметров разделителя, разработка мероприятий по повышению устойчивости разделителей при выворачивании;

создание программного обеспечения по реализации разработанной математической модели процесса выворачивания разделителя, включая участки при малых углах наклона образующей.

Научная новизна работы:

проведено уточнение методов расчета и проектирования выворачивающихся диафрагм-разделителей для малых углов наклона образующей, удлиненного топливного бака летательного аппарата;

предложены методы проектирования устойчивых удлиненных разделителей с определением частоты и формы ребер подкрепления.

Основные результаты, выносимые на защиту:

1 Зависимости величин пластических деформаций торовой зоны перекатывания по основным направлениям диафрагмы-разделителя на участках с малым углом наклона образующей, меняющихся в процессе выворачивания. Уточнены зависимости радиуса зоны перекатывания и давление выворачивания от мгновенного положения разделителя в процессе выворачивания диафрагмы-разделителя с малыми углами наклона образующей. Объем и протяженность зон пластического и упругого деформирования материала;

2 Величина критического давления потери устойчивости удлиненных диафрагм-разделителей, полученная на основе экспериментальных исследований. Виды подкрепления цилиндрических участков разделителя и результаты их влияния на процесс выворачивания. Сформированные рекомендации по проектированию и изготовлению удлиненных разделителей. Способы повышения устойчивости диафрагм-разделителей с малыми углами наклона образующей;

3 Уточненная модель процесса выворачивания удлиненных диафрагм-разделителей в составе топливного бака на основе использования энергетического принципа. На базе уточненной модели процесса выворачивания разработаны методика расчета и программное обеспечение для проектирования выворачивающихся металлических диафрагм-разделителей.

Достоверность и обоснованность полученных результатов основывается на проверенных инженерной практикой физико-математических методах, применяемых при составлении модели процесса

выворачивания и определения основных характеристик процесса выворачивания и подтверждена результатами экспериментальных исследований.

Практическая ценность в использовании результатов разработок заключается в том, что разработаны физическая и математическая модели процесса выворачивания диафрагм-разделителей, при малых углах наклона образующей на основе общепринятого для пластических деформаций энергетического принципа с использованием принципа кинематически возможных скоростей. Определены зависимости основных характеристик процесса выворачивания от параметров, меняющихся в процессе выворачивания.

Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались на всероссийской научно-практической конференции «Актуальные проблемы авиации и космонавтики» в 2011 г., а так же на международных научных конференциях «Решетневские чтения» в 20072010 г. и опубликованы в Вестнике СибГАУ 20Ю.-№ 3 и №4.

Публикации. Основное содержание работы опубликовано в 7 работах, допущенных к открытой печати.

Объем работы. Диссертация состоит из введения, 4 разделов и заключения; содержит 126 страниц машинописного текста, 41 рисунков, библиографию 101 наименования.

Содержание работы

Во введении обоснована актуальность темы, сформулирована цель работы, дана характеристика научной новизны и практической ценности результатов исследований.

В первом разделе приведен обзор литературы по конструкциям и методам расчета топливных баков. На основе анализа различных конструкций топливных основное внимание уделено бакам с механическим разделением газовой и жидкой фаз с жесткими металлическими разделителями, позволяющими предотвращать отклонение центра масс бака от продольной оси в процессе работы двигательной установки.

Принцип действия этих систем основан на принудительном исключении контакта газа надува с жидким компонентом, то есть создание герметичности, где обеспечение герметичности основано на различных способах разделения жидкости и газа.

В качестве механических разделителей в вытеснительных системах подачи используются эластичные мешки и диафрагмы, поршни и сильфоны.

Значительное улучшение применения свободного объема топливного бака, достигается за счет использования металлических выворачивающихся диафрагм-разделителей.

Было рассмотрено множество топливных баков с

выворачивающимися диафрагмами-разделителями, а так же рассмотрены патенты, статьи и другие источники информации по выворачиванию металлических диафрагм-разделителей в соответствии с рисунком 1.

Выворачивание разделителя осуществляется за счет локальной пластически деформируемой зоны материала стенки по форме близкой к хоровой, перемещающейся вдоль образующих осесимметричной поверхности.

А - тонкий ус; Б - проточка; В - опорное кольцо; 1 - верхняя полусфера; 2 -диафрагма-разделитель; 3 — шпангоут; 4- нижняя полусфера

Рисунок 1 - Соединение диафрагмы-разделителя с основными элементами однокомпонентного топливного бака

Большинство российских диафрагм-разделителей выполняются из технически чистого алюминия методом штамповки или ротационного выдавливания с последующей термообработкой, что связано с большими деформациями материала в процессе вытеснения компонента и контакта диафрагмы-разделителя с агрессивными жидкостями. Диафрагма-разделитель может быть спроектирована для различных форм топливных баков.

Процессу выворачивания металлических разделителей посвящены работы многих авторов. В работе за основу взяты базовые теоретические

выкладки и практические исследования процесса выворачивания металлических разделителей топливных баков.

Работы Ю.П. Листровой и М.А. РуДис, А.О. Рассказова позволяют рассчитать величину предельного давления для возникновения пластического шарнира в оболочках вращения при известной начальной форме. В работах В.И. Феодосьева, А.Г. Габрильянца, А.Г Коровайцева рассматриваются формы равновесия частично или полностью вывернутых поверхностей постоянной толщины без учета свойств материалов. Пластическое выворачивание рассматривается в работах В.Н. Залесова, И.Ф. Даева, С.П. Северова. В этих работах исследуется процесс выворачивания по "жесткому калибру", то есть выворачиванию при известной конечной форме разделителя. Подход к изучению процесса свободного выворачивания диафрагм-разделителей предложен в работах В.Н. Залесова. Наиболее полно процесс свободного выворачивания на основном участке диафрагм-разделителей сферического типа сформулирован и исследован в работах В.Н. Ефремова. Данная работа выполнена в рамках продолжения тематики исследований и на основе подхода В.Н. Ефремова.

В основном сторонними авторами проводились исследования для коротких вдоль оси симметрии и сферических разделителей. Исследование выворачивания цилиндрических участков и конических с малыми углами наклона образующей проводились ограниченно.

В физической модели пластического деформирования тонкостенной оболочки для коротких вдоль оси симметрии и сферических разделителей при выворачивании авторы используют допущение о равенстве по абсолютной величине деформаций параллелей и меридианов.

В результате процесса выворачивания после прохождения зоны перекатывания в материале действуют остаточные упругие напряжения. Внутренние волокна разделителя сжимаются, а наружные растягиваются. Растягивающие волокна в сферическом разделителе, пройдя зону перекатывания, остаются растянутыми и обжимают диафрагму-разделитель, в результате чего по толщине стенки возникают деформации сдвига, что влияет на конечную форму разделителя. В цилиндрическом разделителе после выворачивания под действием упругих напряжений образуется состояние безразличного равновесия и сдвиговые деформации отсутствуют. Поэтому деформации меридиана меньше, так как угол наклона к оси симметрии конечной формы образующей стенки равен нулю. Такой подход к рассмотрению деформированного состояния вывернутого разделителя ранее в литературе не рассматривался.

В следствии выше сказанного можно сделать вывод, что физическая модель выворачивания диафрагмы-разделителя с цилиндрическим участком будет отличаться от выворачивания диафрагмы-разделителя типа сфера. Поэтому необходимо использовать измененную физическую модель

для диафрагмы-разделителя с цилиндрическим участком или с коническим с малыми углами наклона образующей.

Зона пластического деформирования имеет форму торовой поверхности протяженностью 2(рг, где г - радиус торовой поверхности, <р -угол между нормалью к внутренней упругой не деформированной поверхности на границе с торовой зоной пластического деформирования и осью симметрии оболочки. Зона пластического деформирования симметрична, на границах зоны имеются два концентрических сечения, в которых происходит изменение кривизны и перегиб поверхности. Эти участки наиболее опасны с точки зрения потери устойчивости диафрагм-разделителей, особенно на участках с малыми углами наклона образующей и недостаточно изучены.

Второй раздел посвящен разработке математической модели процесса выворачивания при малых углах наклона образующей. Сформулированы физические и геометрические допущения по процессу выворачивания диафрагмы-разделителя.

В процессе работы в промежуточном положении при симметричном выворачивании поверхность разделителя можно рассматривать состоящей из трех зон в соответствии с рисунком 2.

Зона 1 - вывернутая часть разделителя, прошедшая пластическое деформирование. Форма и размеры этой части в процессе дальнейшего выворачивания считаются неизменными.

Зона 2 - зона пластического деформирования материала, за счет которой осуществляется процесс выворачивания, представляет собой

Зона 1 Зона 2 Зона 3

Рисунок 2 - Мгновенное положение диафрагмы-разделителя

торовую. поверхность, размеры которой меняются в процессе выворачивания разделителя.

Зона 3 - срединная невывернутая часть разделителя, считается недеформированной, она лишь перемещается вдоль оси симметрии разделителя.

В первой и третьей зоне материал идеально-упругий, во второй идеально-пластичный.

При рассмотрении параметров процесса выворачивания используется экстремальный принцип для идеально-пластического тела и уравнение, характеризующее минимальные свойства действительного поля скоростей:

\хяуиар<т,\н-^ (1)

^ V

где

- поверхностная нагрузка;

¥ш - скорость перемещения поверхности;

.Г - движущаяся в результате деформации поверхность;

т3 - предел текучести при сдвиге;

Н' кинематически возможная интенсивность скоростей деформации;

V - объем пластической зоны.

При решении энергетического уравнения в зоне пластического деформирования материала рассмотрена кинематика процесса выворачивания. Проведен расчет напряженно-деформированного состояния разделителя методом конечных элементов. Определение границ зоны пластических деформаций, как зоны торового перекатывания позволяет, изучив кинематику этой зоны, определить скорости перемещений и скорости деформаций для малых углов и цилиндрических участков образующей.

Из уравнения (1) выражение верхнего давления при симметричном выворачивании диафрагмы-разделителя для углов ф >1,5 рад имеет вид:

Р = Т„

( с*

+

2

Vx * у4 X !

с с /

(2)

где

Б - толщина стенки; Хс- координата точки С; г радиус зоны перекатывания.

На основе анализа зависимости (2) из условия минимума энергии деформации для углов (р >1,5 рад получено выражение для определения радиусов зоны перекатывания:

г = 0(3)

Получены теоретические значения основных параметров для выворачивания диафрагмы-разделителя с цилиндрическим и коническим участками образующей с малыми углами наклона.

Разработан алгоритм и программа автоматизированного проектирования процесса выворачивания диафрагмы-разделителя.

В третьем разделе рассмотрен объект исследования, экспериментальная установка, методика испытаний и измерений, обработка результатов и определение погрешностей.

В качестве объекта исследования были выбраны металлические диафрагмы-разделители сферической и цилиндрической формы. Размеры по наибольшему диаметру изменялись в диапазоне от 160 мм до 400 мм в соответствии с таблицей 1. Исследовались разделители с постоянной и переменной толщиной, диапазон толщин 0,5...3 мм. Толщина разделителей на сферических участках увеличилась от периферии к центру. В качестве материала для разделителя использовался листовой технически чистый алюминий марки АД1-М. Основным для исследования процесса выворачивания были использованы полусферический разделитель, конический и цилиндрический диафрагмы-разделители со сферическими участками отбортованные по периферии. Сферический разделитель позволяет исследовать полный диапазон изменения угла наклона образующей. Исследование процесса выворачивания удлиненных диафрагм-разделителей с коническим или цилиндрическим участками позволило выявить особенности выворачивания и потери устойчивости на участках образующей с малыми углами наклона.

Таблица 1 - Геометрические параметры испытуемых диафрагм

Вариант Б мм (1 Мм Я мм К-тор мм г мм мм Ь мм 1 мм

I 162 148 87 4 9 83 102

А 11 244 186 128 . 5 17 100 97

Ш 402 189 128 8 12 78 100

I 161 86 40 4 138

Б п 244 122 40 5 190

и 244 122 68 6 200

Для исследования пластического выворачивания металлической диафрагмы-разделителя была усовершенствована экспериментальная установка в соответствии с рисунком 3.

В процессе свободного выворачивания диафрагма-разделитель не касается стенок топливного бака. Это дает возможность убрать верхнюю часть бака и поменять местами жидкую и газообразную фазы. В результате смены - жидкой и газовой фаз в экспериментальной установке, нет

необходимости точно повторять форму бака, что значительно упрощает конфигурацию экспериментальной установки.

Проведение экспериментов по выворачиванию диафрагм-разделителей проводится пошагово с последовательным измерением геометрии зоны перекатывания, давления выворачивания, вытесненного объема.

I

1...4-манометр; 5.. .12-вентиль; 13-мерная трубка; 14-диафрагма-разделитель; 15 - расходная емкость; 16 - редуктор.

Рисунок 3 - Пневмогидравлическая схема установки

Для разделителей типа Сфера, выполненных из заготовок 2; 1,5; 1мм, величина давления на рабочем участке диаграммы равна соответственно 0,06; 0,05; 0,02 МПа, а для разделителей типа Тор и Конус при толщине заготовки 1,8мм 0,06 и 0,045 МПа. Величина радиуса зоны перекатывания по мере выворачивания увеличивается. При этом радиус зоны перекатывания больше у разделителей, выполненных из более толстой заготовки. Наибольшая из деформаций по основным направлениям деформации параллели. На основании экспериментальных данных найдена зависимость между деформацией параллели и деформацией меридиана вывернутого разделителя. Деформация толщины связана с ними условием неизменности объема разделителя.

В ходе эксперимента в некоторых случаях удлиненный разделитель терял устойчивость в соответствии с рисунком 4. Его поверхность изменяется в зоне перекатывания настолько, что может выходить за начальные габариты по диаметру. После этого процесс выворачивания прекращался.

Рисунок 4 - Сверху - диафрагма-разделитель с цилиндрическим участком потерявшая устойчивость, снизу - диафрагма-разделитель с коническим участком

В начальный момент давление возрастает от нуля до некоторой величины и затем постепенно увеличивается. Для разделителя с толщиной 1 мм давление составляет 0,025...0,03 МПа, а для разделителя с толщиной 0,8 она равна 0,018 МПа. Величина радиуса зоны перекатывания на большем участке процесса выворачивания остается практически постоянной. Для более тонких разделителей величина радиуса зоны перекатывания несколько меньше. Деформации меридиана и параллели соизмеримы и имеют противоположный знак. Пересчитанная величина деформации толщины практически равна нулю.

Отмечено, что наиболее вероятна потеря устойчивости разделителя на начальном этапе выворачивания, на участке с малыми углами наклона образующей и на заключительном этапе выворачивания.

В работе произведено сравнение основных параметров процесса выворачивания диафрагм-разделителей по результатам расчета с экспериментальными данными и расчетными величинами других авторов. В качестве сопоставляемых величин приняты давление выворачивания, радиус зоны перекатывания и мгновенная форма диафрагмы разделителя. Сравнение производилось с помощью специально разработочного программного обеспечения.

В четвертом разделе изложены основные принципы проектирования диафрагмы-разделителя в составе топливного бака произвольной формы. Дан принцип определения конечной длины меридианов. Даны рекомендации к проектированию разделителей с участками образующей с малыми углами наклона.

Проведено определение основных параметров процесса выворачивания по результатам экспериментальных исследований.

Основная часть исследования была проведена на диафрагмах-разделителях полусферической формы и диафрагмах с цилиндрическим и коническим участками.

Влияние угла зоны перекатывания достаточно хорошо учитывает формула:

г = 0,5(1-к)^ (4)

где

к - экспериментально полученный коэффициент;

хс расстояние до центра зоны перекатывания от оси

выворачивания;

5 - толщина диафрагмы-разделителя в зоне перекатывания;

Полученный по результатам исследования для (р-тс ¡2 коэффициент к-0,47. Для разделителей представлены зависимости невязок (соотношение разницы между теоретической и экспериментальной величиной к теоретической величине) для радиуса зоны перекатывания невязки не превышают 0,1.

Объединением параметров, определяющих величину радиуса зоны перекатывания, преобразуем формулу для определения давления выворачивания с учетом полученных невязок к виду:

4

г ~---(5)

а-*)

Невязки для определения давления выворачивания не превышают

0,12.

Получены соотношения радиуса разделителя, толщины и протяженности участка с малыми углами наклона образующей.

Одной из основных причин,, определяющих невозможность использования удлиненных диафрагм-разделителей является потеря устойчивости их форм. Наиболее опасной является зона определенная конической или цилиндрической частями.

В результате экспериментов многие исследуемые диафрагмы-разделители теряли устойчивость (образовывались вмятины, заломы и закусы) в соответствии с рисунком 4.

Получены значения ориентировочных величин критического давления, при котором происходит потеря устойчивости диафрагм-разделителей, выполненных идеально. Величина критического, давления потери устойчивости без учета технологических отклонений формы определялась по формуле:

~ Шш ' ^

где

к - коэффициент определенный расчетной схемой;

Е - модуль упругости;

5 - толщина;

Я - радиус цилиндрической оболочки;

/ - длина цилиндрической оболочки.

Замена в расчетах потери устойчивости конического участка диафрагмы-разделителя на цилиндрический при данных величинах не вносит существенной погрешности и дает большую наглядность в определении влияния основных геометрических параметров.

При проектировании диафрагмы-разделителя выполненного по схеме с цилиндрическим участком, при увеличении цилиндрической части можно попасть в параметры диафрагм-разделителей, когда давление выворачивания и критическое давление потери устойчивости формы будут близки и даже вторая величина окажется меньшей в соответствии с рисунком 5. Такие диафрагмы не могут быть использованы в качестве работающих диафрагм-разделителей.

Для повышения устойчивости удлиненного разделителя было рассмотрено несколько вариантов подкрепляющих ребер жесткости в соответствии с рисунком 6, приводящих к увеличению деформаций и повышению давления выворачивания в 1,5,..3 раза.

Используя современное программное обеспечение, были проанализированы данные варианты подкрепляющих ребер жесткости. Пример результатов исследования влияния ребер жесткости на напряженное состояние разделителя показан в соответствии с рисунком 7.

/Л

i ~—- ь ^4

►

80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 210 220 230 240

R, мм

1 -давление потери устойчивости ребристой диафрагмы; 2 - давление выворачивания

ребристой диафрагмы; 3 -давление потери устойчивости гладкой диафрагмы; 4 -давление выворачивания гладкой диафрагмы; 5 - результаты экспериментов по потере устойчивости цилиндрических диафрагм.

Рисунок 5 - Изменение критического давления и давления выворачивания в зависимости от радиуса цилиндра

А - круговые сегментные ребра жесткости; Б - прямоугольные ребра жесткости; В - рельефная диафрагма-разделитель.

Рисунок 6 - Варианты исполнения ребер жесткости

Из данной диаграммы и графиков, представленных на рисунке 5 видно, что применение ребер жесткости значительно повышает устойчивость разделителя. Что дает основание для надежного проектирования и использования удлиненных диафрагм-разделителей.

Рисунок 7 - Напряженное состояние цилиндрических диафрагм: гладкой - слева и с применением прямоугольных ребер жесткости - справа

Для нахождения критического давления с подкрепляющими ребрами жесткости воспользуемся следующими известными зависимостями из работы Лизин В.Т., Пяткин В. А. «Проектирование тонкостенных конструкций»:

р я5'2

Р_ = 0.92^^(1 + Р(р(у -1)5/2), (7)

Ш

где

2ж <Р = -7->

ь =

1

1-

2 к

Едь

Р,X у

л 0.41 1.85

\1<р

Варьируя параметрами ребер жесткости можно добиться незначительного повышения давления выворачивания при сохранении устойчивости разделителя.

По результатам исследования разработано программное обеспечение для расчета и проектирования выворачивающихся металлических диафрагм-разделителей двигательных установок топливных баков

космических аппаратов на основе использования энергетического принципа [7].

Разработанный программный продукт, реализует представление математической модели процесса выворачивания диафрагмы-разделителя в виде графиков, таблиц и визуализации мгновенного положения разделителя в топливном баке.

Реализация математической модели в программном обеспечении позволяет осуществить большинство расчетов связанных с процессом выворачивания разделителя. В программе осуществлено сравнение расчетных данных с полученными экспериментально, что позволяет выявить особенности и проблемы процесса выворачивания диафрагмы-разделителя.

Основным достоинством программы является визуализация начальной, промежуточных и конечной форм проектируемой диафрагмы-разделителя в зависимости от места крепления в топливном баке относительно внутренней поверхности стенок бака. Это позволяет оперативно менять геометрические параметры участков образующей и место крепления разделителя в баке для достижения максимальной эффективности использования его объема и исключения случаев прекращения процесса выворачивания при сминании стенки разделителя внутренними поверхностями топливного бака летательного аппарата.

Основные результаты и выводы

1 Построена математическая модель процесса выворачивания на основе экспериментальных данных с помощью, которой определены величины пластических деформаций торовой зоны перекатывания, радиуса зоны перекатывания и давление выворачивания для диафрагм-разделителей с участками образующей с малыми углами наклона;

2 Экспериментально определенны причины и характер потери устойчивости удлиненных диафрагм-разделителей. Исследовано влияние различных видов ребер подкрепления цилиндрических участков разделителя на процесс выворачивания, даны рекомендации по проектированию удлиненных разделителей.. Предложены варианты повышения устойчивости диафрагм-разделителей с малыми углами наклона образующей;

3 Разработана уточненная модель процесса выворачивания удлиненных диафрагм-разделителей в составе топливного бака увеличенного объема. На базе уточненной модели процесса выворачивания разработано программное обеспечение по реализации расчета и проектирования выворачивающихся металлических диафрагм-разделителей.

Основное содержание диссертации отражено в следующих работах, допущенных к открытой печати:

1 Кубриков, М. В. Использование метода акустической эмиссии для анализа работы диафрагмы-разделителя топливного бака/ М.В. Кубриков, В.Ю. Журавлев// Решетневские чтения: материалы XI Междунар. науч. конф.-Красноярск:СибГАУ, 2007 Г.-С.44-45

2 Кубриков, М. В. Проведение, расчета, анализа и оценки работоспособности диафрагмы-разделителя топливного бака/ М.В. Кубриков, В.Ю. Журавлев// Решетневские чтения: материалы XI Междунар. науч. конф.-Красноярск:СибГАУ, 2007 Г.-С.46-47

3 Кубриков, М. В. Особенности пластического выворачивания цилиндрических участков металлических оболочек/ М.В. Кубриков, В.Ю. Журавлев// Актуальные проблемы авиации и космонавтики материалы Всерос. науч.-практ. конф. студентов, аспирантов и молодых специалистов.-Красноярск СибГАУ, Т.1 технические науки, 2011.

4 Кубриков, М. В. Программное обеспечение по реализации математической модели процесса выворачивания металлической диафрагмы-разделителя топливного бака/ М.В. Кубриков, В.Ю. Журавлев// Решетневские чтения: материалы XIII Междунар. науч. конф-Красноярск:СибГАУ, 2009 Г.-С.120-121

5 Кубриков, М. В. Программное обеспечение для расчета процесса выворачивания разделителей топливных баков / М.В. Кубриков, В.Ю. Журавлев // Вестник СибГАУ .-Вып. 3(29).-Красноярск, 2010.-C.il 1-114

6 Кубриков М.. В. Журавлев В. Ю. Дроектирование диафрагм-разделителей удлиненных топливных баков / М.В. Кубриков, В.Ю. Журавлев //Вестник СибГАУ -Вып. 4(30).-Красноярск, 2010.-С.105-107

7 Свидетельство №2010616032 об официальной регистрации программ для ЭВМ. Design SeFT Проектирование разделителя топливного бака жидкостного ракетного двигателя / М.В. Кубриков, В.Ю. Журавлев. -зарегистрировано в реестре программ для ЭВМ РФ 14.09.2010

Подписано в печать «_» мая 2011 г. .

Формат 60x84/16 Усл. печ.л. 1,4. Тираж 80 экз. Заказ № /Ш-Отпечатано в отделе копировально-множительной техники СибГАУ 660014, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31

уз/

2010201503