Mathematical Model of Criticality of Control System for Rotary Nozzle of Solid-Propellant Rocket Engine

Abstract

К системам управления соплами ракетных двигателей предъявляются специальные требования, жесткое соблюдение которых обеспечивает расчетную работоспособность данных устройств в условиях действия повышенных нагрузок при старте ракеты. В условиях такого старта в системе управления соплом неизменно возникает и развивается критичность. Появление такой критичности присуще системам автоматического управления. Развитие критичности может привести к изменению параметров системы управления за весьма малый отрезок времени. Например, критичность возникает при отработке угла поворотным соплом крупногабаритного твердотопливного ракетного двигателя. Изменения параметров устройств при старте могут находиться как в пределах допустимых значений, так и выходить за них, в таких случаях и развивается критичность.В статье рассматривается возможность оценки критичности переходного процесса системы управления поворотного сопла ракетного двигателя в виде математической модели.Оценку критичности предполагается проводить по значениям характеристик переходного процесса. Данные характеристики входят в 12 формул математической модели. Вычисленный по формуле результат – показатель (индикатор), характеризующий процесс развития критичности. Показатели нормированы так, чтобы определить ситуацию, при которой происходит нерасчетное развитие критичности. Значение показателя, близкое и превышающее 1, указывает на критичность.На числовом примере показана методика использования математической модели для определения расчетного (с наибольшей вероятностью) развития критичности при работе поворотного сопла ракетного двигателя.