Способ и контур регулирования ракетного двигателя - RU2016139441A

1. Способ регулирования ракетного двигателя (1), использующего, по меньшей мере, один жидкий компонент ракетного топлива, при этом ракетный двигатель содержит по меньшей мере одну камеру (3) сгорания и первый контур (10) питания жидким ракетным топливом с первым насосом (12) для нагнетания первого жидкого компонента ракетного топлива и первой турбиной (14) для приведения в действие первого насоса (12), первым питающим клапаном (15) и регулирующим устройством для регулирования первой турбины (14), отличающийся тем, что включает в себя этапы, на которых:

вычисляют команду (DVCH) на открытие первого питающего клапана (15) от внешней команды (C_ext) с применением соотношения регулирования без обратной связи;

вычисляют команду для регулирующего устройства первой турбины (14) на основе указанной внешней команды (C_ext) и, по меньшей мере, одной величины обратной связи, с применением соотношения регулирования с обратной связью; и

управляют первым питающим клапаном (15) камеры (3) сгорания и регулирующим устройством первой турбины (14) согласно соответствующим командам.

2. Способ по п. 1, в котором указанный первый контур (10) питания содержит теплообменник (13) для нагревания первого жидкого компонента ракетного топлива ниже по потоку от первого насоса (12) с последующим прохождением через первую турбину (14) ниже по потоку от теплообменника (13) для приведения в действие первого насоса (12) побуждением первого жидкого компонента ракетного топлива, нагретого в теплообменнике (13), для расширения в первой турбине (14).

3. Способ по п. 1, в котором ракетный двигатель (1) дополнительно содержит газогенератор (100) для питания, по меньшей мере, первой турбины (14) горячими газообразными продуктами сгорания.

4. Способ по п. 3, в котором регулирующее устройство первой турбины (14) содержит по меньшей мере один питающий клапан (104) газогенератора (100).

5. Способ по п. 1, в котором регулирующее устройство первой турбины (14) содержит обводной клапан (17v) для обхода первой турбины (14).

6. Способ по п. 1, в котором указанная внешняя команда (C_ext) включает в себя величину (p_{gc_ext}) команды для давления газа в камере (3) сгорания.

7. Способ по п. 6, в котором, по меньшей мере, одна величина обратной связи включает в себя измеренную величину (p_{gc_m}) давления газа в камере (3) сгорания.

8. Способ по п. 1, включающий в себя этап, на котором фильтруют внешнюю

команду (C_ext) в следящем фильтре (70) для получения фильтрованной внешней команды (C_filt), при этом команду (DVCH) на открытие первого питающего клапана (15) вычисляют на основе фильтрованной внешней команды (C_filt), и/или команду для регулирующего устройства для регулирования первой турбины (14) вычисляют посредством корректора возмущающего воздействия на основе, по меньшей мере, одной величины обратной связи и фильтрованной внешней команды (C_filt), при этом указанный корректор возмущающего воздействия имеет граничную частоту, которая больше граничной частоты следящего фильтра.

9. Способ по п. 1, в котором указанный ракетный двигатель (1) дополнительно содержит второй контур (20) питания для подачи второго жидкого компонента ракетного топлива.

10. Способ по п. 9, в котором указанная внешняя команда (C_ext) включает в себя величину (r_ext) команды для соотношения между расходом (Q₁) первого компонента ракетного топлива и расходом (Q₂) второго компонента топлива.

11. Способ по п. 10, в котором указанная, по меньшей мере, одна величина обратной связи включает в себя измеренную величину (r_m) соотношения между расходом (Q₁) первого компонента ракетного топлива и расходом (Q₂) второго компонента топлива.

12. Способ по п. 9, в котором контур (20) питания вторым жидким компонентом ракетного топлива содержит второй питающий клапан (25), и, кроме того, способ регулирования включает в себя этапы, на которых вычисляют команду (DVCO) на открытие второго питающего клапана (25) на основе внешней команды (C_ext) с применением соотношения регулирования без обратной связи и управляют вторым питающим клапаном (25) с применением этой команды (DVCO) на открытие клапана.

13. Способ по п. 9, в котором питающий контур (20) второго жидкого компонента ракетного топлива содержит второй насос (22) для нагнетания второго жидкого компонента ракетного топлива.

14. Способ по п. 13, в котором указанный ракетный двигатель (1) содержит вторую турбину (24) для приведения в действие второго насоса (22) и регулирующее устройство для регулирования второй турбины (24), и, кроме того, способ регулирования включает в себя этапы, на которых вычисляют команду для регулирующего устройства второй турбины (24) на основе указанной внешней команды (C_ext) и, по меньшей мере, одной величины обратной связи с применением соотношения регулирования с обратной связью и управляют регулирующим устройством второй турбины (24) с применением этой команды для регулирующего устройства второй турбины (24).

15. Контур регулирования ракетного двигателя (1), использующего, по меньшей мере, один жидкий компонент ракетного топлива, при этом указанный ракетный двигатель (1) содержит по меньшей мере одну камеру сгорания (3) и первый контур (10) питания жидким компонентом топлива с первым насосом (12) для нагнетания первого жидкого компонента ракетного топлива и первой турбиной (14) для приведения в действие первого насоса (12), первым питающим клапаном (15) и регулирующим устройством для регулирования первой турбины (14), отличающийся тем, что включает в себя:

контур (80) без обратной связи для управления первым питающим клапаном (15), содержащий модуль (81) для вычисления, по меньшей мере, одной команды (DVCH) на открытие первого питающего клапана (15) на основе внешней команды (C_ext); и

контур (90) с обратной связью для управления первой турбиной (14), содержащий модуль (91) для вычисления команды для регулирующего устройства первой турбины (14) на основе указанной внешней команды (C_ext) и, по меньшей мере, одной величины обратной связи;

причем контур регулирования выполнен с возможностью управления первым питающим клапаном (15) камеры (3) сгорания и регулирующим устройством первой турбины (14) с применением соответствующих команд.