Внутренняя поверхность вытеснителя хромирована и имеет высокую точность и чистоту обработки. Для дополнительной защиты резиновых уплотнений 6 и для предотвращения их задира нагаром при обратном движении поршня 5 служит набор металлических колец 4.
Для обеспечения устойчивости движения поршня-разделителя (исключения заклинивания вследствие перекоса) длина поршня должна быть не менее 0,7-0,8 от его диаметра. Масса поршня влияет на динамику подъема и ее целесообразно минимизировать.
Для уменьшения массы поршень 5 имеет сферическое днище. Поршень целесообразно изготавливать литьем из высокопрочных литейных сталей с последующей механической обработкой. Это позволит выполнить его максимально легким, а также организовать в сферической части ребра для отверстий 7, предназначенных для подачи масла.
Конструкция вытеснителя выполняется таким образом, чтобы обеспечить возможность оперативной разборки. При этом отделяются обе крышки, и извлекается плавающий поршень-разделитель. Перед разборкой требуется удалить из него рабочую жидкость. При заправке вытеснителя жидкостью для удаления воздуха из гидравлической камеры используется дренажный вентиль в верхней части цилиндрического корпуса 1.
Объем вытеснителя несколько больше объема гидроцилиндра (гидроцилиндров) за счет начального объема газовой полости и запаса жидкости. Давление в вытеснителе за счет перепада на дросселе 7 (см. рис. 2.1) также выше, чем максимальное давление в гидроцилиндре.
Перепад давления на дросселе на дросселе 7, расположенном в напорной магистрали (см. рис. 2.1) играет очень важную роль при подъеме ТПК. При переключении ступеней происходит скачкообразное падение рабочей площади гидроцилиндров. Поскольку обычно подъем происходит в режиме, близком к равномерному (угловые ускорения ТПК малы), давление в гидроцилиндре перед переключением ступеней близко к равновесному. При отсутствии перепада давления между вытеснителем и гидроцилиндром, давление в вытеснителе в первый момент останется близким к равновесному. После переключения ступеней, останется неизменным и давление в гидроцилиндрах и с уменьшением рабочей площади суммарное усилие, создаваемое гидроцилиндрами, скачком упадет. Поскольку момент от веса ТПК и изделия при этом не изменяется, он оказывается существенно выше, чем момент от усилия гидроцилиндра. В результате ТПК начинает резко тормозиться, что вызывает интенсивную вибрацию, которая передается на изделие, а в некоторых случаях (при небольшой скорости подъема) может привести к временной остановке подъема – до тех пор, когда продолжающий гореть заряд твердого топлива не повысит давление в вытеснителе и гидроцилиндре до значения, превышающего новое равновесное.
Наличие дросселя, создающего перепад давления между вытеснителем и гидроцилиндром позволяет в какой-то мере решить эту проблему. Даже при использовании дросселя постоянного сечения при уменьшении рабочей площади уменьшается расход жидкости, а значит и перепад на дросселе. В результате давление в гидроцилиндре приближается к давлению в вытеснителе, т.е. повышается, частично компенсируя уменьшение рабочей площади (снижая провал усилия, создаваемого гидроцилиндром). Еще проще эта проблема решается при использовании дросселя переменного сечения, когда есть возможность увеличивать (хотя и не мгновенно) проходное сечение при переключении ступеней.
Опыт проведения расчетов приводов ускоренного подъема показывает, что на выбор перепада давления на дросселе существенное влияние оказывает соотношение равновесных давлений до и после переключения ступеней. Если начальное равновесное давление выше, чем равновесное давление после переключения с первой на вторую ступень, а равновесное давление после переключения со второй на третью ступень еще меньше, то перепад давления на дросселе в схеме с газогенератором может не превышать 3-4 МПа. Если же это условие не выполняется, то перепад давления может достигать 4-7МПа. Такой случай может иметь место при неудачном взаимном расположении опорных точек силового треугольника (верхние и нижние оси гидроцилиндров и оси цапф ТПК), а также при больших относительных толщинах стенок ступеней гидроцилиндров (больших перепадах площадей). Для схемы с пневмобаллонами перепад давления может достигать 5-7МПа.
Весовое совершенство конструкции вытеснителя как сосуда под давлением
определяется по размерному параметру 
, где p – давление в сосуде, V –
его объем, M - масса самого сосуда. Расчеты,
выполненные на основании данных, полученных в предыдущем разделе, с учетом
влияния температуры стенки и необходимого запаса прочности, показывают, что для
материалов типа сталь 40Х коэффициент весового совершенства для рассматриваемых
приводов может достигать 17. Тогда массу корпуса вытеснителя можно определить
по формуле:
.
Здесь pВ – давление в вытеснителе (КПа), VВ – его объем, n=1,1 – коэффициент увеличения массы за счет наличия газогенератора (масса топлива в ПАД составляет 0,02-0,03 от массы корпуса и ее изменение на массу вытеснителя практически не влияет). Для варианта рассмотренного выше (подраздел 2.4) масса вытеснителя составила 210 кг при толщине стенок 9-10мм. Время подъема на массу вытеснителя влияет незначительно. Как показано в подразделе 2.4, полное время подъема контейнера при максимальных перегрузках ракеты в районе головной части равных 0,45g составляет 11 сек, причем заметно изменить величину перегрузок может изменение жесткости контейнера, ракеты и особенно ее опор.
В отличие от схемы с газогенератором вытеснитель, работающий от баллонов (ВАД), не подвергается воздействию горячих газов. Поэтому он может быть выполнен из высокопрочных сталей или из композиционных материалов. При использовании высокопрочных сталей (типа ВКС) толщину стенок вытеснителя (при диаметре 300 мм) теоретически можно уменьшить до 4 мм. Однако при изготовлении такой тонкостенной конструкции могут возникнуть технологические проблемы. Кроме того, могут возникнуть серьезные проблемы по обеспечению динамической прочности такого тонкостенного вытеснителя при воздействии перегрузок от УВ ЯВ. Поэтому в реальной конструкции толщина стенок должна быть больше.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.