RU2454574C2 - Digital steering gear - Google Patents
Digital steering gear Download PDFInfo
- Publication number
- RU2454574C2 RU2454574C2 RU2008126177/06A RU2008126177A RU2454574C2 RU 2454574 C2 RU2454574 C2 RU 2454574C2 RU 2008126177/06 A RU2008126177/06 A RU 2008126177/06A RU 2008126177 A RU2008126177 A RU 2008126177A RU 2454574 C2 RU2454574 C2 RU 2454574C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cavity
- cavities
- control
- hydraulic
- piston
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Servomotors (AREA)
- Actuator (AREA)
- Power Steering Mechanism (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области машиностроения, и в частности к цифровым рулевым приводам, предназначенным для отклонения камер жидкостных ракетных двигателей с целью создания управляющих моментов относительно центра масс ракеты-носителя для управления движением.The invention relates to the field of engineering, and in particular to digital steering gears, designed to deflect the chambers of liquid rocket engines with the aim of creating control moments relative to the center of mass of the launch vehicle for motion control.
Предшествующий уровень техникиState of the art
Известен цифровой привод, содержащий кожух, возвратный электромагнит и электромагниты с сердечниками возвратно-поступательного движения, число которых равно числу разрядов двоичного числа, а воздушные зазоры между ними равны соответственно одной, двум, четырем и т.д. единицам (см. авт. свид. СССР №185118, МКИ F15B 9/17, 1966 г.). Данное техническое решение принимаем за аналог предлагаемого изобретения. Это техническое решение работоспособно и отличается хорошей надежностью.A known digital drive containing a casing, a return electromagnet and electromagnets with cores of reciprocating motion, the number of which is equal to the number of bits of the binary number, and the air gaps between them are equal to one, two, four, etc. units (see ed. certificate of the USSR No. 185118, MKI F15B 9/17, 1966). This technical solution is taken as an analogue of the invention. This technical solution is workable and has good reliability.
Однако, такие приводы вряд ли найдут применение в ракетной технике из-за повышенной массы и низкого быстродействия. Такие цифровые приводы нашли применение в маломощных системах управления.However, such drives are unlikely to find application in rocketry due to the increased mass and low speed. Such digital drives are used in low-power control systems.
Известен также цифровой рулевой привод для управления вектором тяги жидкостного ракетного двигателя.Also known is a digital steering gear for controlling the thrust vector of a liquid propellant rocket engine.
Указанный цифровой преобразователь, включает гидроцилиндр с выходным штоком, цифроаналоговый привод, имеющий корпус, внутри которого последовательно расположены семь разрядных раздвижных поршней, семь электрогидравлических преобразователей, которые преобразуют электрические командные сигналы от системы управления, задаваемые в виде семиразрядного двоичного кода в поступательное перемещение штока. Задающими элементами цифрового аналогового преобразователя являются семь магнитоэлектрических преобразователей, которые соединяют полости между разрядными поршнями в зависимости от командного сигнала либо с нагнетанием, либо со сливом. Кроме того, в конструкцию такого привода входит управляющий золотник, обеспечивающий в зависимости от перемещения штока цифроаналогового преобразователя и рычагов обратной связи, подвод рабочей жидкости в гидроцилиндр. Имеется также фиксатор выходного штока, средства для крепления привода к соответствующим узлам жидкостного ракетного двигателя, датчик положения штока и патрубки подвода и слива рабочей жидкости (см. техн. описание жидкостного ракетного двигателя РД-170 под общей редакцией Б.И.Каторгина, с.54-57, 1995 г.). Данное техническое решение принимаем за прототип предлагаемого изобретения.The specified digital converter includes a hydraulic cylinder with an output rod, a digital-to-analog drive having a housing inside which seven digit sliding pistons, seven electro-hydraulic converters are arranged in series, which convert the electrical command signals from the control system, which are set in the form of a seven-digit binary code to the translational movement of the rod. The driving elements of the digital analog converter are seven magnetoelectric converters that connect the cavities between the discharge pistons, depending on the command signal, either with discharge or with discharge. In addition, the control spool is included in the design of such a drive, which, depending on the movement of the digital-to-analog converter rod and feedback levers, provides a supply of working fluid to the hydraulic cylinder. There is also a clamp for the output rod, means for mounting the drive to the corresponding nodes of the liquid rocket engine, a rod position sensor and nozzles for supplying and discharging the working fluid (see the technical description of the RD-170 liquid rocket engine under the general editorship of B.I. Katorgin, p. 54-57, 1995). This technical solution is taken as a prototype of the invention.
Несмотря на подтвержденную работоспособность и надежность прототипа, его высокая масса и стоимость, сложная гидромеханическая связь между первичным цифроаналоговым преобразователем и гидроцилиндром может рассматриваться как недостаток. Кроме того, в прототипе в качетсве цифроаналогового преобразователя используются маломощные электромагнитные приборы типа сопло-заслонка, которые не дают необходимого гидроусиления и необходимого кода штока и требуют последующих нескольких каскадов гидроусиления как по усилению, так и по ходу штока с необходимыми для этого случая сложными внутриобратными связями.Despite the proven operability and reliability of the prototype, its high mass and cost, the complex hydromechanical connection between the primary digital-to-analog converter and the hydraulic cylinder can be considered a disadvantage. In addition, in the prototype, as a digital-to-analog converter, low-power electromagnetic devices of the nozzle-damper type are used, which do not provide the necessary hydraulic amplification and the necessary rod code and require the next several cascades of hydraulic amplification both in amplification and in the course of the rod with the necessary complex reverse connections for this case .
Раскрытие изобретенияDisclosure of invention
В основу настоящего изобретения положена задача создания цифрового рулевого привода для управления вектором тяги жидкостного ракетного двигателя, обладающего меньшей массой, сравнительно низкой стоимостью и простой компоновкой привода.The basis of the present invention is the creation of a digital steering gear for controlling the thrust vector of a liquid propellant rocket engine having a lower mass, relatively low cost and simple layout of the drive.
Эта задача решена за счет того, что в цифровом рулевом приводе, включающем гидроцилиндр с выходным штоком, цифроаналоговый привод, имеющий корпус, внутри которого последовательно расположены несколько разрядных поршней, находящихся в зацеплении между собой, и столько же электрогидравлических преобразователей, которые соединяют полости разрядных поршней либо с коллектором управляющего давления, либо с коллектором слива, золотник-гидрораспределитель, обеспечивающий подвод управляющего давления в гидроцилиндр, датчик положения выходного штока, фиксатор выходного штока, средство для крепления корпуса гидроцилиндра и выходного штока к соответствующим узлам жидкостного ракетного двигателя, а также патрубки подвода и отвода управляющего давления в цифровой рулевой привод, при этом гидроцилиндр, золотник-гидрораспределитель и разрядные поршни цифроаналогового привода расположены на одной оси, а корпус гидроцилиндра жестко и герметично соединен с корпусом цифроаналогового привода, золотник-гидрораспределитель имеет управляющую полость, которая соединена с коллектором управляющего давления, выполнен в виде полого цилиндра с глухим дном и установлен внутри поршня гидроцилиндра, указанный золотник находится в зацеплении с поршнем высшего разряда и с поршнем гидроцилиндра и перемещается внутри него в пределах зазора δ, а его ход ограничен гайкой, а в его стенке выполнены: полость давления и две полости слива, при этом управляющие полости гидроцилиндра в зависимости от перемещения золотника-гидрораспределителя могут соединяться с полостью давления либо с полостями слива через каналы, выполненные в поршне гидроцилиндра, кроме того, полости слива сообщаются с входной полостью стабилизатора расхода, который жестко соединен с золотником-гидрораспределителем, причем полости разрядных поршней соединены с коллектором слива или с коллектором управляющего давления через гидромагистрали, в которых установлены электрогидроклапаны (для управляющих полостей поршней меньшего разряда) и гидромагистрали, в которых последовательно установлены электрогидроклапаны и гидроклапаны усиления для полостей поршней среднего и высшего разряда.This problem is solved due to the fact that in a digital steering drive that includes a hydraulic cylinder with an output rod, there is a digital-to-analog drive having a housing inside which several discharge pistons are arranged in series with each other, and as many electro-hydraulic converters that connect the cavity of the discharge pistons either with a control pressure manifold or with a drain manifold, a spool-valve, providing a supply of control pressure to the hydraulic cylinder, an output position sensor th rod, output rod retainer, means for fastening the cylinder body and the output rod to the corresponding units of the liquid propellant rocket engine, as well as supply and outlet control pressure pipes to the digital steering gear, while the hydraulic cylinder, the spool valve and the digital-to-analog drive pistons are located on one axis, and the cylinder body is rigidly and hermetically connected to the body of the digital-to-analog drive, the spool valve has a control cavity that is connected to the collector m of control pressure, made in the form of a hollow cylinder with a blind bottom and installed inside the piston of the hydraulic cylinder, the specified spool is meshed with the piston of the highest category and the piston of the hydraulic cylinder and moves inside it within the gap δ, and its stroke is limited by the nut, and in its wall made: a pressure cavity and two discharge cavities, while the control cavity of the hydraulic cylinder, depending on the movement of the spool valve, can be connected to the pressure cavity or to the drain cavities through channels made in pores not the hydraulic cylinder, in addition, the drain cavities communicate with the inlet cavity of the flow stabilizer, which is rigidly connected to the spool-valve, and the cavities of the discharge pistons are connected to the drain manifold or to the control pressure manifold through hydraulic lines in which electrohydraulic valves are installed (for control cavities of smaller pistons ) and hydraulic lines in which electrohydraulic valves and amplification hydraulic valves for piston cavities of medium and higher discharge are installed in series.
Другими отличиями предлагаемого цифрового рулевого привода являются:Other features of the proposed digital steering gear are:
- электрогидроклапан имеет электромагнит и затвор, который включает золотник и гильзу, при этом в гильзе выполнены две управляющие полости и полость слива, причем одна из управляющих полостей соединена с коллектором управляющего давления, а вторая - при перемещении золотника соединяется с первой управляющей полостью и с полостью поршня (поршней) меньшего разряда;- the electrohydro valve has an electromagnet and a shutter, which includes a spool and a sleeve, while two control cavities and a drain cavity are made in the sleeve, one of the control cavities being connected to the control pressure manifold, and the second connected to the first control cavity and to the cavity when the spool is moved piston (s) of lower discharge;
- гидроклапан усиления имеет поршень и затвор, который включает золотник и гильзу, при этом в гильзе выполнены две управляющие полости и полость слива, причем одна из управляющих полостей соединена с коллектором управляющего давления, а вторая - при перемещении золотника соединяется с первой управляющей полостью и через магистраль соединена с полостью поршня (поршней) большего разряда, кроме того, золотник выполнен за одно целое с поршнем, а его диаметр меньше диаметра поршня, причем управляющая полость поршня гидравлически соединена с управляющей полостью электрогидроклапана;- the amplification hydraulic valve has a piston and a shutter that includes a spool and a sleeve, while two control cavities and a drain cavity are made in the sleeve, one of the control cavities being connected to the control pressure manifold, and the second connected to the first control cavity when the spool is moved the line is connected to the piston cavity (s) of a larger discharge, in addition, the spool is integral with the piston, and its diameter is smaller than the diameter of the piston, and the piston control cavity is hydraulically connected to tapping cavity of the electrohydrovalve;
- каждый элемент зацепления разрядных поршней имеет в сечении Г-образную форму;- each engagement element of the discharge pistons has a L-shaped cross section;
- стабилизатор расхода имеет корпус, содержащий входную полость и полость уменьшенного давления, разделенные перегородкой, в которой выполнены дроссельные отверстия, причем указанный корпус имеет крышку, внутри которой расположен подпружиненный чувствительный элемент с опорной поверхностью, кроме того, между чувствительным элементом и корпусом стабилизатора расхода выполнен регулирующий зазор, выход из которого соединен с патрубком слива, а кольцевая полость, в которой размещен чувствительный элемент, соединена с входной полостью стабилизатора расхода;- the flow stabilizer has a housing containing an inlet cavity and a cavity of reduced pressure, separated by a partition in which throttle openings are made, said housing having a cover inside which a spring-loaded sensing element with a supporting surface is located, in addition, between the sensing element and the flow stabilizer housing control gap, the outlet of which is connected to the drain pipe, and the annular cavity in which the sensing element is located is connected to the inlet cavity flow abilizer;
- фиксатор положения штока гидроцилиндра имеет корпус и полость, которая гидравлически соединена с коллектором управляющего давления, крышку, подпружиненный полый шток и чеку, при этом шток соединен с чекой с помощью винта, кроме того, в торце чеки выполнена П-образная проточка, взаимодействующая с кольцевым выступом, выполненным на штоке гидроцилиндра.- the position lock of the hydraulic cylinder rod has a body and a cavity that is hydraulically connected to the control pressure manifold, a cover, a spring-loaded hollow rod and a pin, while the rod is connected to the pin with a screw, in addition, a U-shaped groove is made in the end of the pin, interacting with an annular protrusion made on the rod of the hydraulic cylinder.
Технический результат состоит в упрощении компоновки привода, снижении массы и его стоимости.The technical result consists in simplifying the layout of the drive, reducing weight and its cost.
Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings
На фиг.1 представлено продольное сечение А-А цифрового рулевого привода;Figure 1 shows a longitudinal section aa of a digital steering gear;
на фиг.2 представлен вид по В;figure 2 presents a view of In;
на фиг.3 представлен фрагмент I увеличенного сечения части продольного сечения фиг.1;figure 3 presents a fragment I of an enlarged section of part of a longitudinal section of figure 1;
на фиг.4, фиг.5 представлены фрагменты II и III увеличенных сечений электрогидроклапана и его соединение с полостями разрядных поршней;in Fig.4, Fig.5 presents fragments II and III of enlarged sections of the electrohydrovalve and its connection with the cavities of the discharge pistons;
на фиг.6 представлен фрагмент IV увеличенного сечения гидроклапана усиления;figure 6 presents a fragment IV of an enlarged section of a reinforcement hydraulic valve;
на фиг.7 представлено сечение по В-В на фиг.4;figure 7 presents a section along BB in figure 4;
на фиг.8 представлен фрагмент V увеличенного сечения золотника-гидрораспределителя; on Fig presents fragment V of an enlarged section of the spool valve;
на фиг.9 представлен фрагмент VI увеличенного сечения фиксатора положения штока.figure 9 presents a fragment VI of an enlarged section of the rod position lock.
Пример реализации изобретенияAn example implementation of the invention
Конструкция предлагаемого цифрового рулевого привода является семиразрядной. Семь разрядов в сумме обеспечивают 128 комбинаций положений штока, при этом происходит дискретное приращение хода шагом 1/128 от заданного диапазона указанных параметров. Цифровой рулевой привод 1 (Фиг.1) включает гидроцилиндр 2 со штоком 3, цифроаналоговый привод 4 и золотник-гидрораспределитель 5. На конце штока 3 закреплена серьга 6, с помощью которой шток 3 крепится к качающейся камере жидкостного ракетного двигателя (не показано). Корпус 7 гидроцилиндра 2 прочно соединен с корпусом 8 цифроаналогового привода 4 и находятся на одной оси О'-О'. К нижней части корпуса 8 прикреплен кронштейн 9, с помощью которого привод крепится к раме жидкостного ракетного двигателя (не показано).The design of the proposed digital steering gear is seven-digit. Seven digits in total provide 128 combinations of stem positions, with a discrete increment of the stroke in increments of 1/128 from a given range of these parameters. The digital steering gear 1 (FIG. 1) includes a
В конструкцию привода входят: датчик положения 10 штока 3, фиксатор 11 положения штока 3, патрубок 12 подвода управляющего давления и два патрубка слива 13 и 14. По окружности корпуса 8 размещены (фиг.2, вид В) семь электрогидроклапанов 15 и пять гидроклапанов усиления 16.The actuator design includes: a
В цифроаналоговом приводе (Фиг.3) применены семь разрядных поршней 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23 и столько же полостей 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30. Внутри корпуса 8 расположены коллектор управляющего давления 31 и коллектор слива 32. Коллектор управляющего давления 31 гидравлически соединен с патрубком 12 управляющего давления, а коллектор слива 32 - с патрубком слива 14. Электрогидроклапаны 15 и гидроклапаны усиления 16 предназначены для соединения полостей разрядных поршней с коллектором управляющего давления 31 или с коллектором слива 32.In the digital-analog drive (Figure 3), seven
Конструкция каждого разрядного поршня выбрана таким образом, что каждый такой поршень при своем движении входит в зацепление с соседним разрядным поршнем, перемещаясь на величину, отличающуюся от относительного перемещения соседнего разрядного поршня в два раза.The design of each discharge piston is selected in such a way that each such piston, when it moves, engages with an adjacent discharge piston, moving by an amount different from the relative displacement of the adjacent discharge piston by half.
Каждый элемент зацепления 33 разрядных поршней выполнен за одно целое с разрядным поршнем и имеет в сечении Г-образную форму.Each engagement element of 33 bit pistons is made in one piece with the bit piston and has a L-shaped cross section.
Каждый электрогидроклапан 15 (Фиг.4) управляется электромагнитом 34 и имеет золотник 35 и гильзу 36. Золотник 35 под действием пружины 37 или штока 38 может перемещаться в осевом направлении. Этот клапан имеет две управляющие полости 39, 40 и полость слива 41. Управляющая полость 39 сообщена с коллектором управляющего давления 31. Полость слива 41 через радиальные каналы 42 и осевой канал 43 сообщена с коллектором слива 32. Полость управления 40 (Фиг.5) через радиальный канал 44 и продольный канал 45 и канал 46 сообщается с полостью 25 поршня 18 младшего разряда (Фиг.5). Аналогично управляющая полость второго электрогидроклапана 15 через такой же канал (не показан), выполненный в корпусе 8, сообщена с полостью 26 второго поршня 19 младшего разряда. Управляющие полости остальных пяти электрогидроклапанов 15 сообщаются с полостями разрядных поршней следующих разрядов через гидроклапаны усиления 16.Each electrohydrovalve 15 (FIG. 4) is controlled by an
Каждый гидроклапан усиления 16 (Фиг.6) управляется поршнем 47, который находится в управляющей полости 48. Поршень 47 выполнен за одно целое с золотником 49, при этом диаметр поршня больше диаметра золотника. Золотник 49 может перемещаться в осевом направлении за счет усилия, создаваемого управляющим давлением, действующим на разность сечений площадей поршня 47 и золотника 49. Гидроклапан усиления 16 имеет также две управляющие полости 50, 51 и полость слива 52. Управляющая полость 50 сообщена с коллектором управляющего давления 31, а полость слива 52 сообщена с коллектором слива 32. Управляющая полость 51 через продольный канал 53 большего диаметра (Фиг.3) сообщена с полостью 29 разрядного поршня 22. Кроме того, управляющая полость 51 при перемещении золотника 49 гидроклапана 16 влево соединяется с полостью слива 32 через каналы 54, выполненные в теле золотника 49. Управляющая полость 48 гидроклапана 16 через продольный канал 55 сообщается с управляющей полостью 40 электрогидроклапана 15 (Фиг.7, сечение В-В на Фиг.4). Полости 26, 27, 28 и 30 разрядных поршней 19, 20, 21 и 23 соединяются с коллектором управляющего давления 31 или с коллектором слива 32 через четыре гидромагистрали, в которых последовательно установлены соединенные между собой электрогидроклапан 15 и гидроклапан усиления 16.Each reinforcement hydraulic valve 16 (FIG. 6) is controlled by a piston 47, which is located in the
Золотник-гидрораспределитель 5 (Фиг.8) имеет управляющую полость 56, выполнен в виде полого цилиндра с глухим дном 57 и установлен внутри поршня гидроцилиндра 2. Золотник-гидрораспределитель 5 находится в зацеплении с поршнем высшего разряда 23 и с поршнем 58 гидроцилиндра 2. Золотник-гидрораспределитель 5 перемещается внутри поршня 58 в пределах зазора δ, ограниченного гайкой 59. Поршень 58 жестко соединен со штоком 3 (Фиг.1). Золотник-гидрораспределитель 5 имеет полость давления 60 и две полости слива 61 и 62. Управляющие полости 63 и 64 гидроцилиндра 2 в зависимости от перемещения золотника-гидрораспределителя 5 могут соединяться либо с полостью давления 60, либо с полостями слива 61 и 62, через каналы 65 и 66, выполненные в поршне 58. Управляющая полость 56 золотника-гидрораспределителя 5 через продольный канал 67 сообщается с коллектором 31 управляющего давления (Фиг.З). Полости слива 61 и 62 через продольный канал 68 сообщаются с входной полостью 69 стабилизатора расхода 70.The control valve 5 (Fig. 8) has a
Корпус 71 стабилизатора 70 расположен во внутренней полости штока 3 и жестко соединен с золотником-гидрораспределителем 5. В корпусе 71 стабилизатора 70 выполнена полость пониженного давления 72. Входная полость 69 и полость пониженного давления 72 разделены перегородкой 73, в которой выполнены дроссельные отверстия 74. С другой стороны корпуса стабилизатора закреплена крышка 75.The
Во внутренней полости 76 крышки 75 подвижно установлен чувствительный элемент 77, выполненный в виде удлиненного стакана. На внешней поверхности чувствительного элемента 77 закреплена втулка 78, имеющая опорный бурт 79. Между буртом 79 и корпусом 71 стабилизатора расхода размещена пружина 80. Входная полость 69 сообщена с внутренней полостью 76 крышки 75 через продольный канал 81, выполненный в корпусе 71 стабилизатора. В корпусе 71 стабилизатора выполнен регулирующий зазор 82, образованный конической поверхностью 83 корпуса 71 и острой кромкой 84 чувствительного элемента 77. Регулирующий зазор 82 соединяет полость пониженного давления 72 с кольцевой полостью 85, образованной между цилиндрическими поверхностями штока 3 и корпуса 71 стабилизатора расхода 70. Эта полость сообщена с патрубком слива 13 (Фиг.1).In the
В корпусе 7 гидроцилиндра 2 установлен фиксатор (Фиг.9) положения 11 штока 3. В цилиндрическом корпусе 86 фиксатора 11 выполнена полость 87, которая через отверстие 88, выполненное в стенке корпуса 86, соединена с трубкой 89. Другой конец этой трубки сообщен с коллектором управляющего давления 31. Цилиндрический корпус 86 фиксатора закрыт крышкой 90. Внутри цилиндрического корпуса 86 подвижно установлен полый шток 91, имеющий фланец 92. Между фланцем 92 и крышкой 90 установлена пружина 93. Внутри корпуса 86 фиксатора также установлена цилиндрическая чека 94, которая с помощью винта 95 соединена с полым штоком 91. В торце чеки 94 выполнен П-образный паз 96, а на внешней поверхности выходного штока 3 гидроцилиндра 2 выполнены кольцевые проточки 97 и выступы 98. При фиксации штока 3 П-образный паз 96 чеки 94 входит в кольцевой выступ 98.In the
Перемещение штока 3 фиксируется датчиком положения 10, расположенным на корпусе 7 гидроцилиндра 2. Шток датчика положения через полукольцо соединен со штоком 3 (не показано).The movement of the
Наличие в данном изобретении гидроцилиндра с указанным поршнем позволило выполнить наиболее простую компоновку цифрового рулевого привода. Применение в этой конструкции привода электрогидроклапанов и гидроклапанов усиления вместо электромагнитных преобразователей позволило за счет повышенного расхода управляющей жидкости, подаваемой в полости разрядных поршней повысить быстродействие рабочих агрегатов привода.The presence in this invention of a hydraulic cylinder with the specified piston made it possible to perform the simplest layout of a digital steering gear. The use of electro-hydraulic and amplification hydraulic valves instead of electromagnetic converters in this drive design made it possible to increase the speed of the drive working units due to the increased flow of control fluid supplied to the cavity of the discharge pistons.
Кроме того, предлагаемая конструкция цифрового рулевого привода позволяет отказаться от агрегатов, контролирующих внешние и внутренние обратные связи, обеспечивающих стабилизацию управляющего давления, от масляных систем и технического обслуживания приводов в составе ракеты-носителя.In addition, the proposed design of the digital steering drive allows you to abandon the units that control external and internal feedback, providing stabilization of the control pressure, from oil systems and maintenance of drives in the launch vehicle.
Работа устройстваDevice operation
Перед запуском жидкостного ракетного двигателя гидравлическая система цифрового рулевого привода соединена со входом и выходом центробежного насоса горючего турбонасосного агрегата. При этом внутренние полости рулевого привода и полость горючего жидкостного ракетного двигателя вакуумируются, а затем заполняются горючим - керосином. В это время выходной шток 3 находится в среднем положении и зафиксирован чекой 94 фиксатора положения 11. Электромагниты 34 электрогидроклапанов 15 обесточены.Before starting a liquid rocket engine, the hydraulic system of the digital steering gear is connected to the input and output of a centrifugal pump of a fuel turbopump. In this case, the internal cavity of the steering gear and the cavity of the fuel liquid rocket engine are evacuated, and then filled with fuel - kerosene. At this time, the
Отклонение камер ЖРД осуществляется в соответствии с электрическими командами, подаваемыми на ряд электромагнитов электрогидроклапанов 15, отвечающих среднему положению штока 3. При нарастании давления в управляющей полости 87 фиксатора положения 11 штока 3 (Фиг.9), чека 94, преодолевая усилие пружины 93, выходит из зацепления с выходным штоком 3 (П-образный паз 96 отходит от кольцевого выступа 98).The deflection of the LRE chambers is carried out in accordance with the electric commands supplied to a number of electromagnets of the
Для изменения положения выходного штока производится подача электрической команды на соответствующие электромагниты 34 электрогидроклапанов 15. При этом (Фиг.4) шток 24 электромагнита 34 перемещает золотник 35, сжимая пружину 37. Это приводит к разобщению полости слива 41 с управляющей полостью 40 и сообщению управляющей полости 40 с управляющей полостью 39, которая в свою очередь сообщается с коллектором управляющего давления 31, при этом полость слива 41 через радиальные каналы 42 в золотнике 35 и осевой канал 43 соединяется с коллектором слива 32. После этого управляющее давление с выхода из упровляющей полости 40 по каналам 44, 45 и 46 (Фиг.5) поступает непосредственно в полость 24 разрядного поршня 17 (поршня меньшего разряда). Аналогично полость 25 разрядного поршня 18 также сообщается с коллектором управляющего давления 31 через другой электрогидроклапан 15 (не показано). В полости 26, 27, 28, 29 и 30 разрядных поршней 19, 20, 21, 22 и 23 управляющее давление из коллектора 31 поступает через пять автономных гидромагистралей, в которых установлены электрогидроклапан 15 и гидроклапан усиления 16. Так, например, после срабатывания следующего электрогидроклапана 10, управляющее давление из управляющей полости 40 поступает в управляющую полость 48 (Фиг.7) гидроклапана усиления 16. Следует заметить, что до этого управляющая полость 50 гидроклапана усиления 16 находится в соединении с коллектором управляющего давления 31. Так как диаметр поршня 47 больше диаметра золотника 49, то золотник 49 будет перемещаться вправо за счет усилия, создаваемого давлением рабочей жидкости, действующей на разность сечений площадей поршня 47 и золотника 49. В результате этого, управляющая полость 50 соединяется с управляющей полостью 51, которая через продольный канал 53 большего сечения (Фиг.3) сообщается с полостью 29 разрядного поршня 22. Аналогично при срабатывании следующих электрогидроклапанов 15, установленных в других гидромагистралях, происходит перемещение золотников 49 других гидроклапанов усиления 16. В результате этого управляющее давление из полостей 51 будет поступать в полости 26, 27, 28 и 30 разрядных поршней 19, 20, 21 и 23. В следствие этого система из семи разрядных поршней будет сдвигаться вдоль оси О'-О' вверх, перемещая золотник-гидрораспределитель 5 в пределах зазора δ, ограниченного гайкой 59.To change the position of the output rod, an electric command is supplied to the
При перемещении указанного золотника 5 управляющее давление из полости давления 60 поступает в полость 63 гидроцилиндра 2 через канал 66, выполненный в поршне 58. Одновременно другая полость 64 гидроцилиндра 2 через канал 65, выполненный в поршне 58, сообщается с полостью слива 61, при этом происходит перемещение поршня 58. Из этой полости рабочая жидкость через продольный канал 68 поступает во входную полость 69 стабилизатора расхода 70. В результате этого поршень 58 со штоком 3 будет перемещаться до тех пор, пока не произойдет замыкание седьмого разрядного поршня 23 и установка золотника-гидрораспределителя 5 в нейтральное положение.When the specified
Стабилизация расхода рабочей жидкости на выходе из управляющих полостей 63 и 64 гидроцилиндра 2 осуществляется следующим образом. Рабочая жидкость из полости слива 61 по каналу 68 поступает во входную полость 69 стабилизатора расхода 70, а из нее через дросселирующие отверстия 74, выполненные в перегородке 73, входит в полость пониженного давления 72 и далее через регулирующий зазор 82 попадает в сливную полость 85, откуда через патрубок слива 13 направляется на вход насоса горючего. Одновременно рабочая жидкость из входной полости 69 через продольный канал 81 в корпусе 71 попадает в полость 76. Так как гидравлическое сопротивление между полостями 69 и 72 осуществляется дросселирующими отверстиями 74, то при постоянном перепаде давлений на них обеспечивается постоянный расход через стабилизатор расхода 70. Величина перепада давлений определяется усилием соответствующей величины сжатия пружины 80, деленной на эффективную площадь чувствительного элемента 77. Когда перепад давлений между полостями 69 и 72 отклоняется в большую сторону, чувствительный элемент 77 под действием сил от перепада давлений, действующих на эффективную площадь, перемещается, уменьшая регулирующий зазор 82, определяя им проходное сечение и понижая расход через стабилизатор расхода 70. Когда перепад давлений между полостями 69 и 72 отклоняется в меньшую сторону, чувствительный элемент 77, перемещается, увеличивая регулирующий зазор 82, что приводит к повышению расхода жидкости через стабилизатор.The stabilization of the flow rate of the working fluid at the outlet of the
Таким образом, наличие стабилизатора расхода, установленного на магистрали слива рабочей жидкости из полостей гидроцилиндра, позволяет поддерживать стабильную скорость перемещения штока 3 цифрового рулевого привода.Thus, the presence of a flow stabilizer installed on the line for draining the working fluid from the cavities of the hydraulic cylinder, allows you to maintain a stable speed of movement of the
Промышленное применениеIndustrial application
Предложенный цифровой рулевой привод отличается простотой конструкции, обладает меньшей массой и низкой стоимостью. Привод найдет применение в ракетной технике для управления вектором тяги жидкостных ракетных двигателей.The proposed digital steering gear is simple in design, has less weight and low cost. The drive will find application in rocket technology to control the thrust vector of liquid rocket engines.
Claims (7)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008126177/06A RU2454574C2 (en) | 2008-06-30 | 2008-06-30 | Digital steering gear |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008126177/06A RU2454574C2 (en) | 2008-06-30 | 2008-06-30 | Digital steering gear |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2008126177A RU2008126177A (en) | 2010-01-10 |
| RU2454574C2 true RU2454574C2 (en) | 2012-06-27 |
Family
ID=41643628
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2008126177/06A RU2454574C2 (en) | 2008-06-30 | 2008-06-30 | Digital steering gear |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2454574C2 (en) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0045228A1 (en) * | 1980-07-30 | 1982-02-03 | The Bendix Corporation | Multiple position digital actuator and method of digitally controlling a multiple position actuator element |
| WO1991013261A1 (en) * | 1990-03-02 | 1991-09-05 | Experimentalny Nauchno-Issledovatelsky Institut Metallorezhuschikh Stankov | Digital servo drive |
-
2008
- 2008-06-30 RU RU2008126177/06A patent/RU2454574C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0045228A1 (en) * | 1980-07-30 | 1982-02-03 | The Bendix Corporation | Multiple position digital actuator and method of digitally controlling a multiple position actuator element |
| WO1991013261A1 (en) * | 1990-03-02 | 1991-09-05 | Experimentalny Nauchno-Issledovatelsky Institut Metallorezhuschikh Stankov | Digital servo drive |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2008126177A (en) | 2010-01-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA1123709A (en) | Differential area electrohydraulic doser actuator | |
| US5085300A (en) | Hydraulic damper | |
| US5398786A (en) | Fluid operated damper unit | |
| CN102667261B (en) | Hydraulic transmission for improved braking | |
| EP2236840B1 (en) | Booster valve | |
| EP2479439A2 (en) | Aircraft actuator | |
| WO2013067799A1 (en) | Multi-stage and single-action hydraulic cylinder and engineering machinery having same | |
| DK201300349A1 (en) | Valve arrangement for a propeller shaft | |
| US3151533A (en) | Aircraft steering system | |
| SU1195922A3 (en) | Hydraulic power system of steering gear | |
| RU2454574C2 (en) | Digital steering gear | |
| CN112789412A (en) | Hydraulic system with hydraulic servo drive for underwater use | |
| US4391092A (en) | Multiple position digital actuator | |
| WO2013041884A1 (en) | A valve with integrated pressure compensator | |
| CN117642296A (en) | Suspension systems for motor vehicles | |
| JPS63210448A (en) | Actuator with built-in pilot valve | |
| US10473001B2 (en) | Control valve for a camshaft adjuster | |
| EP3324055B1 (en) | A hydraulic actuator | |
| JPS6118046B2 (en) | ||
| US4754690A (en) | Electrically controlled hydraulically driven actuator assembly | |
| WO2017127001A1 (en) | A fluid actuator arrangement | |
| SE469437B (en) | CONTROL SYSTEM FOR REGULATING A ROTATE COMPRESSOR'S INTERNAL VOLUME CONTAINER | |
| JP3974614B2 (en) | Device for controlling the off-time connection between two pressure medium impact collective machines and one pressure medium source | |
| CN101139009A (en) | Steering engine mechanical electro-hydraulic servo-operated regulator | |
| EP3899282B1 (en) | Displacement adjustment system for a variable displacement pump |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20200701 |