Theoretical evaluation of the amplitudes of pogo vibrations in liquid propellant launch vehicles

Pilipenko, V. V.; Dovgotko, N.I.; Dolgopolov, S.I.; Nikolaev, A.D.; Serenko, V.A.; Khoryak, N.V.

doi:10.15407/knit1999.01.090

Cited by 9 publications

(6 citation statements)

References 1 publication

Supporting

Mentioning

Contrasting

Order By: Relevance

“…where  is the angular (circular) oscillations frequency, G d is weight flowrate at the POGO suppressor inlet, R d , J d are linearized hydraulic and inertial resistance coefficients, F sf is the effective bellow area. The symbol (*) in (17) marks the deviations of the parameter (*) from its steady-state value. For the gas-liquid POGO suppressor with a free boundary between liquid and gas phase, the expression (17) for the input impedance of this type of sup- .4  10 -3 m 3 at the suppressor working pressure of liquid oxygen g p = 5 bar.…”

Section: The Choice Of the Pogo Suppressor Rational Parameters For Prmentioning

confidence: 99%

“…The symbol (*) in (17) marks the deviations of the parameter (*) from its steady-state value. For the gas-liquid POGO suppressor with a free boundary between liquid and gas phase, the expression (17) for the input impedance of this type of sup- .4  10 -3 m 3 at the suppressor working pressure of liquid oxygen g p = 5 bar. The analysis of the effectiveness of LV POGO stability providing for considered suppressor design versions showed the gas-liquid suppressor without bellows separation of phases is a bit more effective than the POGO suppressor with bellows separation of gas and liquid phases (for identical volumes of their gas cavities).…”

Section: The Choice Of the Pogo Suppressor Rational Parameters For Prmentioning

confidence: 99%

“…The POGO stability of liquid rockets is studied mainly for rocket engines designed without oxidizerrich staged combustion cycle scheme (in particular, in [3,13,14,17,[23][24][25]). The results of studies of the POGO stability of these liquid rockets showed the development of POGO oscillations occurred during the operation of these main engines in the final interval of the LV flight time, characterized by relatively small values of the generalized mass of the lower modes of the LV structure.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

See 2 more Smart Citations

Untitled

2020

Kosm. nauka tehnol.

View full text Add to dashboard Cite

Low-frequency longitudinal (POGO) oscillations of liquid launch vehicles is a phenomenon inherent to almost all liquid rockets. POGO oscillations of launch vehicles can lead to various emergencies: damages of the rocket structure and liquid propellant propulsion system, unacceptable malfunctions of the rocket control system. The use of liquid-propellant rocket engines with an oxidizer-rich staged combustion cycle for the first stage of launch vehicles can introduce a number of features into the POGO stability analysis. First of all, in this case, longitudinal vibrations of launch vehicles can occur due to the low-frequency instability of a liquid propulsion system at frequencies associated with the dynamics of the circuit of the turbopump-gas generator-gas duct. Another feature of these engines is the manifestation of a significant maximum of the module of the engine dynamic pressure gain in the low frequency range (up to 10 Hz), which can lead to POGO instability of the launch vehicle even in the initial part of its flight with significant values of the rocket structure generalized masses for the lower modes of launch vehicle natural vibrations. To predict the POGO stability of the currently designed Cyclone-4M two-staged launch vehicle, the mathematical model of the low-frequency dynamics of the "propulsion system-rocket structure" system has been developed. The model describes the interac

show abstract

Section: The Choice Of the Pogo Suppressor Rational Parameters For Prmentioning

confidence: 99%

Section: The Choice Of the Pogo Suppressor Rational Parameters For Prmentioning

confidence: 99%

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

See 1 more Smart Citation

Untitled

2020

Kosm. nauka tehnol.

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…In flights of large scale launch vehicles with liquid rocket engines, axial coupled vibrations have always been observed [1,2]. The vibrations arise when the frequency of Study on fluid-structure interaction in liquid oxygen feeding pipe systems using finite volume method 707 pressure oscillation in the propulsion system closely matches that of the vehicle structure.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Study on fluid-structure interaction in liquid oxygen feeding pipe systems using finite volume method

Wei

Sun

2011

Acta Mech Sin

View full text Add to dashboard Cite

The fluid-structure interaction may occur in space launch vehicles, which would lead to bad performance of vehicles, damage equipments on vehicles, or even affect astronauts' health. In this paper, analysis on dynamic behavior of liquid oxygen (LOX) feeding pipe system in a large scale launch vehicle is performed, with the effect of fluid-structure interaction (FSI) taken into consideration. The pipe system is simplified as a planar FSI model with Poisson coupling and junction coupling. Numerical tests on pipes between the tank and the pump are solved by the finite volume method. Results show that restrictions weaken the interaction between axial and lateral vibrations. The reasonable results regarding frequencies and modes indicate that the FSI affects substantially the dynamic analysis, and thus highlight the usefulness of the proposed model. This study would provide a reference to the pipe test, as well as facilitate further studies on oscillation suppression.Keywords Fluid-structure interaction · Liquid oxygen · Finite volume method Nomenclature A cross-sectional area E Young modulus of elasticity

show abstract

“…With the help of semi-empirical coefficients obtained in [10], some important problems of low-frequency dynamics of LRPS and liquid rockets have been solved. They include the analysis of stability of longitudinal oscillations and the selection of parameters of dampers of longitudinal oscillations [5], the prediction of amplitudes of longitudinal oscillations while upgrading LVs [11,12 ], the study of the stability of the propulsion system [13], the determination of transi ent processes during the start and stop of the LRPS [4], the study of the influence of staggered start on the parameters of propulsion system launch [14], the influence of external and internal factors on the thrust misalignment at the LRE start [15], the simulation of engine start during fire tests in the throttle mode [16], etc.…”

mentioning

confidence: 99%

Узагальнення Експериментальної Пружності Кавітаційних Каверн У Насосах Ррд, Які Істотно Відрізняються За Розмірами Та Продуктивністю

Долгополов

2023

Sci. innov.

View full text Add to dashboard Cite

Вступ. Урахування кавітаційних явищ у насосах рідинних ракетних двигунів (РРД) є необхідним при визначенні частотних характеристик двигуна, при розрахунках перехідних процесів у двигунових установках при запуску й зупинці двигуна і, особливо, в задачі забезпечення стійкості поздовжніх коливань рідинних ракет (POGO-коливань).Проблематика. Теоретичне визначення характеристик кавітаційних течій у насосах РРД нині не набуло поширення через вкрай низьку точність. Недоліком існуючих експериментально-розрахункових залежностей пружності, об’єму та опору кавітаційних каверн від режимних параметрів є обмежений діапазон чисел кавітації, в якому ці залежності достовірні.Мета. Визначення пружності, об’єму та опору кавітаційних каверн у насосах РРД у всьому діапазоні існування кавітаційних каверн за результатами динамічних випробувань 26 насосів, що істотно відрізняються за призначенням, розмірами та продуктивністю.Матеріали й методи. Використано інформаційно-аналітичний метод, методи теорії коливань, імпедансний метод та метод найменших квадратів.Результати. Показано, що експериментальні значення пружності кавітаційних каверн для різних насосів загалом задовільно узгоджуються між собою. Проведено апроксимацію відносної пружності кавітаційних каверн від числа кавітації та коефіцієнта витрати за формулою, яка дозволяє описати кавітаційні явища в насосах у всьому діапазоні існування кавітаційних каверн. Описано три види відхилень експериментальних частот коливань від власних частот коливань рідини в гідравлічній системі з кавітуючим насосом. Перший і другий види відхилень обумовлені взаємодією рідини та конструкції живильного трубопроводу, третій — розвиненими кавітаційними автоколиваннями.Висновки. Побудовано напівемпіричні залежності пружності, об’єму та опору кавітаційних каверн у насосах РРД від режимних параметрів у всьому діапазоні існування кавітаційних каверн.

show abstract

Theoretical evaluation of the amplitudes of pogo vibrations in liquid propellant launch vehicles

Cited by 9 publications

References 1 publication

Untitled

Untitled

Study on fluid-structure interaction in liquid oxygen feeding pipe systems using finite volume method

Узагальнення Експериментальної Пружності Кавітаційних Каверн У Насосах Ррд, Які Істотно Відрізняються За Розмірами Та Продуктивністю

Contact Info

Product

Resources

About