Применение Эффекта Ранка-Хилша Для Управления Вихревыми Энергоразделителями

Abstract

Аэродинамика, динамика, баллистика и управление полётом летательных аппаратов 15 УДК 533.697.3 Национальный аэрокосмический университет им. Н. Е. Жуковского «ХАИ», Украина ПРИМЕНЕНИЕ ЭФФЕКТА РАНКА-ХИЛША ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ВИХРЕВЫМИ ЭНЕРГОРАЗДЕЛИТЕЛЯМИ Предметом изучения в статье являются процессы в системах управления с использованием вихревых энергоразделителей. Целью является анализ вихревых энергоразделителей, в которых наблюдается эффект Ранка-Хилша. Задачи: рассмотрение истории открытия, сущность и применение эффекта Ранка-Хилша; обзор основных конструкций вихревых энергоразделителей; рассмотрение возможностей вихревых энергоразделителей и особенностей управления ими; выделение актуальных направлений исследований. Получены следующие результаты. В работе рассмотрено устройство вихревого энергоразделителя, в котором проявляется эффект Ранка-Хилша. Описан ряд основных параметров, по которым определяют эффективность работы вихревого энергоразделителя и производятся расчеты для повышения его КПД. Представлены результаты исследования, связанные с влиянием габаритных размеров вихревого энергоразделителя, формой, размерами и количеством входных сопел на его эффективность. Описаны основные виды конструкций вихревых энергоразделителей: противоточный и прямоточный. Наиболее популярным вариантом получения описательной модели вихревого энергоразделителя является использование уравнений термо-и гидродинамики. Однако для дальнейшего управления системами, базирующимися на использовании эффекта Ранка-Хилша, такой подход не является практичным. Для этого применяются иные способы определения математического модели вихревого энергоразделителя, связанные обработкой его экспериментальных частотных характеристик. С целью получения точных и адекватных результатов коррекции системы с вихревым энергоразделителем применяется метод интервальных логарифмических амплитудно-частотных характеристик, причем структура его математической модели имеет дробные показатели степени. Представлены актуальные направления исследований вихревых энергоразделителей и варианты их практического использования в двигателестроении, медицине, акустических системах, промышленности, системах терморегуляции, авиации. Выводы. Научная значимость приведенного обзора состоит в следующем: определение актуальных направлений различного рода научных исследований. Ключевые слова: эффект Ранка-Хилша; вихревой энергоразделитель; система управления; математическая модель.