纵向耦合振动

纵向耦合振动 POGO vibration

大型液体火箭的结构与推进系统相互作用而产生的不稳定振动。其特征频率是由结构纵向振动与推进剂输送管路振动的固有频率彼此接近或相等时所产生的一个闭合回路的共振频率，它的幅值开始于动力飞行过程中的某瞬间,随后达到最大,最后减弱。幅值达到最大时会引起火箭剧烈振动，使整个火箭出现不稳定状态。振动量级超过设计允许值时会影响火箭上仪器、设备的工作可靠性。对于载人航天器,还会导致航天员生理失调,如视力模糊等。早些时候，对于纵向耦合振动现象仅采取提高结构或火箭上仪器、设备承受振动能力的方法来解决。60年代中期以来，开始采取抑制纵向耦合振动的措施。研究的重点是判断结构与推进剂管路、泵、发动机燃烧室组成的闭合回路的稳定性。纵向耦合振动的主要参数有结构与推进剂管路系统的频率、振型和阻尼比以及泵的动态增益、气蚀柔度、管路-泵流体系统的脉动压力、脉动流量、发动机燃烧室脉动推力响应等。这些参数可用于稳定性判别并为设计蓄压器提供依据。飞行中主要测两类参数:低频振动加速度和泵前脉动压力。用蓄压器来防止纵向耦合振动是最常用的简便方法。蓄压器相当于具有一定压力和一定容量的气球(或气瓶)，将它连通在推进剂管路内，便能改变推进剂管路系统的固有频率，达到变频、降幅，消除纵向耦合振动不稳定性的效果。蓄压器的结构有注气式、皮囊式、膜盒式等。