CC BY
21
Секция «Двигателии энергетические установки летательньш и космических аппаратов»
УДК 621.45
ИНТЕРПОЛЯЦИОННАЯ ЗАВИСИМОСТЬ ВЛИЯНИЯ ШЕРОХОВАТОСТИ НА ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ ЦЕНТРОБЕЖНЫХ НАСОСОВ
Я. В. Бочерикова, Н. Т. Локтионов, Н. В. Величко Научный руководитель - А. Ю. Володин
Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31
E-mail: [email protected]
Рассматривается необходимость исследования интерполяционной зависимости влияния шероховатости внутренней поверхности корпусных деталей на энергетические параметры насосов.
Ключевые слова: энергетические параметры, шероховатость поверхности, интерполяция, жидкостный ракетный двигатель, турбонасосный агрегат.
INTERPOLATION DEPENDENCE OF THE INFLUENCE OF ROUGHNESS ON THE ENERGY PARAMETERS OF CENTRIFUGAL PUMPS
Ya. V. Bocherikova, N. T. Loktionov, N. V. Velichko Scientific Supervisor - A. Yu. Volodin
Reshetnev Siberian State Aerospace University 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation
E-mail: [email protected]
The necessity of investigating the interpolation dependence of the influence of the roughness of the inner surface of body parts on the energy parameters ofpumps.
Keywords: energy parameters, surface roughness, interpolation, liquid rocket engine, turbo-pump
unit.
Работоспособность надежность и экономичность турбонасосных агрегатов (ТНА) ракетных двигателей определяется совокупностью функциональных, технологических и экономических показателей [1]. В условиях производства жидкостных ракетных двигателей (ЖРД) энергетические параметры насосов, такие как напор (H), мощность (N), КПД (п) определяются по результатам гидродинамических испытаний (гидропролива) насосов на модельных режимах. Поскольку на технологическую сборку и испытания поступают насосы, изготовленные в соответствии с действующей конструкторской и технологической документации (т. е. геометрические размеры всех деталей находятся в пределах поля допуска), то исследование зависимости параметров напора и КПД на входе и на выходе из центробежных насосов довольно сложно [2]. Ввиду этого реальный научный эксперимент должен проводиться в сочетании с корреляционно-регрессионным анализом результатов измерений, фактических размеров шероховатостей насосов и результатов гидродинамических испытаний. При этом задача по анализу статистического материала сводится к выделению исследуемого параметра на фоне большого числа непараметрических явлений [3].
Задачей научной работы является исследование метода нахождения слабого влияния шероховатости на входе в магистраль и выходе из насоса на фоне узкого диапазона разброса параметров центробежных насосов.
В ходе экспериментальных исследований рассматривались центробежные насосы, входные и выходные магистрали которых изготовлены литейной, кованой, штампованной и механической
Актуальные проблемы авиации и космонавтики - 2017. Том 1
видами обработки. Значение шероховатости на входе и выходе из насосов заданно конструкторской документацией и техническими условиями насосов от Яа 2,5 до Яа 3,2 в зависимости от условий работы и параметров ТНА. Установлено, что насосы на гидродинамических испытаниях имеют КПД в диапазоне п = 45^70 %.
В результате статистического анализа данных гидродинамический испытаний не установлена линейная зависимость шероховатости насосов на отклонения их напора и КПД [2]. Это свидетельствует о более сложном характере зависимости параметров насосов от шероховатости поверхностей входной магистрали и на выходе из насосов. В связи с этим актуальной задачей повышения стабильности гидродинамических параметров является разработка инженерной методики нахождения интерполяционной зависимости напора и КПД от шероховатости внутренней поверхности корпусных деталей ТНА. Для этого необходимо расширить номенклатуру исследуемых насосов, увеличить объем статистического материала. Также необходимо использовать метод электролитно-плазменной обработки внутренних пространственно-сложных поверхностей различной кривизны корпусных деталей центробежных насосов ЖРД, который является наиболее эффективным, так как достичь нужного значения шероховатости внутренней поверхности корпусных деталей ТНА механическим способом не представляется возможным [4].
Результаты исследований могут быть использованы при выборе оптимальной шероховатости на входе и выходе насосов на стадии проектирования ТНА и при разработке технологических процессов сборки и испытаний центробежных насосов [5].
Библиографические ссылки
1. Овсянников Б. В., Боровский Б. И. Теория расчета агрегатов питания ЖРД : учеб. пособие. М. : Машиностроение, 1986.
2. Володин А. Ю., Назаров В. П., Бочерикова Я. В. Влияние геометрических размеров бесконтактных уплотнений на КПД центробежных насосов // Решетневские чтения : материалы XVIII Междунар. науч. конф. / СибГАУ. Красноярск, 2014. С. 127-128.
3. Назаров В. П., Назарова Л. П., Краев М. В. Технология сборки и испытаний насосов жидкостных ракетных двигателей : учеб. пособие / под общ. ред. проф. М. В. Краева ; САА. Красноярск, 1993. 102 с.
4. Володин А. Ю., Заруба Д. С., Величко Н. В. Способ электролитно-плазменной обработки внутренних пространственно-сложных поверхностей различной кривизны корпусных деталей центробежных насосов ЖРД // Решетневские чтения : материалы XX Междунар. науч. конф. / СибГАУ. Красноярск, 2016.
5. Стабильность энергетических параметров насосов агрегатов двигателей летательных аппаратов Б9-2 (заключительная) : отчет о науч.-исслед. работе. Инв. № 02200006283.
© Бочерикова Я. В., Локтионов Н. Т., Величко Н. В., 2017
