CC BY
28
Актуальные проблемы авиации и космонавтики - 2017. Том 1
УДК 621.45
МЕТОДЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ТОЧНОСТИ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ПРИ ИСПЫТАНИЯ НАСОСОВ ЖРД
А. Н. Носов Научный руководитель - В. П. Назаров
Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31
E-mail: [email protected]
Рассматриваются методы и средства измерения параметров при проведении гидравлических испытаний насосов ЖРД. Приведены некоторые принципиальные особенности оценки погрешностей измерения параметров.
Ключевые слова: ТНА, турбонасосный агрегат, жидкостные ракетные двигатели, частота вращения, мощность, измерения.
METHODS OF ENSURING ACCURACY OF MEASUREMENT OF PARAMETERS AT TESTS OF PUPMS LIQUID ROCKET ENGINES
A. N. Nosov Scientific Supervisor - V. P. Nazarov
Reshetnev Siberian State Aerospace University 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: [email protected]
Methods and gages of parameters when carrying out hydraulic tests of pumps are considered. Some basic features of an assessment of errors of measurement of parameters are given.
Keywords: turbopump unit, liquid rocket engines, hydrodynamic tests, testing jig.
Точное определение параметров насоса в процессе гидровлических испытаний является одним из важных условий правильной настройки и безотказной работоспособности ЖРД. Точность измерений оценивается величиной погрешности измерений
При определении рабочей и кавитационной характеристик насоса измеряют или определяют следующие параметры: объемный расход рабочей жидкости, давление на входе в насос, давление на выходе из насоса или перепад давлений между ступенями насоса, мощность насоса, частоту вращения ротора насоса, температуру воды, время работы насоса при испытаниях. Необходимость других параметров указывается в конструкторской документации [1].
Для измерения расхода применяются, расходомеры с сужающими устройствами и расходомеры турбинного типа. Недостатком сужающих устройств является малый интервал измерения расхода с приемлемой точностью.
В отдельных случаях, когда требуется повышенная точность измерения подачи, сужающее устройство должно тарироваться. Большой диапазон измерения расходов имеют расходомеры турбинного типа. Жидкость, проходящая через расходомер, под действием скоростного напора непрерывно вращает рабочий орган расходометра.
Величина объемного расхода определяется индуктивным датчиком по числу оборотов ферромагнитного крыла в немагнитном корпусе расходометра.
Основными приборами для измерения давления являются манометры и вакуумметры образцовые и манометры и вакуумметры для точных измерений. Эти приборы обладают большой надежностью, вибростойкостью и слабой чувствительностью к пульсации давлений. При изме-
Секция «Двигателии энергетические установки летательньш и космических аппаратов»
рении давления колебания параметров не должны превышать величин, зависящих от конечного значения шкалы прибора.
Отбор жидкости для замера величины статического давления производится при помощи кольцевых камер, которые устанавливаются на прямолинейных участках трубопроводов.
Система измерения давления должна быть герметичной. В месте соединения трубопровода с манометром или вакуумметром устанавливается дренажный вентиль для продувки линии.
При расчете напора насоса необходимо учитывать высоту расположения приборов для измерения давления. Она определяется от точки отбора давления до оси продувочного отверстия.
С достаточной точностью частота вращения измеряется цифровыми частотомерами - тахометрами или таймер-частотометрами.
При испытаниях насосов ЖРД Практической применение получили механический и термометрический методы определения потребляемой мощности.
Механический метод измерения основан на измерении крутящего момента на валу насоса с одновременным измерением частоты вращения ротора. Для определения крутящего момента используют обычно одну из двух систем измерений:
- измерение реактивного момента, действующего на статор двигателя
- измерение активного момента на валу насоса
В условиях серийного производства насосов средней и большой мощности экономически и технически целесообразно применение системы измерения реактивного момента при помощи мотор-весов [2].
Эта система измерений основана на принципе появления в статоре двигателя момента реакции, стремящегося повернуть статор в направлении, противоположном вращению ротора.
Термометрический метод измерения применяется при отсутствии на стенде устройства для измерения крутящего момента. Метод основан на сохранении энергии в динамических процессах и переходе ее из одного вида в другой [3].
В герметичных стендах, выполненных по замкнутой схеме, температура жидкости должна измеряться в баке и во входной магистрали насоса. В качестве измерителя температуры могут быть использованы термометры различной конструкции, обеспечивающие высокую точность измерений [4].
Библиографические ссылки
1. Конструкция и проектирование жидкостных ракетных двигателей / Г. Г. Гахун, В. И. Бау-лин, В. А. Володин и др. М. : Машиностроение, 1989.
2. Технология сборки и испытаний насосов ЖРД / М. В. Краев, В. П. Назаров, Л. П. Назарова и др. / Сиб. аэрокосмич. акад. Красноярск, 1993.
3. Овсянников Б. В., Боровский Б. И. Теория и расчет агрегатов питания жидкостных ракетных двигателей. М. : Машиностроение, 1986.
4. Яременко О. В. Испытания насосов. М. : Машиностроение, 1976.
© Носов А. Н., 2017
