CC BY
18
Актуальные проблемы авиации и космонавтики - 2018. Том 1
УДК 621.454.2
МЕТОДЫ ПРОВЕРКИ НА ГЕРМЕТИЧНОСТЬ КАМЕР СГОРАНИЯ
Е. А. Злобина, В. Ю. Журавлев
Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31
E-mail: [email protected]
Рассматривая методы исследования ракетных двигателей на негерметичность, возникает вопрос, какой способ обеспечит более точное испытание изделий на герметичность.
Ключевые слова: герметичность, камера, гелий.
METHODS OF TESTING FOR TIGHTNESS OF THE COMBUSTION CHAMBER
E. A. Zlobina, V. Y. Zhuravlev
Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: [email protected]
Considering the methods of research of rocket engines for leakproofness, the question arises what method will provide a more accurate test of products for leakproofness.
Keywords: tightness, camera, leak detector.
Герметичность - это свойство изделия не пропускать рабочее вещество и окружающую среду через соединения и материал конструкции.
Степень негерметичности изделия определяется потоком рабочего или контрольного вещества через сквозные каналы или пористые участки при определенных условиях. Целью испытаний на герметичность является оценка степени соответствия фактической негерметичности допустимой для конкретного объекта испытаний [1].
К одним из наиболее применяемых методов проверки на герметичность камер относится
газогидравлический метод, обладающий чувствительностью
Q = 5-10"' Вт при использовании жидкости с малой вязкостью (например, спирта), а при использовании более вязких жидкостей
чувствительность снижается до 5 -10_6 Вт.
Повышение чувствительности данного метода является вакуумирование объема над поверхностью технологической жидкости - вариант бароаквариума, т. е., устранив воздействие атмосферного давления на образование пузырьков, снижают давление, достаточное для их образования.
В настоящее время наиболее совершенен масс-спектрометрический метод, основанный на разделении по массам с помощью постоянного электромагнитного поля смеси газов, поступающих из тракта течеискания, и выделении пробного газа [2]. Анализируемый газ поступает в масс-спектрометрическую камеру течеискателя, ионизируется в ионном источнике пучком электронов, эмитируемых накаленным катодом источника и фокусируется магнитным полем.
Масс-спектрометрический метод реализуется несколькими атмосферными и вакуумными способами и позволяет проводить испытания на суммарную негерметичность всей камеры сгорания и отдельных ее зон, а также осуществлять поиск локальных течей.
В основу масс-спектрометрического метода положены принципы выделения из смеси газов одного вида газа - контрольного. В качестве контрольного газа используется гелий, имеющий ряд преимуществ: малый диаметр молекул, обеспечивающий высокую проникающую способ-
Секция «Двигателии энергетические установки летательньш и космических аппаратов»
ность; он не присутствует в воздухе, что облегчает контроль его концентрации в гелиево-воздушной смеси; является инертным газом. На рисунке представлена принципиальная схема масс-спектрометрической камеры. Из раскалённого платинового катода 4 исходит поток электронов (электронная эмиссия).
Под его воздействием поток газа ионизируется. Ионы разных газов под действием силы Лоренса движутся по разным траекториям. На пути пучка ионов установлена диафрагма 5 с отверстием. Ионы гелия попадают на коллектор 6, тем самым замыкая цепь катод-анод. Ионный ток фиксируется миллиамперметром, многократно усиливается и сопровождается звуковым индикатором. МСК входит в состав прибора ПТИ (передвижной течеискатель).
1№у
Принципиальная схема масс-спектрометрической камеры: 1 - крышка; 2 - корпус; 3 - ионный источник; 4 - катод;
5 - диафрагма; 6 - коллектор
Также следует обозначить о том, что данный метод применим только для термически стабильных соединений, ионы с большими значениями обеспечивают небольшой вклад в значения полного ионного тока. Основным недостатком является то, что исследуется не само вещество, а продукты его превращения.
В отличие от метода бароаквариума, масс-спектрометрический метод является дорогостоящим оборудованием, требуемого специальной квалификации для изучения метода и его работы. Проверка контроля камеры сгорания с помощью бароаквариума намного выгоднее и проще, что утверждает о своей востребованности на предприятиях.
Библиографические ссылки
1. Моисеев В. А. Технология производства жидкостных ракетных двигателей. М. : МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2008. 381 с.
2. Румянцев С. В. Неразрушающие методы контроля сварных соединений. М. : Машиностроение, 1976. 335 с.
© Злобина Е. А., Журавлев В. Ю., 2018
