Модернизация процесса заключительных вакуумных испытаний ракетного двигателя путем введения элементов автоматизации Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

Секция

«ДВИГАТЕЛИ И ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ УСТАНОВКИ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ И КОСМИЧЕСКИХ АППАРАТОВ»

УДК 621.454.2

МОДЕРНИЗАЦИЯ ПРОЦЕССА ЗАКЛЮЧИТЕЛЬНЫХ ВАКУУМНЫХ ИСПЫТАНИЙ РАКЕТНОГО ДВИГАТЕЛЯ ПУТЕМ ВВЕДЕНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ АВТОМАТИЗАЦИИ

Я. Ю. Бакулин, Е. Н. Ярцев Научный руководитель - В. Ю. Журавлев

Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева

Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 E-mail: [email protected], [email protected]

Предлагается совершенствование методики проведения заключительных вакуумных испытаний ракетного двигателя. Изучены существующие методики испытаний, проанализированы недостатки и предложена возможность введения автоматизации при обработке результатов.

Ключевые слова: вакуумные испытания, суммарная негерметичность.

MODERNIZATION PROCESS OF CONCLUDING VACUUM TEST ROCKET ENGINES BY INTRODUCING AUTOMATION ELEMENTS

Ya. Y. Bakulin, Е. Т. Yarcev Scientific supervisor - V. Yu. Zhuravlyov

Reshetnev Siberian State Aerospace University 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: [email protected], [email protected]

The paper proposes to improve the methods of the final vacuum test of the rocket engine. Examine existing test procedures, analyzed the shortcomings and suggested the possibility of introducing automation in processing the results.

Keywords: vacuum test, the total leakage.

Важнейшей задачей при производстве изделий ракетно-космической техники является обеспечение качества технологических процессов и надежности функционирования как отдельных элементов, так и изделий в целом. Жидкостный ракетный двигатель представляет собой высоконагруженное энергетическое изделие, работающий в условиях больших давлений, температур, инерционных и динамических нагрузок. Поэтому необходимым условием нормальной эксплуатации всех элементов выступает требование по обеспечению герметичности всех соединений [1].

Контроль суммарной негерметичности крупных блоков жидкостных ракетных двигателей (ЖРД) и ЖРД в сборе осуществляют в барокамерах подачей в полость изделия воздушно-гелиевой смеси (см. рисунок). Если газоанализатором устанавливается факт негерметичности изделия, то с помощью течеискателя находят местоположение течи и оценивают возможность ее устранения на основе разработки специальной ремонтной технологии [2].

Основной проблемой и недостатком подобного метода испытаний является трудоемкость процесса поиска места негерметичности в случае отклонения значений показаний тачеискателя. Также довольно трудоемким процессом является пересчет итоговых значений суммарной негерметичности в необходимые единицы измерения.

Актуальные проблемы авиации и космонавтики - 2015. Том 1

Для облегчения процесса испытаний предлагается провести автоматизацию процесса испытаний и облегчить поиск возможного места негерметичности.

Схема вакуумных испытаний ЖРД: 1 - вентиль; 2, 4 - фильтры; 3 - шайба дроссельная;

5 - клапаны; СПРМ - система питания рулевых машин;

БКС - бортовая кабельная сеть

Способ определения негерметичной полости многополостного изделия, заключается в том, что помещают изделие в вакуумную камеру, вакуумируют вакуумную камеру, измеряют начальную концентрацию контрольного газа в ней, соответствующую уровню газоотделения незаполненного изделия, заполняют одновременно все полости изделия контрольным газом, измеряют конечную концентрацию контрольного газа в вакуумной камере, соответствующую негерметичности заполненных полостей изделия, и по изменению в вакуумной камере конечной концентрации контрольного газа изделия оценивают суммарную негерметичность полостей. Предлагаемый способ отличается тем, что делят общее количество заполненных контрольным газом полостей на две группы, удаляют контрольный газ из группы с наибольшей вероятностью наличия полостей повышенной негерметичности, измеряют остаточную концентрацию контрольного газа в вакуумной камере, соответствующую негерметичности группы заполненных полостей, и вновь оценивают суммарную негерметичность каждой группы полостей по изменению в вакуумной камере остаточной концентрации контрольного газа группы заполненных полостей: заполненных контрольным газом - относительно начальной, а незаполненных контрольным газом - относительно конечной концентрации изделия до тех пор, пока не останется одна полость изделия с повышенной негерметичностью, но если же превышают допустимую негерметичность вновь заполненные полости подгруппы, то для выявления негерметичной полости выполняют последовательность действий, приведенную выше для группы полостей, заполненных контрольным газом [3].

Процесс автоматизации обработки результатов испытаний может заключаться в возможности введения автоматизированной системы обработки выходных данных с устройств измерения уровня негерметичнсти.

Библиографические ссылки

1. Журавлев В. Ю., Титенков С. В. Запорожский А. С. Методы неразрушающего контроля герметичности пневмогидравлических систем // Решетневские чтения : материалы XVIII Междунар. науч. конф. В 3 ч. Ч. 1. Красноярск, 2014. С. 160-161.

2. Жуковский А. Е., Кондрусев В. С., Левин В. Я., Окорочков В. В. Испытания жидкостных ракетных двигателей : учеб. пособие для авиац. специальностей вузов / под ред. В. З. Левина. М. : Машиностроение, 1981. 199 с., ил.

3. Банк патентов [Электронный ресурс]. URL: http://bankpatentov.ru/node/364488 (дата обращения: 23.03.2015).

© Бакулин Я. Ю., Ярцев Е. Н., 2015