CC BY
39Ракетно-космические двигатели, энергетические установки и системы терморегулирования летательныхаппаратов
УДК 851.526
ОБЕСПЕЧЕНИЕ ПОКАЗАТЕЛЯ НАДЕЖНОСТИ РАКЕТНОГО ДВИГАТЕЛЯ ПРИ СЕРИЙНОМ ИЗГОТОВЛЕНИИ
Н. И. Зуев, С. Г. Бредихин
Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева Россия, 660014, г. Красноярск, просп. имени газеты «Красноярский рабочий», 31
E-mail: [email protected]
Проводится анализ существующих методов обеспечения надежности, а также предъявляемых требований. В результате проведенной работы выбрана оптимальная стратегия обеспечения надежности ракетного двигателя.
Ключевые слова: надежность, безотказность, долговечность, ракетный двигатель.
SOFTWARE RELIABILITY INDEX OF A ROCKET ENGINE WITH SERIAL PRODUCTION.
N. I. Zuev, S. G. Bredihin
Siberian State Aerospace University named after academician M. F. Reshetnev 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660014, Russian Federation. E-mail: [email protected]
The purpose of the article is to analyze the existing methods ensure reliability, as well as entry requirements. As a result of the work, selected optimal strategy reliability of the rocket engine.
Keywords: reliability, dependability, durability, rocket engine.
В связи с усложнением ракетно-космической техники, расширением области ее использования, увеличением нагрузок и скоростей роль вопросов надежности непрерывно растет, и их решение становится одним из основных факторов повышения эффективности техники, экономии материальных, трудовых и энергетических ресурсов, повышения конкурентоспособности выпускаемой продукции. Проблемы надежности необходимо учитывать на всех стадиях жизненного цикла изделия: научных исследований, проектирования, изготовления, эксплуатации [1].
В отечественной практике и в нормативно-технической документации надежность определяется как «свойство объекта сохранять во времени в установленных пределах значения всех параметров, характеризующих способность выполнять требуемые функции в заданных режимах и условиях применения, технического обслуживания, ремонта, хранения и транспортирования». Надежность является комплексным свойством и включает свойства безотказности, долговечности, ремонтопригодности и сохраняемости [2] .
Современные конструкции ракетных двигателей состоят из большого количества различных элементов. Так как выход из строя (отказ) одного элемента двигателя приводит к отказу конструкции в целом, то из этого следует, что возможность безотказной эксплуатации может резко уменьшаться с усложнением конструкции. В связи с этим возрастает значение прогнозирования надежности проектируемых конструкций, разработки мер по повышению и обеспечению надежности, обоснования методов испытаний на надежность и другие [3].
В докладе рассматриваются такие способы обеспечения надежности, как:
- конструктивный способ;
- производственно-технический способ;
- эксплуатационный способ.
В результате анализа методов обеспечения надежности было установлено, что надежность двигательной установки (ДУ), их тип и размерность в определяющей степени влияют на уровень надежности ракетоносителя в целом. Оптимальная же стратегия обеспечения надежности ДУ состоит в том, чтобы в ДУ использовать минимально возможное число двигателей и отрабатывать двигатели на этапе наземной отработки в условиях, максимально приближенных к эксплуатационным, и в объеме, достаточном для подтверждения требуемых уровней надежности.
В условиях серийного производства одним из факторов надежности жидкостных ракетных двигателей является стабильность гидравлических параметров и характеристик основных узлов и агрегатов двигателей (камеры, турбонасосного агрегата, газогенератора, регуляторов, дросселей, клапанов и т. д.). Контроль за состоянием и динамикой стабильности осуществляется по результатам модельных гидродинамических испытаний и оценки разброса полученных параметров в сравнении с номинальными значениями, заданными конструкторской документацией [4].
Разработки, методики и технологии, выполненные в последние годы научно-исследовательскими и про-ектно-конструкторскими организациями, а также заводами-изготовителями, ориентированы на перспективные требования к РКТ и позволяют создавать ракетные двигатели с требуемой надежностью.
Решетневскуе чтения. 2014
Библиографические ссылки
1. Назаров В. П., Краев М. В., Яцуненко В. Г. Основы теории и расчета надежности ракетных двигателей : учеб. пособие для студентов / Сиб. гос. аэрокос-мич. ун-т. Красноярск, 2008. 192 с.
2. ГОСТ 22763-77. Двигатели ракетные жидкостные. Надежность, контроль и испытания. Термины и определения. М. : Изд-во стандартов, 1977. 22 с.
3. Кубарев А. И. Надежность в машиностроении. М. : Изд-во стандартов. 1989. 224 с.
4. Назаров В. П., Яцуненко В. Г. Конструктивно-технологические факторы стабильности энергетических параметров турбонасосных агрегатов ракетных двигателей // Решетневские чтения : материалы
XVII Междунар. конф. / СибГАУ, Красноярск, 2013. С. 143-145.
References
1. Nazarov V. P, Kraev M. V, Yacunenko V. G., SibSAU, Krasnoyarsk, 2008. p. 192.
2. GOST 22763-77. Izdatelstvo standartov. 1977, p. 22.
3. Kubarev A. I. Izdatelstvo standartov. 1989, p. 224.
4. Nazarov V. P., Yacunenko V. G. Reshetnev readings : Materials of XVII International conference.
SibSAU, Krasnoyarsk, 2013, p 143-145.
© Зуев Н. И., Бредихин С. Г., 2014
УДК 536.8
ОПТИМИЗАЦИЯ УПРАВЛЯЮЩЕГО ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ВИХРЕВУЮ СТРУКТУРУ В ИМПУЛЬСНОЙ КАМЕРЕ СГОРАНИЯ
А. И. Исаев, А. М. Сафарбаков, Ю. И. Майрович
Иркутский филиал - Московский государственный технический университет гражданской авиации Российская Федерация, 664047, Иркутск, ул. Коммунаров, 3. E-mail: [email protected]
В настоящее время еще не созданы надежные методы аналитического расчета камер сгорания. Поэтому проектирование камер сгорания в значительной степени связано с использованием опыта действующих моделей и специальных исследований. Организация зон обратных токов в импульсной камере сгорания является сложной многокритериальной задачей, которую необходимо решать в несколько этапов. На первом этапе произведены гидродинамические исследования, а на втором необходимо решить оптимизационную задачу, по результатам чего определяется оптимальноеуправляющее воздействие на вихревую структуру в жаровой трубе.
Ключевые слова: завихритель, импульсная камера сгорания, фронтовое устройство, зона обратных токов.
OPTIMIZATION OF CONTROL INPUT TO THE VORTEX STRUCTURE IN THE PULSE COMBUSTION CHAMBER
A. Isaev, A. Safarbakov, Yu. Mayrovich
Moscow State Technical University of Civil Aviation, Irkutsk Branch 3, Kommunarov str., Irkutsk, 664047, Russian Federation. E-mail: [email protected]
Reliable methods of analytical calculations for combustion chambers have not been developed yet; therefore, designing the combustion chambers is considerably related to the experience of operating models and special research. Organization of recirculation mixing zones in the pulse combustion chamber is a complex problem to be solved in several steps. The first step deals with hydrodynamic research, the next step is to solve the optimization problem and then to determine the optimal control action on the vortex structure in the flame tube.
Keywords: vortex generator, pulse combustion chamber, flame tube head, recirculation mixing zone.
Для определения вихревой структуры потока в импульсной камере сгорания были проведены гидродинамические исследования [1; 2]. Исследуемый объект состоит из модели импульсной камеры сгорания с обратным клапаном, завихрителем и газосборным устройством (рис. 1) [3]. Через модель камеры сгорания задается определенный расход воды, имитирующий в ней течение потока. Результаты исследований
показали [1], что на вихревую структуру потока оказывают влияние большое количество факторов, к которым можно отнести:
- угол установки лопаток завихрителя б0;
- высоту лопатки завихрителя г ;
- шаг установки лопаток завихрителя 5;
- длину хорды лопатки завихрителя с.
