CC BY
44УДК 629.7.036.54
отработка ракетных двигателей и энергетических установок на водородном топливе и проблемы обеспечения их безопасности
г А.Г. Галеев
ФГУП "НИИХИММАШ", 141320, г. Пересвет, Московская область, Россия Тел. (496) 546-34-75, факс (495) 221-62-82, E-mail: [email protected]
Рассмотрены вопросы по обобщению опыта отработки жидкостных ракетных двигателей (ЖРД) 11Д56, 11Д57, РД-0120 и ряда энергетических установок, сравнение их отработки с зарубежными двигателями. В представленной статье кратко изложены роль модельных исследований и автономных испытаний агрегатов и систем в процессе создания двигателя и основные принципы обеспечения безопасности наземных испытаний ракетных двигателей и энергетических установок. Подробно указанные проблемы представлены в обзорной лекции автора, опубликованной в журнале «Альтернативная энергетика и экология». 2007, №7 (51), с. 8-21.
Галеев Айвенго Гадыевич, доктор технических наук (1990 г.), профессор (1992 г.), лауреат премии Совета Министров СССР в области науки и техники (1983 г.), действительный член ¿Ь V Российской академии космонавтики им. К.Э. Циолковского (2000 г.), начальник лаборатории ФГУП «НИИХИММАШ», профессор Московского авиационного института (государственного технического университета) и Сергиево-Посадского филиала Московского государственного индустриального университета.
Участвовал в отработке ряда систем по ракетно-космическим программам «Космос-1», «Кос-мос-3», «Н1ЛЗ», «Энергия-Буран», «ОБЬУ» и др. (ракетные двигатели С5.3, 11Д49, 11Д56, 11Д57, РД-0410, РД-0120 и КВД1, ракетные блоки 63С1, 65С2, «Р», «Ц» и 12КРБ, энергетические установки «Фотон» орбитального корабля «Буран» и др.). Образование: Казанский авиационный институт (1961 г.).
Область научных интересов: теория и практика наземных испытаний ракетных двигателей и двигательных установок, гидро- и газодинамика процессов в энергоустановках, исследования в области водородной технологии. Публикации: более 150 научных работ, в том числе, монографий - 2, учебных пособий - 5, авторских свидетельств и патентов на изобретения - 42.
Введение
К числу проблемных вопросов при создании ракетных двигателей на водородном топливе относятся: определение характеристик наиболее напряженных узлов и агрегатов ЖРД, разработка эффективных каналов аварийной защиты и методов диагностирования технического состояния двигателя, имитация полетных условий эксплуатации и обеспечение их безопасности.
1. Отработка кислородно-водородных двигателей 11Д56 и его модификаций, 11Д57 и РД-0120
Первые ракетные двигатели RL-10 (тяга 68 кН) и 1-2 (тяга 1020 кН) с использованием водородного топлива были созданы в США в 60-х годах XX века.
В те годы в нашей стране применение кислородно-водородного топлива предусматривалось на четвертой и пятой ступенях ракеты «Н1-Л3» на втором этапе при последующей модернизации ракетного комплекса: кислородно-водородные ЖРД 11Д56 тягой 73,5 кН и 11Д57 тягой 392 кН (разработки ОКБ А.М. Исаева и ОКБ А.М. Люльки соответственно).
Для отработки указанных двигателей по инициативе академика С.П. Королева в НИИХИММАШ был создан комплекс кислородно-водородных стендов, предусматривающий системный подход в отработке двигателей и их агрегатов на натурных компонентах топлива (стенды В1, В2, В3, В4 и В5). В течение 196267 годов на стендах В1а и В1б были проведены экспериментальные работы по отработке камер сгорания (КС), газогенераторов (ГГ), турбонасосных агрегатов
(ТНА) и двигателей 11Д56 и 11Д57 по замкнутой схеме при кратковременных испытаниях. Так, первое огневое испытание двигателя 11Д56 было проведено 31 января 1966 г. С вводом стенда В2 были продолжены ресурсные испытания по определению характеристик двигателей 11Д56 и 11Д57.
В последующем на указанных стендах отрабатывались двигатели 11Д410, РД-0120, КВД1 и системы двигательных установок (ДУ) блоков «Р», 12КРБ и «Ц» РН «GSLV» и «Энергия» [1].
Наземная отработка двигателей и ДУ включает следующие этапы:
• модельные испытания элементов, агрегатов и систем;
• автономные испытания агрегатов, систем и двигателя;
• комплексные холодные и огневые испытания ДУ.
Характеристики стендовой отработки ряда двигателей и ДУ приведены в таблице 1.
Комплексные испытания двигателей проводятся на первом этапе без имитации условий эксплуатации на входе в двигатель по магистралям окислителя и горючего, а также высотных условий в выходном сечении сопла двигателя. На заключительном этапе испытаний условия эксплуатации имитировались специальными устройствами: пусковыми баками в системе питания стенда и выхлопными диффузорами с откачивающими установками в выхлопном тракте двигателя (рис. 1), которые использовались при стендовой отработке двигателей 11Д56, 11Д57 и их модификаций.
Характеристики стендовой отработки ряда двига
а) б)
Рис. 1. Схема имитации высотных условий при испытании двигателя: а) — с выхлопным диффузором; б) — с барокамерой и пароэжекторной установкой;
1 — двигатель; 2 — выхлопной диффузор; 3 — клапан-заслонка; 4 — эжектор; 5 — парогенератор; 6 — барокамера
Комплексным огневым испытаниям двигателя в составе ДУ предшествуют холодные испытания ДУ с целью отработки и проверки режимов заправки, наддува и слива компонентов топлива из баков ракеты, систем теплоизоляции баков, опорожнения и регулирования соотношения компонентов топлива, захолаживания магистралей питания двигателя [2].
На начальном этапе отработки двигателя РД-0120 были проведены модельные испытания элементов двигателя (узлов уплотнения и качения насосов, смесительных элементов камер и газогенераторов), автономные испытания агрегатов и систем двигателя (ГГ, КС, насосов, зажигательных устройств и др.) на стендах и экспериментальных установках РНЦ «Прикладная химия» и НИИХИММАШ с использованием имитирующих и реальных компонентов топлива.
Автономная отработка агрегатов и систем (КС, ТНА, ГГ) в основном была проведена на стенде В2 при огневых испытаниях двигателя последовательно на режимах 20, 50, 75 и 100 % тяги. Для указанных целей
Таблица 1
глей и ДУ
Вид ДУ Испытания элементов на моделях Автономные испытания агрегатов и систем Автономные испытания двигателя Комплексные испытания ДУ
Холодные Огневые
Блок «Р» с двигателем 11Д56 (Я-73,5 кН) Модель топливного бака с водородом; модель ГГ и КС Насосы; агрегаты автоматики и регулирования; системы питания с БНА и ТНА; ГГ-КС; система питания и теплоизоляция баков ДУ 976 ОИ, тЕ = 268000 с 34 8
Блок «С» с двигателем 11Д57 ^-392 кН) Модель ГГ; модель КС; модель системы зажигания Насосы; ГГ; турбина; БНА; ТНА; ТНА-ГГ; агрегаты автоматики и регулирования; ГГ-КС; имитатор двигателя 446 ОИ, тЕ = 53000 с - -
Блок «Ц» с двигателями РД-0120 ^-7600 кН) Модели: ГГ; КС; система зажигания, уплотнения; теплоизоляция баков и магистралей; системы заправки и питания Насосы; узлы уплотнения и качения; агрегаты автоматики и регулирования; системы зажигания; агрегаты и системы в стендовом варианте двигателя (20, 50, 75 и 100 % режимы по тяге - 74 испытания) 761 ОИ, тЕ = 160000 с 18 2
Блок КРБ с двигателем КВД1 ^-75 кН) - Система теплоизоляции; система питания с БНГ; система питания и наддува; система заправки; агрегаты автоматики двигателя 95 ОИ тЕ = 30000 с 6 2
International Scientific Journal for Alternative Energy and Ecology № 3 (59) 2008
© Scientific Technical Centre «TATA», 2008
было проведено 74 испытания стендового варианта двигателя.
Ввиду отсутствия полноразмерного стенда на начальном этапе комплексные испытания двигателя РД-0120 с целью отработки конструкции проводились также с последовательным увеличением уровня тяги, что увеличило несколько сроки отработки и общее количество двигателей для этапа доводочных испытаний. На стенде В2 НИИХИММАШ проводились доводочные и контрольно-технологические испытания (ДИ и КТИ), на стендах 201 и 301 НИИмаш - завершающие доводочные (ЗДИ), ресурсные и контрольно-выборочные испытания (КВИ) двигателя РД-0120 и на универсальном комплексе стенд-старт (УКСС) - испытания двигателя РД-0120 в составе ДУ блока «Ц».
Следует отметить, что выбор тех или иных видов модельных и автономных испытаний в процессе отработки двигателя зависит от параметров и схемного исполнения двигателя, от возможностей стендового комплекса и оборудования, а также от опыта и конструктивного задела разработчика по системам двигателя.
В практике создания двигателей известны два метода стендовой доводки, которые можно кратко характеризовать как последовательный и параллельный методы.
Основное различие этих методов в том, что в случае последовательного метода доводки при выявлении дефекта двигателя испытания прекращаются до разработки и внедрения на двигателях мероприятий по устранению этого дефекта. В случае параллельного метода доводочные испытания не прерываются, и мероприятия по устранению дефекта разрабатываются и внедряются в процессе продолжения ДИ двигателя.
Так, при создании кислородно-керосинового двигателя Б-1 (тяга 6770 кН) и кислородно-водородного двигателя 1-2 (тяга 1020 кН), предназначенных для ступеней РН «Сатурн-5», и двигателей 11Д56, 11Д57, РД-0120 в основном был применен параллельный метод доводки, а при создании двигателя многократного применения SSME (тяга 2090 кН, рк=23 МПа) - последовательный метод.
Для доводки двигателей Б-1 и 1-2 было затрачено 59 и 43 двигателей при суммарной наработке 127000 и 153200 с, соответственно. На доводку двигателя SSME было затрачено 13 двигателей (по другим источникам, 20) и 20 комплектов ТНА для замены дефектных. Такое малое количество двигателей, затраченных на доводку SSME, можно объяснить:
• использованием накопленного опыта при отработке экспериментального кислородно-водородного двигателя с тягой 2090 кН;
• применением последовательного метода доводки двигателя;
• применением испытательных стендов для испытаний двигателя и ДУ на номинальной тяге;
• повышенным значением средней наработки одиночного двигателя (8000 с), полученным к 1-му полету и обеспечиваемым ремонтопригодностью, восстанавливаемостью конструкции и применением эффективных систем диагностики и аварийной защиты (САЗ).
Анализ статистики отказов при испытаниях ЖРД показывает, что ~60 % отказов приходится на ТНА и камеру сгорания и связаны они, в основном, с возгоранием, прогарами огневой стенки камеры сгорания и износом вращающихся узлов (узлы качения и уплотнения), на которые параметры рабочего процесса реагируют слабо либо с большим запаздыванием.
Поэтому для повышения эффективности САЗ наибольший интерес представляет проблема диагностики технического состояния двигателя на основе методов раннего обнаружения отказов с использованием быстродействующей аппаратуры.
Внедрение в САЗ контроля вибросостояния двигателя, средств контроля, например, износа беговых дорожек узлов качения, теплового состояния лопаток турбины ТНА и утечек водорода из систем двигателя с инерционностью не более 1 с и аппаратуры в САЗ с инерционностью до 0,02 с позволит значительно увеличить коэффициент охвата и предотвращения аварийных ситуаций в процессе испытаний [6].
2. Проблемы обеспечения безопасности испытаний на водородном топливе
Аварийные ситуации при испытаниях на водородном топливе могут быть вызваны:
• конденсацией и накоплением кристаллов воздуха или кислорода в жидком водороде;
• образованием взрыво- или пожароопасных смесей при утечках или выбросах водорода в окружающее пространство.
Аварийная ситуация, в первом случае, возникает, как правило, при многократном использовании системы с водородом или, во втором случае, - при одновременном разрушении водородного и кислородного баков и выбросах компонентов при испытаниях. Безопасность испытаний обеспечивается различными методами, основанными на повышенных требованиях к герметичности систем, контроле опасных накоплений водорода, исключении контакта водорода с воздухом в коммуникациях и применении систем дожигания водородных выбросов.
В обычных условиях смеси водорода с воздухом и кислородом являются смесями квазиравновесного состава, для воспламенения которых необходим внешний источник энергии. Минимальная энергия и температура тела, приводящая к самовоспламенению смеси, определенная экспериментально, составляет 0,02 мДж и 700 К, соответственно [3, 4].
Более опасным по своим последствиям является детонация (взрыв) водородных смесей, для возникно-
вения которой, помимо наличия горючей смеси, необходим соответствующий источник инициирования.
В начальной стадии работ с водородом не было единого мнения о целесообразности дожигания выбросов водорода. Так, фирма «Pratt & Whitney» (США) придерживалась мнения, что сжигание выбрасываемого водорода гарантирует полную безопасность испытаний. Фирма «Duglas Aircraft Company» (США) считала достаточным выпускать газообразный водород в малых количествах без его дожигания. В процессе испытаний дожигаются выбросы водорода с расходами более 0,5 кг/с, при меньших расходах водород выбрасывается в атмосферу с балластировкой инертным газом - азотом.
Исследования распределения концентраций водорода в затопленной сверхзвуковой струе, истекающей из сопла, показали, что для воспламенения выбросов водорода за соплом двигателя необходим источник с длиной факела не менее 0,3 м [4]. Конструктивные схемы некоторых поджигающих устройств (ПУ) представлены на рис. 2.
Т f =
0,075,
q
где q -
dm dl c
На основании исследований для класса двигателей с расходом водорода до 14 кг/с установлено, что оптимальным режимом выхода редуктора подачи является
ёт кг/с градиент нарастания расхода- = 20.. .40-.
d% с
Ш кПа
40 30 20 10
ТГ □
\
Farчьт по фораглк (1) z=0,15^=10 ж
0
1
5 те кг
Рис. 3. Зависимость АР = f(mj: w — запуск регулируемый; □ — запуск нерегулируемый
Рис. 2. Схемы ПУ:
а) с пирозапалом; б) эжекторного типа; в) двухкомпонентного типа: 1 — сопло; 2 — боковые отверстия; 3 — камера; 4 — насадок; 5, 6 — электрическая свеча, воспламенитель; 7 — пирозапал; 8 — камера разогрева; 9 — форкамера
Воспламенение выбросов водорода за соплом камеры может происходить с взрывом в процессе запуска, которое во многом зависит от протекания переходных режимов в системе подачи газообразного водорода. Так, при нерегулируемом запуске процесс смесеобразования водорода с воздухом устанавливается с колебаниями и наблюдаются задержки воспламенения т = 0,5.0,9 с. Это приводит к тому, что в воспламенении участвует большой объем смеси водорода с воздухом и, как следствие, к повышенной величине ударной волны при воспламенении выбросов (АР = 40.60 кПа).
При регулируемом запуске обеспечивалось устойчивое воспламенение выбросов водорода за соплом с т = 0,12.0,25 (АР = 5.20 кПа).
Было выявлено, что с увеличением градиента нарастания расхода [д] задержка воспламенения выбросов уменьшается. Экспериментальные зависимости Л/ = у (ш&)
/ ёш Л
и Т с = у - приведены на рис. 3 и 4, последняя из
Iёт )
них может быть аппроксимирована уравнением 0,7
1
o,s iH, б
0,4 0.2 О
,C Щ
1 :
■ a □ * a
\ 0 a \
4
— Ui'n
О
Рис. 4. Зависимость Т g = f
— запуск регулируемый;
— запуск нерегулируемый
f dm*
dT
5 dr
-1 кг/с
Предложенная схема запуска с регулируемым выводом редуктора подачи горючего на режим была реализована при испытаниях камеры двигателя 11Д57 и позволила уменьшить величину ударной волны в процессе воспламенения выбросов водорода за сопловым устройством на 30.40 % [6].
3. Обеспечение безопасности испытаний ДУ на стенде
Наиболее опасными являются испытания ДУ на водородном топливе, т. к. возможна разгерметизация топливной системы при отказе двигателя и взрыв проливов водорода и кислорода.
Поэтому огневое испытание кислородно-водородной ДУ проводится с выполнением специальных мероприятий по безопасности:
• на первые испытания ДУ выполняется с более упрочненными баками;
International Scientific Journal for Alternative Energy and Ecology № 3 (59) 2008
© Scientific Technical Centre «TATA», 2008
• до начала испытаний ДУ двигатель должен иметь коэффициент надежности не ниже 0,985, подтвержденный автономными испытаниями;
• агрегаты и системы ДУ должны быть испытаны автономно на натурных компонентах топлива.
Огневым испытаниям должны предшествовать холодные испытания ДУ для проверки совместного функционирования систем. В баках ДУ должны быть установлены системы аварийного слива компонентов и дополнительного наддува баков. ДУ должна быть оснащена системами пожаровзрывопредупреждения (СПВП) и САЗ, предусматривающими контроль определенных параметров двигателя, ДУ и систем стенда и прекращение испытания при их отклонениях от заданных величин. Предусматривается постепенное усложнение программ испытаний. На рис. 5 представлена схема установки криогенного разгонного блока КРБ на стенде НИИХИММАШ для проведения комплексных холодных и огневых испытаний.
Рис. 5. Ракетный блок КРБ на стенде
Момент аварии носит случайный характер, а процесс ее развития практически неуправляем. Поэтому при испытаниях рассматривают предельную модель с мгновенным разрушением баков, испарением и смешением всей массы пролитого топлива и взрывом облака стехиометрической горючей смеси.
Для расчетов опасных зон были использованы значения коэффициента участия во взрыве массы выброшенного водорода г = 0,3.. .0,5. В нормативных требованиях по взрывобезопасности химических и металлургических производств рекомендованы значения 2 = 0,1.0,3, а в методиках МЧС - г = 0,02.0,1. В то же время статистика аварий показывает, что события, предшествующие взрыву, происходят достаточно медленно. Это позволяет парировать развитие аварийной ситуации, а коэффициент использования водорода во
взрыве в большинстве случаев не превышает величины 2 = 0,1.
С учетом изложенного, можно принять 2 = 0,02 .0,1 - для открытых стендов и 2 = 0,3.0,5 - для закрытых стендов.
В соответствии с моделью мгновенного развития событий проведены расчеты опасных зон для испытаний ракетных блоков, имеющих в топливных баках от 1000 до 10000 кг жидкого водорода, результаты которых приведены на рис. 6. В указанных расчетах на расстоянии 1100 м от стенда (зона расположения жилых зон) допускалось избыточное давление во фронте ударной волны, равное 2 кПа, при котором реализуется вторая степень безопасности с частичным разрушением (менее 50 %) остеклений зданий и сооружений.
О 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 5000 10000
111, КГ
Рис. 6. Зависимость ударной волны АО от взрыва выброса водорода (тв) при различных г
С учетом внедрения разработанных мер безопасности по стенду и ДУ и проведенных расчетов, в частности, в 1991 г. межотраслевой экспертной комиссией по безопасности было принято решение о возможности проведения холодных и огневых испытаний ДУ ракетных блоков на стенде НИИХИММАШ с заправкой топливного бака ДУ жидким водородом в количестве 2700 кг. При этом со степенью риска, равной 10-4 (1 отказ на 10000 испытаний), обеспечивалась 2-я степень безопасности на расстоянии 1100 м от стенда [6].
Как упоминалось выше, на практике коэффициент использования водорода во взрыве в большинстве случаев не превышает величины 2 = 0,1. Это позволяет рассматривать вопрос о проведении испытаний на вышеуказанном стенде ДУ перспективных ракетных блоков с заправкой топливного бака водородом (до 6500 кг) при выполнении дополнительных мер безопасности и парировании нештатных ситуаций
[5, 6].
4. Перспективы использования водородной базы НИИХИММАШ в решении задач ракетно-космической техники и внедрения водородных технологий в отрасли народного хозяйства
В НИИХИММАШ проводилась отработка ряда энергетических установок (ЭУ) с использованием водородного топлива:
• на стенде В1 МГД-генератора ИМ-2, работающего на кислородно-водородном топливе с ионизирующей присадкой (калий-натриевой эвтектики);
• на стендах В3 и В5 электрохимических генераторов (ЭХГ) «Волна» и «Фотон» с кислородно-водородными топливными элементами (ТЭ) для лунного корабля РН «Н1-Л3» и орбитального корабля «Буран», соответственно.
Уникальность водородной базы НИИХИММАШ состоит в том, что:
• стенды и водородное производство (с годовой производительностью до 1000 т жидкого водорода) расположены на одной площадке, что позволяет уменьшить потери компонентов при хранении, транспортировке и использовании;
• испытательные стенды обеспечивают комплексную отработку изделий и их систем с имитацией различных воздействующих факторов (высотность, гидродинамика, положение объекта испытания и др.).
Кроме того, на водородном комплексе созданы системы утилизации паров компонента из емкостей хранилища и возврата остатков компонентов из стендовых емкостей в резервуары хранилища. Все это позволило за счет оптимизации процессов захолаживания, заправки и испытаний довести коэффициент использования жидкого водорода при эксплуатации систем с 0,2-0,3 до 0,6-0,7.
На водородной экспериментальной базе НИИХИМ-МАШ выполнен целый ряд научно-исследовательских работ, направленных на создание водородных технологий:
• по испытаниям ЖРД и ДУ, обеспечению безопасности испытаний с водородом;
• процессов переохлаждения жидкого водорода в крупноразмерных системах, внедренных в технологию заправки РКК «Энергия-Буран» на УКСС и стартовом комплексе (СК);
• получения шугообразного водорода в системе;
• по отработке бездренажного хранения и транспортировки жидкого водорода по трубопроводам и в транспортных резервуарах;
• по испытаниям образцов турбодетандера в системах ожижения водорода;
• по заправке автомобилей газообразным водородом.
Таким образом, в создании уникальной водородной экспериментальной базы НИИХИММАШ и технологии водородных испытаний активно участвовали
многие специалисты ракетно-космической и смежных отраслей (академические и отраслевые научно-исследовательские институты, конструкторские, проектные и производственные организации и высшие учебные заведения: НИИХИММАШ, ОАО «Криогенмаш«, РНЦ «Прикладная химия», ИХФ РАН, ИЦ Келдыша, ЦНИИмаш, ИПМП, КБХМ им. А.М. Исаева, НТЦ Люльки ОАО «Сатурн», КБХА, ГИАП, РКК «Энергия» им. С.П. Королева, ГКНПЦ им. М.В. Хруничева, ВИАМ, ЦКБА, ВНИИПО, НПО «Техномаш», НПО ИТ, НИИмаш, ПО «Красмаш», МАИ и др.).
В последние годы в связи с истощением запасов углеводородного сырья и экологическими проблемами в мире все более остро ставятся вопросы перехода к использованию экологически чистых возобновляемых источников энергии и водородным технологиям в энергетике, на транспорте, в металлургии, нефтепереработке и других отраслях.
С учетом перспектив применения водорода в ракетно-космической технике предусматриваются:
• дальнейшее совершенствование и развитие водородной экспериментальной базы НИИХИММАШ для выполнения Федеральной космической программы России до 2015 г;
• проведение реконструкции стендов для обеспечения экспериментальных работ по созданию разгонного блока РБ КВТК и его систем для перспективной РН «Ангара-А5»;
• модернизация водородного производства с внедрением систем получения водорода из природного газа (уменьшение в 4-5 раз затрат электроэнергии и стоимости продукта);
• отработка и внедрение технологии обеспечения жидким водородом космодромов Плесецк и Байконур с использованием железнодорожных цистерн типа ЖВЦ-100 и др;
• отработка перспективных водородных ступеней многоразовой ракетно-космической системы «МРКС-1» (2012-2018 гг.) с заправкой в топливные баки до 6500 кг водорода;
• отработка комбинированных энергоустановок на основе кислородно-водородных ЭХГ проточного типа и водородных ДУ использующих солнечную энергию (ТМ СТДУ), энергоустановок для многоразовых космических аппаратов типа «Клипер» и других систем.
Научно-технический и производственный потенциал НИИХИММАШ, наряду с выполнением задач по отработке ракетно-космической техники с использованием водородного топлива, позволяет обеспечить решение задач внедрения водородных технологий в отрасли народного хозяйства (энергетика, транспорт, металлургия и др.) [7].
International Scientific Journal for Alternative Energy and Ecology № 3 (59) 2008
© Scientific Technical Centre «TATA», 2008
Заключение
1. Определение характеристик двигателя требует применения специальных имитирующих установок: пусковых баков по магистралям питания компонентами топлива и выхлопных диффузоров с откачивающими средствами в выхлопном тракте стенда.
2. Системы диагностики и аварийной защиты двигателя с применением усовершенствованных методов и средств контроля вибросостояния двигателя, степени износа трущихся пар в ТНА, температуры на входе в турбину ТНА, утечек водорода из систем двигателя и стенда и аппаратуры САЗ позволят увеличить коэффициент охвата и предотвращения аварийных ситуаций в процессе испытаний.
3. Проведено обоснование параметров поджигающих устройств для обеспечения безопасности стендовых испытаний ракетных двигателей, ДУ и их агрегатов.
4. Внедрение метода уменьшения риска испытаний обеспечило безопасное проведение комплексной стендовой отработки ракетных блоков 12КРБ и «Ц» ракет-носителей «GSLV» и «Энергия».
5. Рассмотренные принципы, методы и устройства обеспечения безопасности испытаний могут быть использованы при создании и отработке энергетических установок и внедрении водородных технологий в отраслях народного хозяйства.
Список литературы
1. Galeev A. G., Makarov A. A. On exeperience in development testing of current cryogenic-propellant engines // 4th International conference on launcher technology «Space Launcher Liquid Propulsion», Liege (Belgium). 3-6 Decembre 2002.
2. Галеев А.Г. Экологическая безопасность при испытаниях и отработке ракетных двигателей: Учебное пособие. М.: Изд-во МАИ, 2006.
3. Щетинков Е.С. Физика горения газов. М.: Издательство «Наука», 1965.
4. Галеев А.Г. Исследование безопасных условий воспламенения и дожигания выбросов водорода при стендовых огневых испытаниях ЖРД и их агрегатов: Автореф. дис. канд. техн. наук. М., 1974.
5. Бершадский В.А., Галеев А.Г. Стратегия уменьшения опасности стендовых испытаний ракетных двигательных установок // Авиакосмическая техника и технология. 2004. №2. С.38-45.
6. Галеев А.Г. Проблемы обеспечения безопасности стендовых испытаний двигательных и энергетических установок на водородном топливе. Доклад на Первом всемирном конгрессе «Альтернативная энергетика и экология» WCAEE-2006, 21-25 августа 2006 г., Волга, Россия // АЭЭ. 2006. №11. С.23-27.
7. Галеев А.Г. Об опыте отработки ракетных двигателей и энергетических установок на водородном топливе и проблемы обеспечения их безопасности // Альтернативная энергетика и экология. 2007. №7 (51). С.8-21.
