Методология оценки надежности стендовых систем при испытаниях жидкостных ракетных двигателей малой тяги

Автор: Назаров В.П., Пиунов В.Ю., Коломенцев А.И., Яцуненко В.Г., Голиковская К.Ф.

Журнал: Сибирский аэрокосмический журнал @vestnik-sibsau

Рубрика: Авиационная и ракетно-космическая техника

Статья в выпуске: 4 т.23, 2022 года.

Бесплатный доступ

В процессе конструкторской отработки жидкостных ракетных двигателей малой тяги большое внимание уделяется вопросам методологии стендовых испытаний, техническому оснащению стендов, имитирующих воздействие физических условий космического пространства, а также применению диагностических методов и аппаратуры для проведения различных физических исследований и измерений. Эффективность наземной (стендовой) отработки обеспечивается имитацией условий натурных испытаний и учетом влияния всех эксплуатационных факторов, воздействующих на достоверность оценки показателей надежности при конструкторской отработке в наземных условиях. Особое место в вопросах достижения эффективности испытаний занимают требования по обеспечению точности и достоверности результатов испытаний. Значительный объем испытаний при отработке двигателей проводится в условиях требуемого вакуума на стендах, оборудованных барокамерами с вакуумными системами. Для оценки надежности систем стенда для огневых испытаний ракетных двигателей необходимо учитывать влияние отказов элементов на качество функционирования и выходной эффект каждой системы, поэтому заданные условия испытаний должны однозначно определять технические характеристики испытательных стендов. Рассмотрены методы обеспечения динамического подобия характеристик систем питания двигателя компонентами топлива на стенде и в составе двигательной установки космического аппарата, в том числе соответствие гидравлических, инерционных и волновых характеристик магистралей. Проведен анализ погрешностей результатов испытаний. Сформулированы задачи методики расчета инструментальных погрешностей. Проведена оценка частотных характеристик стендовых гидравлических магистралей. Разработаны рекомендации по повышению точности измерения параметров при проведении стендовых огневых испытаний ЖРД малой тяги.

Еще

Ракетные двигатели малой тяги, надежность, стендовые испытания

Короткий адрес: https://sciup.org/148325803

IDR: 148325803   |   DOI: 10.31772/2712-8970-2022-23-4-721-733

Список литературы Методология оценки надежности стендовых систем при испытаниях жидкостных ракетных двигателей малой тяги

  • Гришин С. Д., Захаров Ю. А., Оделевский В. К. Проектирование космических аппаратов с двигателями малой тяги. М.: Машиностроение, 2003. 236 с.
  • Эксплуатация испытательных комплексов ракетно-космических систем / А. Г. Галеев, А. А. Золотов, А. Н. Перминов, В. В. Родченко. М.: Изд-во МАИ, 2007. 260 с.
  • Разработка основных систем стенда огневых испытаний жидкостных ракетных двигателей малой тяги / М. В. Краев, Г. Г. Крушенко, Л. Н. Кайчук, В. Г. Яцуненко Препринт № 1. Красноярск: ИВМ СО РАН, 2008. 47 с.
  • Буканов В. Т., Колбасенков А. И., Мартиросов Д. С. Анализ связи между процедурами диагностирования, управления и регулирования ЖРД // Труды НПО «Энергомаш им. Академика В.П. Глушко». 2012. № 29. С. 174–187.
  • Особенности испытаний жидкостных ракетных двигателей малой тяги / В. П. Назаров, В. Ю. Пиунов, В. Г. Яцуненко, Д. А. Савчин // Сибирский аэрокосмический журнал. 2021. Т. 22, № 2. С. 339–354.
  • Рабочие процессы в жидкостном ракетном двигателей и их моделирование / Е. В. Лебединский и др. ; под ред. А.С. Коротеева. М.: Машиностроение, 2008. 512 с.
  • AMBR Engine for Science Missions [Электронный ресурс]. URL: nts.nasa.giv/archive/nasa/casi.nts.nasa./20090001339.pdf (дата обращения: 05.09.2020).
  • Jeong Soo Kim, Jeong Park, Sungcho Kim. Test and Performance Evaluation of Small Liquidmonopropellant Rocket Engines // 42nd Joint Propulsion Conference & Exhibit. Sacramento, 2006.
  • Бирюков В. И., Назаров В. П., Царапкин Р. А. Алгоритм оценки запасов устойчивости рабочего процесса в камерах сгорания жидкостных ракетных двигателей // Сибирский журнал науки и технологий. 2017. Т. 18, № 3. С. 558–566.
  • Шибанов А. А., Пикалов В. П., Сайдов С. С. Методы физического моделирования высокочастотной неустойчивости рабочего процесса в жидкостных ракетных двигателях / под ред. д-ра техн. наук К. П. Денисова. М.: Машиностроение – Полет, 2013. 512 с.
  • Бирюков В. И., Мосолов С. В. Динамика газовых трактов жидкостных ракетных двигателей. М.: Изд-во МАИ, 2016. 168 с.
  • Мосолов С. В., Бирюков В. И. Гидродинамические способы обеспечения устойчивости рабочего процесса в камерах сгорания жидкостных ракетных двигателей // Вестник машиностроения. 2011. № 12. С. 12–17.
  • Галеев А. Г. Основы устройства испытательных стендов для отработки жидкостных ракетных двигателей и двигательных установок: руководство для инженеров-испытателей. Пересвет: Изд-во ФКП “НИЦ РКП”, 2010. 178 с.
  • Kleckers T., Dr. A. Schaefer Force Calibration with Build Up Systems // 18th International Congress of Metrology, 2017. DOI: 10.1051/metrology/201714009.
  • Experimental Demonstration of the Vacuum Specific Impulse of a Hybrid Rocket Engine / J. Lestrade, O. Verberne, G. Khimeche et al. // 50th AIAA/ASME/SAE/ASEE Joint Propulsion Conference, Cleveland, 2014.
  • Веселов А. В. Модернизация тягоизмерительного устройства на испытательных стендах жидкостных ракетных двигателей // Решетневские чтения: материалы XXII Междунар. науч. практ. конф. (12–16 ноября 2018, г. Красноярск): в 2 ч. / под общ. ред. Ю. Ю. Логинова ; Сиб-ГУ им. М. Ф. Решетнева. Красноярск, 2018. С. 198–200.
  • Бегишев А. М., Журавлев В. Ю., Торгашин А. С. Особенности и возможный путь модернизации силоизмерительных устройств испытательных стендов жидкостных ракетных двигателей // Сибирский журнал науки и технологий. 2020. Т. 21, № 1. С. 62–70
  • Краев М. В., Яцуненко В. Г. Измерения параметров при огневых испытаниях жидкостных ракетных двигателей малой тяги // Вестник СибГАУ. 2004. № 5. С. 167–172.
  • Лебединский Е. В. Рабочие процессы в жидкостном ракетном двигателе и их моделирование. М.: Машиностроение, 2008. 512 с.
  • Яцуненко В. Г. Оптимизация процесса конструкторской отработки ЖРД малой тяги при огневых испытаниях: дис. ... канд. техн. наук / Сиб. гос. аэрокосмич. ун-т. Красноярск, 2006. 124 с.
Еще
Статья научная