Особенности испытаний жидкостных ракетных двигателей малой тяги

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Жидкостные ракетные двигатели малой тяги (ЖРДМТ) являются основными двигателями, применяемыми в системах управления космических летательных аппаратов (КЛА). Они могут работать как в непрерывном, так и в импульсном режимах, при этом работа в импульсном режиме является одной из наиболее характерных особенностей. Достоверное заключение о надежности созданных двигателей возможно только на основе испытаний их опытных образцов в реальных либо в значительной степени приближенных к реальным условиям.

При создании ЖРДМТ для КЛА различного назначения в процессе конструкторской (опытной) отработки 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 ЖРДМТ следует проводить в условиях требуемого вакуума на стендах, оборудованных барокамерами с вакуумными системами.

Для повышения эффективности имитации высотных условий предложено использовать барокамеру с трубчатым экраном, в который подается жидкий азот с необходимым расходом. Импульсные режимы работы ЖРДМТ инициируют в трубопроводах неустановившиеся (низкочастотные) процессы движения компонентов топлива. Рассмотрены методы обеспечения динамического подобия характеристик систем питания двигателя компонентами топлива на стенде и в двигательной установке, в том числе соответствие гидравлических, инерционных и волновых характеристик питающих магистралей.

Об авторах

Владимир Павлович Назаров

Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева

Автор, ответственный за переписку.
Email: nazarov@sibsau.ru

кандидат технических наук, профессор, заведующий кафедрой двигателей летательных аппаратов

Россия, 660037, г. Красноярск, проспект имени газеты «Красноярский рабочий», 31

Валерий Юрьевич Пиунов

АО «Конструкторское бюро химического машиностроения имени А. М. Исаева»

Email: piunovdm@gmail.com

кандидат технических наук, заместитель генерального директор, филиал ФГУП ГКНПЦ имени М. В. Хруничева

Россия, Московская область, г. Королев, ул. Богомолова, 12

Владимир Григорьевич Яцуненко

Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева

Email: vyatsunenko@mail.ru

кандидат технических наук, профессор кафедры двигателей летательных аппаратов

Россия, 660037, г. Красноярск, проспект имени газеты «Красноярский рабочий», 31

Дмитрий Александрович Савчин

Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева

Email: savchin.dim@yandex.ru

аспирант

Россия, 660037, г. Красноярск, проспект имени газеты «Красноярский рабочий», 31

Список литературы

  1. Гришин С. Д., Захаров Ю. А., Оделевский В. К. Проектирование космических аппаратов с двигателями малой тяги. М. : Машиностроение, 2003. 236 с.
  2. 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.
  3. Воробьев А. Г., Воробьев С. С. Метод расчета теплового состояния камеры при установившемся импульсном режиме работы жидкостного ракетного двигателя малой тяги // Вестник СибГАУ. 2016. Том 17, № 4. С. 945–955.
  4. Лебединский Е. В. Рабочие процессы в жидкостном ракетном двигателе и их моделирование. М. : Машиностроение, 2008. 512 с.
  5. НИИМаш [Электронный ресурс]. URL: http://niimashspace.ru/index.php/produce/rkt/31- propulsion (дата обращения: 10.11.2020).
  6. Новости космонавтики [Электронный ресурс]. URL: http://novosti-kosmonavtiki.ru/ forum/forum9/topic11175/ (дата обращения 12.08.2020).
  7. Продукция Тураевского МКБ «Союз» [Электронный ресурс]. URL: http://www.tmkbsoyuz.ru/31 дата обращения: 15.09.2020).
  8. Продукция ФГУП КБ ХМ имени А. М. Исаева [Электронный ресурс]. URL: http://www.kbhmisaeva.ru/main.phpid=31 / (дата обращения: 21.08.2020).
  9. Двигатели 1944-2000: авиационные, ракетные, морские, наземные / под ред. И. Г. Шустова. М. : МАКС-Конверсалт, 2000. 406 с.
  10. 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. Том 18, № 3. С. 558–566.
  11. AMBR Engine for Science Missions [Электронный ресурс]. URL: nts.nasa.giv/archive/nasa/ casi.nts.nasa…/20090001339.pdf (дата обращения: 05.09.2020).
  12. Шибанов А. А., Пикалов В. П., Сайдов С. С. Методы физического моделирования высокочастотной неустойчивости рабочего процесса в жидкостных ракетных двигателях. М. : Машиностроение ; Полет, 2013. 512 с.
  13. Краев М. В., Яцуненко В. Г. Измерения параметров при огневых испытаниях жидкостных ракетных двигателей малой тяги // Вестник СибГАУ. 2004. № 5. С. 167–172.
  14. 14.Яцуненко В. Г., Назаров В. П., Коломенцев А. И. Стендовые испытания жидкостных ракетных двигателей : учеб. пособие / Сиб. гос. аэрокосмич. ун-т ; Моск. авиац. ин-т. Красноярск, 2016. 248 с.
  15. Гликман Б. Ф. Нестационарные течения в пневмогидравлических цепях. М. : Машиностроение, 1979. 125 с.
  16. Бирюков В. И., Мосолов С. В. Динамика газовых трактов жидкостных ракетных двигателей. М. : Изд-во МАИ, 2016. 168 с.
  17. Experimental Demonstration of the Vacuum Specific Impulse of a Hybrid Rocket Engine /J. Lestrade, O. Verberne, G. Khimeche и др. // 50th AIAA/ASME/SAE/ASEE Joint Propulsion Conference, Cleveland, 2014.
  18. 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.
  19. Панчурин К. А. Решение уравнений Навье – Стокса в частном случае нестационарного ламинарного течения в трубах // Труды Лен. ин-та водн. транспорта, 1963. Вып. 45. С. 49–51.
  20. Файзулаев Д. Ф., Наврузов К., Фаттаев Ф. Н. Пульсирующее течение вязкой несжимаемой жидкости в круглой трубе с разветвлением // ДАН УзССР, 1981. № 10. С. 20–22.
  21. Попов Д. Н. Об особенностях нестационарных потоков в трубах // Изв. вузов. Машиностроение. 1970. № 7. С. 78–82.
  22. Jeong Soo Kim, Jeong Park, Sungcho Kim. Test and Performance Evaluation of Small Liquidmonopropellant Rocket Engines. 42nd Joint Propulsion Conference & Exhibit, Sacramento, 2006.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Назаров В.П., Пиунов В.Ю., Яцуненко В.Г., Савчин Д.А., 2021

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License.