Статья:

Трудности заправки топливного бака РН на испытательных стендах

Конференция: XXIII Студенческая международная научно-практическая конференция «Технические и математические науки. Студенческий научный форум»

Секция: Технические науки

Выходные данные
Каштыпер М.А. Трудности заправки топливного бака РН на испытательных стендах // Технические и математические науки. Студенческий научный форум: электр. сб. ст. по мат. XXIII междунар. студ. науч.-практ. конф. № 12(23). URL: https://nauchforum.ru/archive/SNF_tech/12(23).pdf (дата обращения: 05.06.2020)
Лауреаты определены. Конференция завершена
Эта статья набрала 0 голосов
Мне нравится
Дипломы
лауреатов
Сертификаты
участников
Дипломы
лауреатов
Сертификаты
участников
на печатьскачать .pdfподелиться

Трудности заправки топливного бака РН на испытательных стендах

Каштыпер Максим Александрович
магистрант, Оренбургский государственный университет, РФ, г. Оренбург
Горбунов Александр Алексеевич
научный руководитель, канд. техн. наук, доцент, Оренбургский государственный университет, РФ, г. Оренбург
Белов Сергей Васильевич
научный руководитель, доцент, Оренбургский государственный университет, РФ, г. Оренбург
Осипов Евгений Владимирович
научный руководитель, канд. техн. наук, доцент, Оренбургский государственный университет, РФ, г. Оренбург

 

Отработка любого сложного технического объекта - один из важнейших компонентов обеспечения и контроля заданных уровней его качества.

На этой стадии создания техники возможно получить экспериментальные показатели, определяющие действительный технический уровень объекта.

Достижение высоких показателей качества возможно, если организационно-методические принципы отработки сформулированы на начальной стадии создания изделия и последовательно реализуются на всех его стадиях.

Стендовые испытания имеют своей целью определение показателей качества опытных образцов и технической документации, а также доведение их до соответствия предъявляемым требованиям.

На основании результатов стендовых испытаний дается заключение о возможности использования технической документации для изготовления опытных образцов агрегатов и систем штатного изделия и допуска их к натурным испытаниям в составе изделия.

Криогенная система заправки топливного бака испытательного стенда предназначена для получения требуемой массы криогенного топлива.

Сама заправка представляет сложное явление, состоящее из чередующихся нестационарных тепло- и массообменных процессов в жидкой и газовой фазах, которые не имеют точных решений.

При заправке в баке происходит:

- теплообмен жидкости со стенкой;

- массообмен между жидкостью и газом через поверхность раздела фаз;

- теплообмен жидкости с газом и газа со стенкой бака.

На практике получение требуемой массы топлива в баке подтверждаются результатами отработок режимов заправки, содержащих:

- захолаживание конструкции бака;

- наполнение бака топливом;

- термостатирование топлива в баке.

При проведении испытаний могут обнаружиться следующие замечания:

- в результате контроля состояния теплоизоляции баков визуальными и неразрушающими методами возможны отдельные трещины и отслоения тепловой изоляции. При этом теплоизоляционные характеристики тепловой изоляции могут не выходить за пределы, допускаемые проектом ракеты. Однако при воздействии полетных факторов нагружения разрушение при отслоении тепловой защиты может привести к серьезному изменению режима работы баковых систем;

- завышенное время наддува бака и нерасчетный характер роста давления. Возможно, что автоматический регулятор давления наддува из-за попадания влаги и ее подмерзания не позволял реагировать немедленно на момент повышения давления в баке [1];

По результатам отработки режимов заправки на испытательном стенде для натурной системы заправки устанавливают следующие параметры:

- расход и температура топлива, подаваемого на борт изделия;

- продолжительность операций захолаживания, наполнения бака и термостатирования топлива в баке;

- ресурс работы агрегатов пневмоавтоматики;

- погрешность получения массы топлива в баке;

Кроме того, решаются задачи:

- определяется чистота компонентов топлива, заправляемых в бак, при принятой технологии очистки баков и криогенной жидкости;

- выбираются средства измерений для точного определения предстартовой массы топлива;

- выбираются способы эффективного термостатирования топлива;

- оценивается влияние конструктивного исполнения внутрибаковых устройств на эффективность операций по заправке бака [2].

Таким образом трудность получения заданной дозы топлива связана с одной стороны с тем, что она складывается из многих составляющих, на которые влияют различные режимные и конструктивные факторы и учесть расчетным путем не удается.

 

Список литературы:
1. Архаров А.М., Кунис И.Д. Криогенные заправочные системы стартовых ракетно-космический комплексов. − М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2006. − 252 с.
2. Баррон Р.Ф. Криогенные системы. − М.: Энергоатомиздат, 1989. − 408 с.