Проектная разработка пневмогидравлической системы стенда огневых испытаний ДУ разгонного криогенного блока. Маликов КР ПрИСЛА. Проектная разработка пневмогидравлической системы стенда огневых испытаний ду разгонного криогенного блока по дисциплине Проектирование испытательных стендов летательных аппаратов

• Название: Проектная разработка пневмогидравлической системы стенда огневых испытаний ду разгонного криогенного блока по дисциплине Проектирование испытательных стендов летательных аппаратов
• Анкор: Проектная разработка пневмогидравлической системы стенда огневых испытаний ДУ разгонного криогенного блока
• Дата: 11.11.2022
• Размер: 173.45 Kb.
• Имя файла: Маликов КР ПрИСЛА.docx
• Тип: Курсовая; #782128
• страница: 4 из 4

1.4 Технология проведения испытаний

Процесс проведения испытаний должен предусматривать:

– порядок отбора, подготовки и хранения изделий для испытаний,

– совокупность технических характеристик режимов испытаний, допустимых пределов их значений и норм точности их воспроизведения;

– допустимые пределы значений характеристик свойств испытуемых изделий;

– последовательность операций и их описание;

– критерии прекращения испытаний.

Весь цикл испытаний можно разделить на несколько этапов:

– подготовка и автономные испытания стендовых систем;

– аттестация испытательного оборудования;

– прием, входной контроль и установка изделия на стенде;

– подготовка, автономные и комплексные проверки систем стенда и изделия;

– проведение испытаний;

– обработка результатов и выпуск отчетной документации.

После установки изделия на стенд осуществляются его стыковка со съемными участками «стенд – борт» и подготовка стендовых систем управления и измерения.

При подготовке стендовой системы измерения (СИ) выполняются следующие работы:

– подготовка аппаратно-программных средств и наземной кабельной сети, сквозная проверка адресации датчиков стенда и изделия и их подключение к кабельной сети;

– подготовка исходных данных для сбора, регистрации, оперативной обработки (в темпе испытаний) и визуального отображения информации по медленноменяющимся (ММП) и быстроменяющимся (БМП) параметрам, а также для послепусковой обработки телеметрической информации;

– запись исходных уровней датчико-преобразующей аппаратуры (ДПА) стенда и изделия, контрольных и калибровочных сигналов промежуточных преобразователей стенда и изделия, обработка и анализ зарегистрированной информации.

При подготовке стендовой информационно-управляющей системы (ИУС) к испытаниям должны быть выполнены следующие работы:

– подготовка аппаратуры и наземной кабельной сети ИУС, сквозная проверка адресации элементов автоматики стенда и изделия и их подключение к кабельной сети;

– подготовка исходных данных для сбора, регистрации, оперативной обработки (в темпе испытаний) и визуального отображения информации, а также для послепусковой обработки телеметрической информации;

– программирование и отладка циклограммы и алгоритмов управления изделием и системами стенда;

– автономные проверки систем управления с использованием средств имитационного моделирования;

– автономные проверки систем стенда и изделия совместно с системами управления;

– комплексные проверки совместного функционирования систем.

В ходе автономных проверок изделия и стенда с выдачей команд на исполнительные элементы, подачей давления в системы изделия и работой информационно-управляющих и измерительных систем выполняется также автономная проверка систем отображения информации и информационной системы контроля, диагностики и отображения параметров.

Важным моментом испытаний является момент принятия решения о готовности к запуску двигателя. Оно принимается на основании анализа комплекса параметров, характеризующих состояние ПГС, компонентов топлива и рабочих газов изделия.

При этом производится имитация запуска ДУ без подачи в нее рабочих компонентов. Работает вся стендовая арматура, участвующая в испытании, а работа клапанов ДУ имитируется эквивалентами в системе управления. В случае удовлетворительных результатов комплексной проверки разрешается заправка стендовых баков и подготовка компонентов топлива.

Заправка стендовых баков компонентами и их подготовка к испытанию производятся с пульта управления при полном отсутствии обслуживающего персонала на стенде.

Непосредственно перед испытанием достигаются заданные температуры окислителя и горючего на входе в ДУ. При достижении необходимых температур компонентов топлива подаются команды на приведение стендовой арматуры в состояние, соответствующее запуску ДУ (закрываются дренажи баков, включаются наддувы и т.д.). Исполнение этих команд входит в готовность стенда и пуска. По минутной готовности в систему охлаждения подается вода, создается водяной ковер, который уменьшает температуру конструкции стенда и шум от работающей ДУ.

Непосредственно испытания изделия проводятся по циклограмме, обеспечивающей работу двигателя, систем питания топливом, органов управления в течение времени, близкого к продолжительности полета. При испытаниях проверяется работа системы управления с элементами автоматики двигателя при его запуске и выключении, точность действия систем управления расходованием топлива (СУРТ) или систем опорожнения баков (СОБ) и регулирования кажущейся скорости (РКС), а также работа органов управления по заданной программе. В ходе испытаний измеряются параметры стенда и изделия. При испытании производится регистрация параметров, по которым оценивается качество изготовления изделия.

Останов производится автоматически по программе или системой защиты по достижении предельных значений контролируемых параметров, или ведущим испытание при возникновении аварийной ситуации. Во всех случаях управление арматурой (закрытие наддувов, открытие дренажей и сливов, включение продувок и т.д.) выполняется автоматически по программе останова.

После окончания испытаний проводятся заключительные операции. Послепусковые операции выполняются операторами системы управления по командам ведущих специалистов и имеют целью приведение изделия и стенда в безопасное состояние. По окончании испытания выполняется обработка результатов регистрации данных по каждой из систем управления, контроля и измерения. Протокол испытания содержит фактические материалы, полученные при испытаниях, без окончательных выводов. Технический отчет выпускается после окончания испытаний по данной программе и содержит результаты всех работ по подготовке и проведению испытаний изделия с анализом работы всех систем и агрегатов изделия, выводы и рекомендации о работоспособности, а также заключение о готовности изделия к следующему этапу отработки.

1.5 Правила и меры безопасности при проведении испытаний

Испытания разгонного криогенного блока летательных аппаратов и большинства их агрегатов сопровождаются следующими вредными для жизни и деятельности человека явлениями:

1. 
   Наличие высокотемпературной выхлопной струи продуктов сгорания, т.е. наличие открытого источника огня с температурой свыше 1000° С.
   
2. 
   Высокотемпературный рабочий процесс горения, при котором несмотря на защитные кожухи и системы охлаждения, отдельные узлы двигателя (камеры сгорания, форсажные камеры) нагреваются в процессе испытания до высоких температур. Это создает опасность пожара при попадании на разогретые поверхности двигателя топлива из-за подтеканий или нарушения герметичности топливопроводов.
   
3. 
   Большой удельный расход топлива, который может возрастать весьма значительно (в 10-15 раз) увеличивает вероятность пожара, а для некоторых видов испытаний, где необходимо подогревать топливо, чтобы имитировать его аэродинамический нагрев, эта опасность возрастает еще больше.
   
4. 
   Высокие обороты таких вращающихся узлов двигателя, как диски с лопатками компрессоров и турбин, воздушные винты и другие, под воздействием термической и механической нагрузки вызывают опасность разрушения этих узлов и отрыва от двигателя вращающихся с высокой скоростью масс значительного веса и габаритов. Вероятность таких разрушений возрастает при испытании еще не доведенных опытных конструкций двигателей или при испытании этих узлов отдельно от двигателя в исследовательских целях.
   
5. 
   Высокий уровень шума, который создается вследствие турбулентного истечения продуктов сгорания из сопла двигателя, а также возмущения воздушного потока в плоскости вращения лопастей винта. Двигатель современного летательного аппарата создает уровень шума, превышающий порог болевого ощущения. Уровень шума в значительной степени зависит от скорости истечения выхлопной струи продуктов сгорания, а звуковая мощность зависит также от расхода воздуха по тракту двигателя и некоторых конструктивных особенностей двигателя.
   
6. 
   Наличие вибраций двигателя, его отдельных узлов и испытательного стенда (установки), возникающих при пульсации газовоздушного потока и из-за неуравновешенности вращающихся масс отдельных узлов двигателя. Вибрации могут оказывать неблагоприятные воздействия на персонал, обслуживающий испытательный стенд и на строительные конструкции испытательной станции.
   
7. 
   Опасные и вредные для обслуживающего персонала и окружающей среды агрессивные и токсичные жидкости, которые в результате аварий, пролива или нарушения герметизации способны загрязнять почвы и водоемы.
   

Все перечисленные явления создают определенные опасности для обслуживающего персонала испытательной станции, затрудняют обслуживание испытательных установок, загрязняют окружающую среду и должны быть учтены при разработке мероприятий по охране труда.

Для обеспечения безопасности испытаний ракетных блоков и их элементов применяются следующие меры:

1. 
   Обслуживающий персонал размещается внутри специально оборудованных наблюдательных бункеров, которые размещаются, как правило, на безопасном расстоянии от испытуемого разгонного криогенного блока.
   
2. 
   В период проведения испытаний ракетных блоков наблюдение за ходом испытаний осуществляется с помощью перископных устройств или толстых небьющихся стекол, армированных стальными решетками. В ряде случаев для дистанционного наблюдения используются телевизионные установки.
   
3. 
   Управление процессом запуска разгонного криогенного блока осуществляется дистанционно с помощью специальных электрических, гидравлических и пневматических систем.
   
4. 
   Испытательные стенды, склады компонентов топлива и кабины наблюдения никогда не располагаются вблизи друг от друга, чтобы авария на одном из этих сооружений не привела к разрушению других сооружений.
   

Заключение

В данной курсовой работе выполнена разработка вертикального стенда для огневых испытаний ракетного блока.

1) Расчет массового расхода топлива и компонентов:

– секундный расход горючего ;

– секундный расход окислителя .

2) Определение объема и массы топлива:

– объем горючего V_г = [м³];

– объем окислителя V_ок = 1,3529 [м³];

– масса горючего M_г = 348,907 [кг];

– масса окислителя M_ок = 1570,152 [кг].

3) Определение объема и массы газа наддува:

– объем баллона для наддува горючего V_бал.г = 0,5 [м³];

– объем баллона для наддува окислителя V_бал.о = 1,5 [м³];

– масса газа в баллоне для наддува горючего ;

– масса газа в баллоне для наддува окислителя .

4) Расчёт водяной системы охлаждения:

– массовый расход воды ;

– потребная масса воды .

Схема пневмогидравлической системы стенда представлена в графической части.

Рассмотрен технологический процесс проведения огневых испытаний, а также изучены правила и меры безопасности при проведении испытаний.

Библиографический список

1. Испытательные комплексы и экспериментальная отработка жидкостных ракетных двигателей / А.Г. Галеев, К.П. Денисов, В.И. Ищенко, В.А. Лисейкин, Г.Г. Сайдов, А.Ю. Черкашин; под ред. Н.Ф. Моисеева / - М.: Машиностроение / Машиностроение-Полёт, 2012. – 368 с.: ил.

2. Моссаковский В.И. Прочность ракетных конструкций. – М.: Высшая школа, 1990.

3. Фигуровский В.И. и др. Методические указания к выполнению курсовой работы по расчету на прочность ЛА. – М.: МАИ, 1987.

4. Лизин В.Т. Пяткин В.А. Проектирование тонкостенных конструкций -М.: Машиностроение, 1985. – 344 с.

5. Беляев Н.М. Расчет пневмогидравлических систем ракет. - М.: Машиностроение, 1983.

6. Галеев А.В., Галеев А.Г., Родченко В.В. Экспериментальные установки и стенды для испытаний агрегатов и систем объектов ракетно-космической техники: Учебное пособие. — М.: Изд-во МАИ, 2019. – 104 с.: ил.

7. Эксплуатация испытательных комплексов ракетно-космических систем / А.Г. Галеев, А.А. Золотов, А.Н. Перминов, В.В. Родченко; под ред. А.Н. Перминова. – М.: Изд-во МАИ, 2007. – 260 с.: ил.

8. Архаров А.М., Кунис И.Д. Криогенные заправочные системы стартовых ракетно-космических комплексов / Под ред. И.В. Бармина. – М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2006. – 252 с.: ил.

9. ГОСТ Р 50632-93. Водорода пероксид высококонцентрированный. Технические условия. Введ. 1995-01-01. – М.: Изд-во стандартов, 1995.

10. ГОСТ 10227-2013. Топлива для реактивных двигателей. Технические условия. Введ. 2015-01-01. – М.: Изд-во стандартов, 2015.