Материал: Ракетно-космическая техника и технология 2015. тез. докл. Российской науч.- техн. конф., посвященной 50-летию первого запуска РН «Протон» 16 июля 1965 года. Федеральное космическое агентство

В качестве опор ротора использованы шарикоподшипники. Охлаждение шарикоподшипников осуществляется расходом рабочего тела. Между опорами ротора выполнены три узла модельного уплотнения, состоящие из полуподвижных колец 5, поджимной втулки 6 и резьбовой гайки 7. Модельное рабочее колесо и два полуподвижных кольца образуют уплотнительный зазор, одно полуподвижное кольцо поджато к торцу корпуса, другое к торцу резьбовой гайки, образуя торцовые стыки, при помощи поджимной втулки. Поджимная втулка состоит из двух частей, которые распираются в осевом направлении пружинами.

1 – гидробак; 2 – фильтр тонкой фильтрации; 3 – вентиль запорный; 4 – питающий насос; 5 – откачивающий насос; 6 – расходомер; 7 – исследуемый имитатор; 8 – вихретоковый преобразователь частоты вращения; 9 – электродвигатель; 10 –датчик перемещения; 11 – датчик давления; 12 – датчик температуры;

13 – датчик вибрации

Рис. 1. Гидравлическая схема стенда

100

1 – ротор; 2 – шарикоподшипник; 3 – корпус имитатора; 4 – модельное рабочее колесо; 5 – полуподвижное кольцо; 6 – поджимная втулка; 7 – резьбовая гайка;

8 – манжета; 9 – уплотнения Рис. 2. Конструктивная схема имитатора

Для оценки условий работы и определения характеристик модельного уплотнения предусмотрено измерение давления, расходов, температур, виброускорений и перемещений. Схема расположения измерительных приборов на имитаторе приведена на рис.1. Система управления экспериментальной установки состоит из контроллера, работающего автономно. Операции контроллера разбиты на компоненты, каждый из которых отвечает за конкретную задачу во всем приложении.

Эксперименты выполняются согласно составленным планам, которые определяли режимы работы установки и число опытов. Обработка результатов, проводимая с применением математических методов, позволяет получить графические и аналитические зависимости, дает возможность математического описания процесса и его математическое моделирование, разработать стратегии поиска оптимального режима, оптимальных условий протекания процесса.

Выводы. Установка на модельных режимах и средах позволяет исследовать влияние уплотнений и их параметров, включая зазор, перепад давления, частоту вращения, на динамические характеристики роторов, получать амплитуды колебания

101

поверхностей вала, нагрузки на его опоры и траектории движения, контролировать возможное касание роторных и статорных поверхностей уплотнения.

Литература

1.Геращенко Б.И. Динамика закритических роторов лопаточных машин / Геращенко Б.И. //Динамика закритических роторов лопаточных машин М.: Компания Спутник+, 2000. –250с.

2.Иванов А.В. Турбонасосные агрегаты кислородноводородных ЖРД: монография / А.В. Иванов // Воронеж: ГОУВПО “Воронежский государственный технический университет”, 2011. – 283с.

3.Иванов А.В. Некоторые вопросы проектирования уплотнений с полуподвижными кольцами для насосов ТНА / А.В. Иванов // Разработка, производство и эксплуатация турбо–, электронасосных агрегатов и систем на их основе: труды I Международной научно-технической конференции "СИНТ'01". – Воронеж: ООО РИФ "Кварта", 2001.–С. 236 – 238.

4.Дмитренко А.И. Совершенствование уплотнений с полуподвижными кольцами для проточной части насосов ТНА ЖРД / А.И. Дмитренко, А.В. Иванов, А.Г. Кравченко // Научнотехнический юбилейный сборник. КБ химавтоматики. – ИПФ

"Воронеж", 2001.–С. 357 – 363.

УДК 681.518.54

ЦИКЛ ИСПЫТАНИЙ НА ГЕРМЕТИЧНОСТЬ КЛАПАНА ПУСКА МЕМБРАННОГО ТИПА

М.Н. Коробкин, студент

А.В. Иванов, КБХА, ведущий конструктор,

Прежде чем ЖРД в составе ракетоносителя отправится в полет, он должен пройти целый ряд испытаний, подтверждающих его пригодность для выполнения поставленных задач. В результате

102

проведенных исследований получают информацию о техническом состоянии и о степени надежности двигателя.

Как показывает отечественный и зарубежный опыт эксплуатации всех типов ракетоносителей, степень негерметичности ЖРД и двигательных установок существенно влияет на их надежность. Причинами, определяющими высокие требования к герметичности изделий, являются взрыво- и пожароопасность, которые возникают при истечении компонентов топлива. Поэтому наиболее ответственными для ЖРД считаются испытания на герметичность. Герметичность – свойство изделия или его элементов, исключающее проникновение через них газообразных и жидких веществ.

Конструкция составных элементов двигателей должна обеспечивать необходимую герметичность в течение заданного гарантийного срока. Например, конструкция клапанов, контактирующих с компонентом в течение определённого времени, должна исключать попадание в полость двигателей паров компонентов топлива выше допустимого уровня.

Изделие следует считать герметичным, если при его испытании с заданной чувствительностью утечка контрольного вещества не обнаружена или не превышает нормы, установленные конструкторской документацией. Чувствительность – это минимальный поток контрольного вещества, надежно регистрируемый конкретным методом испытаний. Проникновение вещества из герметизированного изделия через течи под действием перепада полного или парциального давления называется утечкой.

В зависимости от того, в какую полость происходит утечка, различают:

-внутреннююнегерметичность: утечка рабочего или контрольного вещества через различного типа соединения внутрь двигателя или его составных частей;

-наружную негерметичность: утечка рабочего или контрольного вещества через соединения и целый материал двигателя и его составных частей в окружающую среду.

Большинство испытаний на герметичность реализуются при заполнении объекта испытаний контрольным веществом, в состав которого входит индикаторное вещество. Прохождение

103

индикаторного вещества через течь обнаруживается каким-либо детектором (течеискателем).

Рис. 1.Клапан пуска мембранного типа

Контрольное вещество – газ, смесь газов или жидкость, заполняющие полости герметизированных сборочных единиц и деталей ракетно-космической техники при проведении испытаний на герметичность.

Индикаторное вещество – газ или жидкость, утечка которых регистрируется течеискателем.

Контрольные вещества получают, разбавляя индикаторные различными наполнителями, в первую очередь из экономии, так как они дороги и дефицитны.

Испытания на герметичность сборочных единиц проводят до нанесения лакокрасочных покрытий. Надежность испытаний во

104