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
–объем накопления, м3;
–допустимая величина утечки, л·мкм рт.ст/с.
Объем накопления состоит из свободной полости испытываемого агрегата за уплотнительным элементом и технологической оснастки. При равенстве составляющих объема, необходимо ограничить вторую его часть.
После проведения испытаний результаты анализируются, и делается заключение о степени их соответствия установленным нормам, а так же о пригодности изделия для дальнейшей эксплуатации.
В данной работе была рассмотрена методика испытаний на герметичность на примере клапана пуска мембранного типа, изложены основные стадии и методы испытаний, наиболее подходящие для данного агрегата. Помимо указанных методов, так же существуют и другие, реализуемые на предприятии. По возможности рекомендуется применять самые простые из них и легко осуществимые, но окончательный выбор зависит от специфики конкретного агрегата, сложности его конструкции и допустимой степени негерметичности.
УДК 621.455.4
АНАЛИЗ ЛАБОРАТОРНЫХ СТЕНДОВ, ИСПОЛЬЗУЮЩИХСЯ ДЛЯ ИСПЫТАНИЙ ЭРД
С.О. Ломтев, студент группы РД-111, тел.+7-(909)-211-9730
Криовакуумная установка или вакуумная камера предназначена для наземной экспериментальной отработки ЭРД. Вакуумная камера состоит из конструктивных зон:
1)Основная зона, где производятся испытания двигателей.
2)Предкамерная зона, в которой располагается тягоизмерительное устройство(тягомер).
Например, КВУ-90, объемом вакуумной камеры 90 м3 имеет производительность высоковакуумной ступени откачки 73 м3/ с, что позволяет испытывать двигатели мощностью до 6 кВт. В конструкции вакуумной камеры предусмотрена возможность наращивания производительности криогенной системы откачки
115
(путем установки дополнительных насосов) до 200 м3/с, что делает возможным проведение испытаний холловских ЭРД мощностью до
15…20 кВт.
Рис.1. Вакуумная камера
Стоит отметить, что основная и предкамерная зона в вакуумной камере разделены - вакуумным затвором. Рабочим телом в КВУ может являться ксенон, аргон и азот, но чаще всего используется ксенон, по причине своей высокой эффективности применения в ЭРД.[1]
Что же касается испытаний высокочастотных ионных двигателей, то лаборатория ВЧИД, расположенная в МАИ,содержит три экспериментальных стенда: 2ИУ-2В, 2ИУ-3В,У-2В. Характеристика стендов представлена в таблице[2].
Тягоизмерительное устройство (ТИУ) работает по принципу автоматической компенсации усилия, действующего на подвижную платформу с установленным на ней двигателем. Компенсация этого усилия осуществляется с помощью следящей системы с жесткой отрицательной обратной связью. Выходной сигнал системы компенсации усилия служит выходным сигналом ТИУ, поступающим на регистрирующие приборы. В конструкции ТИУ КВУ-90 используется электромагнитная система компенсации усилия, обеспечивающая практическую линейность его градуировочных характеристик.
116
Характеристики испытательных стендов
Наименован |
|
|
|
Объем |
Производительность и |
||||
Назначение |
вакуумной |
характеристики средств |
|||||||
ие стенда |
|||||||||
|
|
|
камеры |
откачки |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
||||
|
Испытания |
|
|
18600 |
л/c |
|
по |
||
|
ВЧИД |
|
|
|
ксенону(криосорбционн |
||||
|
мощностью |
|
|
ый |
|
|
и |
||
2ИУ-3В |
1.5…4 кВт |
|
2 м3 |
турбомолекулярные |
|
||||
|
|
|
|
|
насосы). |
Динамический |
|||
|
|
|
|
|
вакуум |
(1…2) |
x |
10-5 |
|
|
|
|
|
|
мм.рт.ст. при расходе |
||||
|
|
|
|
|
1.5 мг/c |
|
|
|
|
|
Зондовые |
и |
|
|
|
|
|
||
|
другие |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
измерения |
в |
|
8400 л/спо |
ксенону |
||||
|
плазме |
|
ВЧ |
|
(турбомолекулярные |
||||
2ИУ-3В |
разряда |
|
0.3 м3 |
средства |
откачки). |
||||
|
источников |
|
|
Динамический |
вакуум |
||||
|
ионов |
|
с |
|
(1…2) x 10-5 мм.рт.ст. |
||||
|
мощностью |
|
|
при расходе 0.65 мг/c |
|||||
|
пучка |
ионов до |
|
|
|
|
|
||
|
0.7 кВт |
|
|
|
|
|
|
||
|
Испытания |
|
20 м3 |
До 230 тыс. л/c( |
|||||
|
ВЧИД |
|
|
подведенная |
крионасосы |
|
и |
||
|
мощностью |
5-35 |
электрическ |
турбомолекулярные |
|
||||
|
кВт, диагностика |
ая мощность |
насосы). |
Динамический |
|||||
У2В |
электромагнитно |
свыше 300 |
вакуум |
(1…2) |
x |
10-5 |
|||
|
го |
излучения |
кВт, |
мм.рт.ст. при расходе |
|||||
|
двигателей |
от 1 |
оснащен |
15 мг/c |
|
|
|
||
|
МГц до 20 ГГц |
безэховой |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
камерой |
|
|
|
|
|
Вконструкции прибора предусмотрено градуировочное
устройство, позволяющее дистанционно нагружать подвеску усилиями от мерных грузов в процессе работы ТИУ по команде рис.2[1].
117
1-мерный груз,2-градуировочное устройство,3-система компенсации,4-усилие компенсации,5-задний подвес, 6-регистрирующий блок,7-блок усилителя преобразователя,8- емкостной датчик,9-передний подвес,10-тяга ЭРД,11-ЭРД,12- подвижная платформа,13-электрические и газовые гибкие подводы Рис.2. Принципиальная схема ТИУ компенсационного типа
В результате данного анализа можно сделать вывод о том, что КВУ – конструкция, позволяющая тестировать ЭРД различной мощности, диагностировать электромагнитное излучение, проводить зондовые и другие измерения в плазме.
Литература
1.Горшков О.А.Холловские и ионные плазменные двигатели для космических аппаратов, 2008 г.-280с.
2. Х.В. Лёб, Г.А. Попов, В.А. Обухов. Лаборатория высокочастотных двигателей Московского авиационного института
– новая форма Российско-Германского сотрудничества. Электронный журнал «Труды МАИ». Выпуск № 60,2012г.
118
Научное издание
РАКЕТНО-КОСМИЧЕСКАЯ ТЕХНИКА И ТЕХНОЛОГИЯ 2015
Тезисы докладов Российской научно-технической конференции,
посвященной 50-летию первого запуска РН «Протон» 16 июля 1965 года
(г. Воронеж, 23-24 апреля 2015 г)
В авторской редакции
Компьютерный набор С.О. Ломтева
Подписано к изданию 01.12.2015. Объем данных 3,6 Мб.
ФГБОУ ВО «Воронежский государственный технический университет»
394026 Воронеж, Московский просп., 14
119