СПОСОБ ОГНЕВЫХ КОНТРОЛЬНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ИСПЫТАНИЙ ЖРД Российский патент 2002 года по МПК F02K9/96 G01M15/00 

Изобретение относится к области ракетостроения и может быть использовано при производстве кислородно-керосиновых жидкостных ракетных двигателей (ЖРД).

Одним из видов испытаний, применяемых для контроля качества изготовления ЖРД, являются огневые контрольно-технологические испытания (КТИ). КТИ являются кратковременными огневыми испытаниями, которым подвергается каждый изготовленный двигатель. Задача проведения КТИ - контроль качества изготовления и сборки конкретного двигателя путем проверки его функционирования и определения фактических значений контролируемых параметров. Наиболее полно поставленной задаче отвечают КТИ без последующей переборки.

Известен способ проведения контрольно-технологических огневых испытаний ЖРД, работающих на любых компонентах топлива, заключающийся в том, что каждый изготовленный двигатель подвергают кратковременным огневым испытаниям без последующей переборки (А.Е. Жуковский, B.C. Кондрусев и др. Испытания жидкостных ракетных двигателей. Учеб. пособие для авиац. специальностей вузов. М. : Машиностроение, 1981. С. 26 - прототип).

Указанным способом проводят КТИ ЖРД, работающих на любых компонентах топлива. Применительно к кислородно-керосиновым ЖРД он обладает важной особенностью. После испытаний требуется сложная и дорогостоящая технологии обработка двигателей для удаления остатков керосина из магистралей и агрегатов двигателей. Для этих целей применяют глубокое вакуумирование внутренних полостей двигателя на дорогостоящем оборудовании, обеспечивающем вакуум до 1•10^-4 кгс/см². Кроме того, данный способ не обеспечивает удаление остатков в виде тяжелых фракций керосина. Эти остатки могут оказать вредное влияние на конструкционные материалы и на функционирование агрегатов после длительного хранения двигателя.

Задачей предлагаемого изобретения является устранение указанных недостатков известного способа контрольно-технологических испытаний.

Это достигается тем, что контрольно-технологические испытания проводят с использованием бензина в качестве горючего, а после испытаний, до и после демонтажа двигателя со стенда, производят чередование неглубокого вакуумирования и продувки азотом внутренних полостей двигателя, при этом продувки после демонтажа двигателя осуществляют горячим азотом при внешнем обогреве двигателя.

КТИ предлагаемым способом производят следующим образом. Из стендового бака на вход в магистраль горючего ЖРД вместо керосина подводят бензин. В виду малых отличий термодинамических характеристик бензина и керосина процессы, протекающие в двигателе при КТИ с использованием бензина в качестве горючего, позволяют контролировать функционирование агрегатов и параметры двигателя в условиях, близких к рабочим.

После испытаний производят очистку полостей двигателя от остатков бензина. В виду легкой испаряемости бензина используют относительно простую и недорогую технологию очистки двигателя.

На испытательном стенде до демонтажа двигателя производят предварительную очистку полостей двигателя от остатков бензина. Вначале остатки бензина удаляют через сливные штуцеры, расположенные в нижних частях агрегатов и магистралей двигателя. После этого производят продувку полостей двигателя газообразным азотом. Далее производят чередование неглубокого вакуумирования полостей двигателя до давления в 0,05...0,01 кгс/см² и продувки азотом. Количество циклов вакуумирования и продувки определяют из условия обеспечения пожаробезопасности при демонтажных работах.

После демонтажа двигателя со стенда производят окончательную очистку его внутренних полостей. Полости двигателя продувают горячим азотом с температурой 60. . .90^oС. Далее осуществляют наружный обогрев двигателя путем подачи горячего азота под специальный чехол, укрывающий двигатель. После того как температура конструкции двигателя достигнет 45...75^oС, производят чередование неглубокого вакуумирования полостей двигателя до давления в 0,05...0,01 кгс/см² и продувки горячим азотом. Количество циклов вакуумирования и продувки определяют по результатам проб состава внутренней среды двигателя. На этом очистку двигателя заканчивают и дальнейшую подготовку двигателя к отправке заказчику ведут по типовой для ЖРД технологии.

Предлагаемый способ контрольно-технологических огневых испытаний является эффективным методом контроля качества и стабильности изготовления кислородно-керосиновых ЖРД. Данный способ сокращает длительность и стоимость очистки внутренних полостей двигателя от остатков горючего. Для очистки двигателя не требуется дорогостоящее оборудование.

При проведении КТИ кислородно-керосинового ЖРД с дожиганием по предлагаемому способу подтверждена эффективность контроля качества изготовления и сборки двигателя путем проверки его функционирования и определения фактических значений контролируемых параметров. Подтверждено качество и невысокая стоимость очистки внутренних полостей от остатков при использовании для КТИ бензина в качестве горючего.

Способ огневых контрольно-технологических испытаний ЖРД заключается в том, что каждый изготовленный двигатель подвергают кратковременным огневым испытаниям без последующей переборки. Контрольно-технологические испытания проводят с использованием бензина в качестве горючего, а после испытаний до и после демонтажа двигателя со стенда проводят чередование неглубокого вакуумирования и продувки азотом внутренних полостей двигателя, при этом продувки после демонтажа двигателя осуществляют горячим азотом при внешнем его обогреве. Изобретение позволяет сократить длительность и стоимость очистки внутренних полостей двигателя от остатков горючего после проведения огневых контрольно-технологических испытаний.

Способ огневых контрольно-технологических испытаний ЖРД, заключающийся в том, что каждый изготовленный двигатель подвергают кратковременным огневым испытаниям без последующей переборки, отличающийся тем, что контрольно-технологические испытания проводят с использованием бензина в качестве горючего, а после испытаний, до и после демонтажа двигателя со стенда, проводят чередование неглубокого вакуумирования и продувки азотом внутренних полостей двигателя, при этом продувки после демонтажа двигателя осуществляют горячим азотом при внешнем обогреве двигателя.