О методике подтверждения работоспособности фазоразделителя внутрибакового устройства капиллярного типа


DOI: 10.34759/trd-2022-127-07

Авторы

Александров Л. Г.*, Константинов С. Б.**, Марков А. В., Платов И. В.

Научно-производственное объединение им. С.А. Лавочкина, ул. Ленинградская, 24, Химки, Московская область, 141400, Россия

*e-mail: aia@laspace.ru
**e-mail: konstantinov@laspace.ru

Аннотация

Для двигательных установок многоразового включения космических аппаратов условием нормального функционирования является подача компонентов жидкого ракетного топлива в расходные магистрали без нарушения сплошности потока. В статье рассматривается методика проведения контрольных испытаний фазоразделителя внутрибакового устройства капиллярного типа на этапе полной готовности топливного бака. Одним из важнейших этапов при создании топливных баков является их наземная экспериментальная отработка, проводимая в условиях, близких к условиям эксплуатации.

Основная цель таких испытаний состоит в подтверждении соответствия технических характеристик бака заданным в техническом задании на его разработку требуемым значениям. За критерий оценки качества фазоразделителя выбран коэффициент работоспособности, представляющий собой отношение капиллярной удерживающей способности сетчатого поля материала фазоразделителя к гидравлическому сопротивлению фазоразделителя потоку проходящей через него жидкости, содержащей газовые включения.

Приведенная в статье методика определения работоспособности капиллярного фазоразделительного устройства на этапе контрольных испытаний готового топливного бака позволяет гарантированно обеспечить требуемые показатели работоспособности внутрибакового устройства капиллярного типа на этапе заводских наземных испытаний, что повышает качество готовой продукции. Результатом такой работы является решение о соответствии испытываемого опытного образца бака заданным требованиям и возможности его натурной эксплуатации в составе двигательной установки космического аппарата.

Ключевые слова:

капиллярная удерживающая способность, металлическая сетка, комбинированный пористый сетчатый материал, гидравлическое сопротивление, коэффициент работоспособности

Библиографический список

  1. Александров А.А., Хартов В.В., Новиков Ю.М., Крылов В.И., Ягодников Д.А. Современное состояние и перспективы разработки капиллярных топливозаборных устройств из комбинированных пористо-сетчатых материалов для космических аппаратов с длительным сроком активного существования // Вестник Московского государственного технического университета им. Н.Э. Баумана. Серия: Машиностроение. 2015. № 6(105). С. 130-142.
  2. Сапожников В.Б., Меньшиков В.А., Партола И.С., Корольков А.В. Развитие идей профессора В.М. Поляева по применению пористо-сетчатых материалов для внутрибаковых устройств, обеспечивающих многократный запуск жидкостных ракетных двигателей // Вестник Московского государственного технического университета имени Н.Э. Баумана. Серия: Машиностроение. 2006. № 2(63). С. 78-88.
  3. Сапожников В.Б., Корольков А.В. Математическое моделирование процесса опорожнения топливного бака летательного аппарата в условиях орбитального полета // Physical and Mathematical Problems of Advanced Technology Development (Moscow, 17 — 19 November 2014): Abstracts of International Scientific Conference, Moscow, BMSTU, 2014, pp. 80-81.
  4. Корольков А.В., Сапожников В.Б., Ефремов Н.В. Динамика жидкости в фазоразделительном устройстве в период опорожнения топливного бака космического аппарата // Обозрение прикладной и промышленной математики. 2018. Т. 25. № 3. С. 255-258.
  5. Корольков А.В., Меньшиков В.А., Партола И.С., Сапожников В.Б. Математическая модель капиллярного заборного устройства торового бака // Вестник Московского государственного университета леса. Лесной вестник. 2007. № 2. С. 35–39.
  6. Партола И.С. Результаты проектирования и отработки капиллярных заборных устройств торового топливного бака РБ «Бриз-М» // Первая международная научно-техническая конференция «Аэрокосмические технологии», посвященная 90-летию со дня рождения академика В.Н. Челомея: сборник докладов. — М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2004. С. 19–22.
  7. Корольков А.А., Партола И.С., Сапожников В.Б. Теоретические основы разработки и экспериментальной отработки капиллярных заборных устройств с минимальными остатками топлива: Научно-технические разработки ОКБ-23—КБ «Салют». — М.: Воздушный транспорт, 2006. С. 313–320.
  8. Авдуевский В.С., Корольков А.В., Купцова В.С., Савичев В.В. Исследование тепловой гравитационной конвекции в переменном поле вектора малых ускорений // Прикладная механика и техническая физика. 1987. Т. 1. С 54-59.
  9. Багров В.В., Курпатенков А.В., Поляев В.М. и др. Капиллярные системы отбора жидкости из баков космических летательных аппаратов. — М.: УНПЦ «Энергомаш», 1997. — 328 с.
  10. Сапожников В.Б. Крылов В.И., Новиков Ю.М., Ягодников Д.А. Наземная отработка капиллярных фазоразделителей на основе комбинированных пористо-сетчатых материалов для топливных баков жидкостных ракетных двигателей верхних ступеней ракет-носителей, разгонных блоков и космических аппаратов // Инженерный журнал: наука и инновации. 2013. № 4. С. 41.
  11. Новиков Ю.М., Большаков В.А., Александров Л.Г. и др. Проницаемые структуры на основе комбинированного пористого сетчатого металла и сварочная технология производства изделий из них для двигательных установок космических летательных аппаратов // Вестник НПО им. С.А. Лавочкина. 2021. № 1. С. 44-51. DOI: 26162/LS.2021.51.1.006
  12. Платов И.В., Симонов А.В. Разработка двигательной установки на базе двигателей малой тяги и схемы полёта космических аппаратов к центру Солнечной системы // Сибирский журнал науки и технологий. 2018. Т. 19. № 3. С. 517-525. DOI: 31772/2587-6066-2018-19-3-517-525
  13. Александров Л.Г., Богданов А.А., Большаков В.А., Константинов С.Б. и др.
  14. Топливный бак и его заборное устройство. Патент РФ 2 657 137 С2, 08.06.2019.
  15. Третьяков А.Ф. Применение металлических пористых материалов для изготовления изделий с заданными свойствами // Заготовительные производства в машиностроении. 2019. Т. 17. № 9. С. 423-430.
  16. Белов С.В. Пористые проницаемые материалы: справочник. — М.: Металлургия, 1987. — 335 с.
  17. Идельчик И.Е. Справочник по гидравлическим сопротивлениям. — М.: Машиностроение, 1992. — 672 с.
  18. Юй Чжаокай, Темнов А.Н. Механический аналог малых колебаний жидкости в условиях, близких к невесомости // Труды МАИ. 2022. № 126. URL: https://trudymai.ru/published.php?ID=168991&eng=N. DOI: 34759/trd-2022-126-05
  19. Берников А.С., Петров Ю.А., Сергеев Д.В., Штокал А.О. Амортизация автоматических космических аппаратов при посадке на планеты и их спутники с учетом упругости конструкции посадочного устройства // Труды МАИ. 2021. № 121. URL: https://trudymai.ru/published.php?ID=162657. DOI: 34759/trd-2021-121-10
  20. Санчугов В.И., Рекадзе П.Д. Расчёт гидродинамических характеристик стендовых систем // Труды МАИ. 2022. № 124. URL: https://trudymai.ru/published.php?ID=167005. DOI: 34759/trd-2022-124-10
  21. Александров Л.Г., Константинов С.Б., Корольков А.В. и др. Топливный бак с капиллярным внутрибаковым устройством космической двигательной установки // Вестник НПО им. С.А. Лавочкина. 2021. № 4. С. 15-21. DOI: 26162/LS.2021.54.4.003

    22. Скачать статью

mai.ru — информационный портал Московского авиационного института

© МАИ, 2000—2024

 Вход