Способ и устройство для стендовой отработки ракетного двигателя твердого топлива

Изобретение относится к испытаниям ракетной техники, а именно к испытаниям и утилизации ракетных двигателей твердого топлива, имеющих сопла, направленные перпендикулярно оси стенда. Устройство для стендовой отработки ракетного двигателя твердого топлива, имеющего сопла, направленные перпендикулярно оси двигателя, включает газоотражатели. Каждый газоотражатель содержит раму, сваренную из металлического уголка, и экран, выполненный из металлического листа. Напротив каждого сопла ракетного двигателя с возможностью демонтажа установлен газоотражатель под углом 45° к оси двигателя. Экран газоотражателя покрыт огнестойким асбестовым полотном как минимум в один слой. При стендовой отработке ракетного двигателя твердого топлива, имеющего сопла, направленные перпендикулярно оси двигателя, устанавливают снаряженный двигатель на силовой пол с упором его передней части в упорный бык, запускают его и измеряют параметры работы. Перед испытанием напротив каждого сопла на силовой пол стенда устанавливают и закрепляют сваркой газоотражатель, имеющий экран, покрытый огнестойким асбестовым полотном как минимум в один слой. Экран каждого газоотражателя располагают под углом 45° к оси двигателя. После окончания испытаний газоотражатели демонтируют. Изобретение позволяет обеспечить целостность стендового и измерительного оборудования. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к области испытаний ракетной техники, в частности к области испытаний ракетных двигателей твердого топлива, имеющих сопла, направленные перпендикулярно оси двигателя.

Ракетные двигатели твердого топлива в процессе создания и серийного производства подвергаются различным испытаниям, целью которых является подтверждение их работоспособности в условиях применения.

Известно устройство - газоотбойник или газоотражатель (интернет, http://ru.wikipedia.org/wiki/%C3%E0%E7%EE%EE%F2%E1%EE%E9%ED%E8%ЕА), предназначенный для защиты персонала и оборудования от струи раскаленных реактивных газов в момент взлета реактивного самолета или пуска ракеты. Данные устройства бывают двух типов: стационарные и поднимающиеся.

Недостатком этих устройств является техническая сложность изготовления и обслуживания, т.к. они содержат гидравлическую систему для установки в рабочее положение, а также систему водяного охлаждения.

Наиболее близкими к предлагаемому техническому решению являются выбранные в качестве прототипа способ и устройство для огневых стендовых испытаний ракетных двигателей твердого топлива в огневом боксе закрытого стенда (книга В.Т. Волкова и Д.А. Ягодникова «Исследование и стендовая отработка ракетных двигателей на твердом топливе». - М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2007, стр. 53-54). В таких испытаниях ракетный двигатель устанавливают в стапеле на силовой пол стенда. При этом его переднюю часть через силовой упор упирают в опорный бык. Двигатель запускают от наземного источника электрического тока. В процессе его работы измеряют необходимые параметры.

Недостатком способа и устройства для огневых стендовых испытаний ракетного двигателя твердого топлива, имеющего сопла, направленные перпендикулярно оси двигателя, в огневом боксе закрытого стенда является воздействие струй раскаленных газов, отраженных от стен бокса, на стендовое и измерительное оборудование с выводом его из строя и вследствие этого потеря части информации.

Ожидаемый технический результат при применении заявляемых способа и устройства для испытаний и утилизации ракетного двигателя заключается в обеспечении целостности стендового и измерительного оборудования и повышении информативности испытания.

Технический результат достигается за счет испытаний ракетного двигателя твердого топлива по заявляемому способу, включающему установку снаряженного двигателя на основание с упором его передней части в жесткую стенку. В отличие от прототипа перед испытанием напротив каждого сопла на основание стенда устанавливают и закрепляют сваркой газоотражатели так, что их экраны расположены под углом 45° к оси двигателя, затем производят запуск двигателя с измерением всех необходимых параметров работы двигателя.

Оснащение стенда газоотражателями, установленным на основании стенда напротив сопел ракетного двигателя, позволяет отклонять и направлять вдоль оси двигателя струи раскаленных реактивных газов ракетного двигателя. Отклонение струи раскаленных газов вдоль оси двигателя позволяет уберечь стендовое и измерительное оборудование, а также корпус двигателя от механического и теплового воздействия продуктов сгорания топлива.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 приведен общий вид стенда при испытании; на фиг. 2 показан газоотражатель с вырезом части экрана.

Устройство для испытаний ракетного двигателя твердого топлива 1 содержит стапель 2, силовой упор 3, упорный бык 4. Напротив сопел у стен 6 установлены и закреплены газоотражатели 5. Газоотражатель состоит из рамы, сваренной из уголка №7,5 (8) и №6,3 (9), и экрана, выполненного из металлического листа 10 σ=8-10 мм, покрытого огнестойким асбестовым полотном 11 как минимум в один слой.

Заявляемый способ испытания ракетного двигателя твердого топлива осуществляется при использовании заявляемого устройства следующим образом.

Снаряженный ракетный двигатель твердого топлива 1 устанавливают в стапеле 2 на силовой пол с упором его передней части в упорный бык 4. Газоотражатели 5 устанавливают на силовой пол так, чтобы плоскость их экрана и ось стенда составляли 45°. Затем отражатели фиксируют на силовом полу при помощи электросварки. Запускают ракетный двигатель, при этом истекающие из сопел струи раскаленных газов 7, долетая до поверхности газоотражателей 5, ударяются в покрытый огнестойким материалом 11 экран, меняют при этом траекторию своего движения на 90±10° и движутся далее вдоль оси двигателя.

После окончания испытания все оборудование и двигатель демонтируются.

Таким образом, заявляемые способ и устройство для испытания твердотопливного газогенератора позволяют проводить огневые стендовые испытания с замерами его параметров без потери информации и с обеспечением сохранности стендового и измерительного оборудования.

1. Способ стендовой отработки ракетного двигателя твердого топлива, имеющего сопла, направленные перпендикулярно оси двигателя, включающий установку снаряженного двигателя на силовой пол с упором его передней части в упорный бык, запуск, измерение параметров работы, отличающийся тем, что перед испытанием напротив каждого сопла на силовой пол стенда устанавливают и закрепляют сваркой газоотражатель, имеющий экран, покрытый огнестойким асбестовым полотном как минимум в один слой, причем экран каждого газоотражателя располагают под углом 45° к оси двигателя, а после окончания испытаний газоотражатели демонтируют.

2. Устройство для стендовой отработки ракетного двигателя твердого топлива, имеющего сопла, направленные перпендикулярно оси двигателя, отличающееся тем, что включает газоотражатели, каждый из которых содержит раму, сваренную из металлического уголка, и экран, выполненный из металлического листа, причем напротив каждого сопла ракетного двигателя с возможностью демонтажа установлен газоотражатель под углом 45° к оси двигателя, а экран покрыт огнестойким асбестовым полотном как минимум в один слой.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к стендовому оборудованию и может быть использовано при испытаниях жидкостного ракетного двигателя (ЖРД) космического назначения, связанных с определением тепловых режимов элементов ЖРД и двигательной установки (ДУ).

Изобретение относится к ракетно-космической технике, в частности к моделированию процесса сжигания продуктов газификации неизрасходованных остатков жидких компонентов ракетного топлива в баках отработанной ступени ракеты-носителя.

Изобретение относится к области ракетной техники, а именно к стендовому оборудованию, применяемому при огневых стендовых испытаниях ракетных двигателей твердого топлива.

Изобретение относится к ракетной технике и может быть использовано для определения скорости горения твердого ракетного топлива при стационарном и переменном давлении в камере сгорания.

При подтверждении внутрибаллистических и энергетических характеристик твердотопливного заряда ракетного двигателя сжигают серию зарядов с различной скоростью горения в камере-имитаторе с расходным круглым отверстием критического сечения с замером давления в камере-имитаторе.

Изобретение относится к области двигателестроения и может быть использовано при создании жидкостных ракетных двигателей (ЖРД), снабженных устройствами гашения колебаний (демпферами).

Экспериментальный газогенератор для определения параметров продуктов сгорания твердых топлив, включающий корпус, переднюю крышку, сопловой блок и заряд торцевого горения из твердого топлива, а также датчик тяги, выполненный с возможностью упора в опорную плиту.

Изобретение относится к области ракетной техники, а именно к стендовому оборудованию, применяемому при огневых стендовых испытаниях ракетных двигателей твердого топлива.

Изобретение относится к ракетной технике, а именно к стендам для проведения гидроиспытаний корпусов ракетных двигателей на твердом топливе, как на рабочее давление, так и на давление формования твердотопливного заряда.

Изобретение относится к области испытаний ракетных двигателей, а именно к стапелям для измерения осевой силы тяги ракетных двигателей. Стапель для измерения осевой силы тяги ракетного двигателя содержит неподвижную раму, подвижную часть с узлами крепления двигателя, переходник и преобразователи силы.

Изобретение относится к области ракетной техники, а именно к стендовому оборудованию, применяемому при огневых стендовых испытаниях ракетных двигателей на твердом топливе. Установка для гашения ракетного двигателя на твердом топливе при испытаниях содержит источник жидкого хладагента, а также соединенное с ним через трубопровод и управляющий клапан кольцевое сверло с отверстиями в стаканообразном корпусе, закрепленное в механизме привода вращения и подачи кольцевого сверла. Внутри стаканообразного корпуса размещен подпружиненный поршень с возможностью перекрытия отверстий при перемещении. На поршне установлены толкатели с осевыми отверстиями, при этом в отверстиях стенок стаканообразного корпуса и толкателях размещены поворотные форсунки. В стаканообразном корпусе кольцевого сверла соосно установлено центрирующее сверло. Изобретение позволяет повысить достоверность получаемой при испытаниях информации о состоянии материальной части ракетного двигателя твердого топлива за счет повышения эффективности его гашения. 2 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к ракетной технике, и может быть использовано при отработке корпусов ракетных двигателей твердого топлива. Устройство для испытаний на прочность раскрепляющей манжеты корпуса ракетного двигателя содержит неподвижное кольцо, подвижное кольцо, клинья, прижимы и динамометр. Неподвижное кольцо закреплено снаружи на фланце корпуса двигателя, а подвижное кольцо установлено с внутренней стороны корпуса с возможностью соосного осевого перемещения относительно неподвижного кольца по скрепленным с ним направляющим. Клинья установлены на периферии подвижного кольца, равномерно по окружности, и имеют внутренние и наружные профилированные поверхности. Клинья расположены в зазоре между внутренней поверхностью раскрепляющей манжеты и теплозащитным покрытием корпуса. Прижимы выполнены с профилированной поверхностью, сопрягаемой с наружной поверхностью раскрепляющей манжеты. Динамометр соединен с неподвижным кольцом и упирается в подвижное кольцо. Изобретение позволяет повысить качество контроля изготовления корпуса ракетного двигателя за счет проведения контроля раскрепляющей манжеты путем приложения усилия, имитирующего усилие, воздействующее на манжету при усадке заряда в процессе отверждения топлива. 3 ил.

Изобретение относится к ракетной технике, а именно к способам определения характеристик новых композиций твердого ракетного топлива, в частности для прямоточных воздушно-реактивных двигателей. При определении единичного импульса твердого топлива сжигают бронированный образец исследуемого топлива в объеме газа и измеряют реактивную силу истекающих продуктов сгорания. Образец топлива размещают в модели камеры дожигания, газодинамически подобной камере дожигания натурного двигателя, и обдувают потоком газа с параметрами, соответствующими обдуву заряда твердого топлива натурного двигателя. Часть поверхности образца покрывают бронировкой, обеспечивающей задержку воспламенения бронированной поверхности в течение времени, составляющего 10-50% от длительности сгорания образца исследуемого топлива без бронировки. Изобретение позволяет повысить достоверность измерения единичного импульса твердого топлива, а также сократить длительность и количество натурных испытаний двигателя. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к ракетной технике, а именно к ракетным двигателям твердого топлива, и, в частности, может найти применение при испытаниях скрепленных с корпусом крупногабаритных зарядов в ракетных системах различного назначения, преимущественно эксплуатирующихся на подвижных носителях автомобильного или железнодорожного типа. При испытании скрепленного с корпусом заряда ракетного двигателя твердого топлива осуществляют термостатирование заряда при форсированных нагрузках и последующую проверку работоспособности огневыми стендовыми испытаниями. На заряд воздействуют последовательным приложением статической и повторно-переменной форсированных нагрузок, уровень и длительность которых определяют из условия равенства накопленных повреждений в заряде в режиме штатной эксплуатации и при форсированных испытаниях. Непосредственно перед огневыми стендовыми испытаниями проводят контроль структурной целостности скрепленного заряда. Изобретение позволяет повысить достоверность и сократить длительность испытаний скрепленных с корпусом зарядов ракетных двигателей твердого топлива. 3 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при испытании жидкостных ракетных двигателей (ЖРД) и других энергетических установок. Стенд для испытаний энергетических установок содержит систему подачи компонентов топлива с агрегатами управления и систему подачи технологического газа, при этом на выходе энергетической установки установлен трубопровод, связанный с газгольдером, газгольдер соединен с компрессором, который в свою очередь соединен с системой баллонов высокого давления, газгольдер установлен на подвижной платформе, полость наддува газом расходной емкости с компонентом топлива соединена со входом компрессора, а выход компрессора соединен со входом газа в систему баллонов высокого давления. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к радиотехническому испытательному оборудованию, предназначенному для проведения стендовых испытаний ракетных двигателей космических аппаратов, в частности для измерения электромагнитного излучения. Реверберационная камера содержит корпус, источник электромагнитного излучения, измерительную антенну, экран, выполненный из электропроводящего материала, узлы крепления элементов конструкции камеры к корпусу камеры, переизлучатель электромагнитного излучения, выполненный с возможностью вращения, и узел вращательного движения переизлучателя. Экран расположен в полости камеры между источником электромагнитного излучения и измерительной антенной. Переизлучатель выполнен в виде цилиндрической обечайки с расположенными на ее поверхности щелевыми отверстиями. В качестве источника электромагнитного излучения использован ракетный двигатель, генерирующий направленный поток заряженных частиц, а в качестве корпуса - осесимметричный корпус вакуумной камеры. Выходной канал ракетного двигателя ориентирован в направлении продольной оси симметрии корпуса вакуумной камеры. Переизлучатель расположен со стороны выходного канала ракетного двигателя, выполнен с возможностью вращения относительно продольной оси симметрии и соединен с узлом вращательного движения. Внутренний диаметр переизлучателя превышает поперечный размер ракетного двигателя, а продольная ось симметрии переизлучателя ориентирована вдоль направления движения генерируемого ракетным двигателем потока заряженных частиц. Изобретение позволяет повысить достоверность и точность измерения возбуждаемых ракетным двигателем электромагнитных колебаний в процессе испытаний на электромагнитную совместимость с радиотехническим оборудованием космического аппарата. 14 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к ракетной технике, а именно к стендовому оборудованию, применяемому при огневых стендовых испытаниях ракетных двигателей твердого топлива с имитацией высотных условий. Стенд для высотных испытаний ракетных двигателей содержит барокамеру, узел впрыска рабочей жидкости через струйные форсунки и выхлопной диффузор, оси струйных форсунок расположены под углом впрыска по отношению к оси выхлопного диффузора. Угол впрыска определяется соотношением, защищаемым настоящим изобретением. Изобретение позволяет повысить эффективность охлаждения наиболее теплонапряженного входного участка выхлопного диффузора в условиях сверхзвукового высокотемпературного течения продуктов сгорания при работе ракетного двигателя на твердом топливе. 3 ил.

Изобретение относится к области ракетной техники, а именно к стендовому оборудованию, применяемому при огневых стендовых испытаниях ракетных двигателей на твердом топливе, и предназначено для гашения РДТТ при наземной отработке, в том числе высотных РДТТ. Установка для гашения ракетного двигателя на твердом топливе при испытаниях содержит поворотную штангу-трубу, связанную с приводом ее перемещения, распылительный насадок, источник хладагента и герметизирующий экран. На герметизирующем экране соосно распылительному насадку размещен кольцевой эжектор, содержащий сопло эжектирующего газа, сопло эжектируемого газа и диффузор. Сопло эжектируемого газа образовано наружной поверхностью распылительного насадка и охватывающей распылительный насадок наружной поверхностью сопла эжектирующего газа. На магистрали подвода эжектирующего газа установлен управляющий клапан, причем на герметизирующем экране установлен датчик давления. Распылительный насадок закреплен на пилонах внутри диффузора, а в пилонах выполнены каналы, соединяющие распылительный насадок с коллектором подачи хладагента, установленным с наружной стороны диффузора, причем полость коллектора соединяется с источником хладагента через штангу-трубу. Изобретение позволяет обеспечить получение достоверной информации о состоянии материальной части и работоспособности РДТТ, подвергающихся после окончания работы в высотных условиях эффектам последействия. 1 з.п. ф-лы, 6 ил.

При экспериментальном определении поправки к суммарному импульсу тяги двигателя при стендовых огневых испытаниях, включающих регистрацию диаграммы тяги датчиком силы, определяют силу сопротивления перемещению подвижных опор стенда с закрепленным на них двигателем путем приложения силовых нагрузок. До начала огневого испытания двигателя силовую нагрузку, превышающую ожидаемую величину сопротивления перемещению подвижных опор стенда с закрепленным на них двигателем, прикладывают поочередно в противоположном направлении действия тяги двигателя и в прямом направлении действия тяги двигателя, а после окончания огневого испытания двигателя - поочередно в прямом направлении действия тяги двигателя и в противоположном направлении действия тяги двигателя. Во время приложения силовой нагрузки регистрируют диаграммы этих силовых нагрузок тем же датчиком силы, которым регистрируют тягу двигателя при огневом испытании. Поправку к суммарному импульсу тяги двигателя определяют как разность произведения силы сопротивления перемещению подвижных опор стенда с закрепленным на них двигателем в прямом направлении действия тяги двигателя на суммарное время прогрессивных участков диаграммы тяги двигателя и произведения силы сопротивления перемещению подвижных опор стенда с закрепленным на них двигателем, в противоположном направлении действия тяги двигателя на суммарное время дегрессивных участков диаграммы тяги испытуемого двигателя. Изобретение позволяет повысить точность определения экспериментального значения суммарной тяги двигателя. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к измерительной технике: устройству приборов, предназначенных для определения скорости горения твердых топлив, используемых в аккумуляторах давления нефтеносных скважин, ствольных системах различного назначения, работающих при высоких давлениях. Установка для определения скорости горения твердого топлива содержит источник давления газов, камеру сгорания, датчик давления, затвор с укрепленным топливным образцом, запалом и гермовыводом. Камера сгорания выполнена из нескольких радиально установленных в горизонтальной плоскости одинаковых камер. В каждой из камер размещен контрольный образец в виде цилиндрической бесканальной шашки, снабженной со стороны запала форсажными канальными шашками и надетой на бесканальную шашку с натягом в 1…2 мм эластичной трубкой, соединяющей шашку с измерительной вставкой. Длина эластичной трубки превышает длину шашки на величину, составляющую 0,7…1,4 от внутреннего диаметра эластичной трубки. В центральной части вставки расположены светопровод и фотодатчик. В полость корпуса помещена вода, заполняющая около 90% этой полости, и установлена сменная сопловая втулка с расходным отверстием, диаметр которого подбирается для каждого типа топлива. Изобретение позволяет проводить прямое измерение скорости горения твердого топлива при высоком давлении, а также исключить применение внешнего источника давления газа. 3 ил.

Изобретение относится к испытаниям ракетной техники, а именно к испытаниям и утилизации ракетных двигателей твердого топлива, имеющих сопла, направленные перпендикулярно оси стенда. Устройство для стендовой отработки ракетного двигателя твердого топлива, имеющего сопла, направленные перпендикулярно оси двигателя, включает газоотражатели. Каждый газоотражатель содержит раму, сваренную из металлического уголка, и экран, выполненный из металлического листа. Напротив каждого сопла ракетного двигателя с возможностью демонтажа установлен газоотражатель под углом 45° к оси двигателя. Экран газоотражателя покрыт огнестойким асбестовым полотном как минимум в один слой. При стендовой отработке ракетного двигателя твердого топлива, имеющего сопла, направленные перпендикулярно оси двигателя, устанавливают снаряженный двигатель на силовой пол с упором его передней части в упорный бык, запускают его и измеряют параметры работы. Перед испытанием напротив каждого сопла на силовой пол стенда устанавливают и закрепляют сваркой газоотражатель, имеющий экран, покрытый огнестойким асбестовым полотном как минимум в один слой. Экран каждого газоотражателя располагают под углом 45° к оси двигателя. После окончания испытаний газоотражатели демонтируют. Изобретение позволяет обеспечить целостность стендового и измерительного оборудования. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

Наверх