642 Гл. 13. Этапы проектирования и доводочных испытаний ЖРД
чается в работу только при определенном (правильном) положении серьги, которая находится только у лица, ответственного за прове
дение испытания двигателя.
Расположение оборудования в таком стенде зависит от вида испытания, но двигатель всегда монтируется около открытого кон ца бокса, чтобы предупредить большие разрушения в случае взры ва. Если во время испытаний двигателя не требуется замерять его тягу, стенд может быть простой,
жесткой конструкции, в противном
пже случае необходим стенд, до пускающий некоторое перемеще ние двигателя.
Обычной конструкцией испы тательного стенда в этих случаях является подвижный параллело грамм (фиг. 13.2). Неподвижный
параллелограмм более сложен, но
имеет то преимущество, что тяга
|
двигателя |
может |
быть замерена |
||
|
в любом |
положении |
подвижного |
||
|
параллелограмма |
в |
отличие от |
||
|
подвижного, где любое изменение |
||||
|
линии передачи тяги вызывает не |
||||
|
обходимость в |
новой |
тарировке |
||
|
тяги. |
|
|
|
|
|
В состав современной станции |
||||
Фиг. 13.2. Подвижный параллело |
для испытаний ЖРД больших тяг |
||||
могут входить: |
|
|
бокс (ино |
||
грамм для огневых испытаний ЖРД. |
1. Испытательный |
||||
|
гда несколько |
боксов), занимаю- |
|||
щий особое здание и состоящий из специального станка для уста новки и испытаний двигателя, приборов и аппаратуры для замера тяги, секундных расходов компонентов топлива, давлений, темпе ратур и других величин.
Топливные баки, некоторые приборы и аппаратуру часто уста
навливают в особом помещении бокса.
2. Кабина управления испытаниями двигателя, часто представ ляющая собой отдельное железобетонное или кирпичное брониро ванное здание, в котором устанавливают приборы, органы управле ния и устройство связи между оператором и обслуживающим персо
налом, находящимся в испытательном |
боксе во время |
монтажа, |
проверки и подготовки двигателя |
к испытаниям и |
демонта |
жа его. |
|
|
3.Подсобное помещение станции, в котором двигатель подго
товляют к испытаниям (проверяют техническое состояние двигате ля, наличие документации и т. д.).
4.Механическая мастерская, в которой располагают оборудова
644 Гл. 13. Этапы проектирования и доводочных испытаний ЖРД
ния испытаниями двигателя располагают вблизи бокса (часто с ле вой стороны его). Со стороны бокса она имеет несколько смотровых окон для визуального наблюдения за процессом испытания. Стекла этих окон выполнены из плексигласа достаточной толщины.
Управление запуском двигателя — дистанционное.
Организация стендовых испытаний предусматривает строгое со блюдение правил техники безопасности. Проводится подробный
инструктаж обслуживающего персонала о правилах поведения и регламентируется порядок операций. Перед запуском двигателя
оператор подает сигнал (обычно сиреной), предупреждающий о на чале огневого испытания двигателя.
На огневых стендовых испытаниях двигателя обычно замеряют следующие параметры двигателя:
1)абсолютную тягу двигателя;
2)секундные расходы горючего и окислителя в камеру сгорания,
атакже вспомогательных рабочих тел;
3)давление горючего и окислителя перед форсунками во всасы
вающей и нагнетающей магистралях;
4)давление в камере сгорания;
5)температуру компонентов топлива на входе в двигатель, тем
пературу охлаждающего агента на входе в камеру и выходе из нее;
6)температуру газа в камере сгорания и стенок внутренней обо
лочки камеры сгорания и сопла;
7)давление и скорость газов на выходе из сопла;
8)химический состав продуктов сгорания топлива.
Перечисленные измерения производят как при запуске и оста
новке двигателя, так и во время установившегося режима работы
двигателя.
Силу тяги, расход и давление жидкости и газов в настоящее вре мя определяют с достаточной степенью точности.
В качестве приборов для измерения тяги могут быть использо ваны пружинные динамометры, гидравлические или пневматические
месдозы и датчики тензометрического типа. Для измерения тяги
иногда используется динамометрическое устройство, состоящее из шарнирного параллелограмма, от которого тяговое усилие передает ся на маятниковый динамометр.
Обычной конструкцией станка для установки и замера тяги дви гателя является, как уже отмечено выше, подвижный или неподвиж ный параллелограмм или люлька, подвешенная на упругих сталь ных лентах. При таких устройствах стендов тяговое усилие пере дается непосредственно передатчику тяги — месдозе (фиг. 13.4)
или прибору другого типа. Давление в месдозе измеряется маномет ром первого класса. Точность замера тяги посредством упругих эле ментов и мембранной проточной месдозы обычно не превышает 0,5% при погрешности манометра, измеряющего давление в месдозе, не более 0,35%. Тарировку месдозы обычно производят при помощи эталонных грузов и коленчатого рычага.
$ 2. Стендовые испытания ЖРД |
645 |
Испытательные стенды оборудуют так, чтобы монтаж двигателя и его испытание можно было проводить в кратчайший срок. Иногда возникает необходимость измерить боковые составляющие тяги или даже крутящий момент, создаваемый газовыми рулями камеры дви
гателя. Для этого требуется очень сложное измерительное устрой ство, похожее на аэродинамические весы.
Измерение расходов рабочих тел во время испытаний двигателя
является довольно сложной задачей. Расход компонентов топлива |
||||
часто определяют при |
помощи |
|||
дроссельных шайб. При этом |
||||
обычно |
применяют |
ртутные |
||
дифференциальные |
манометры, |
|||
как наиболее точные и надеж |
||||
ные из |
приборов |
этого типа. |
||
Дроссельные шайбы рассчиты |
||||
вают так, чтобы высота ртути в |
||||
дифференциальном |
манометре |
|||
составляла |
около |
600— |
||
1200 мм; это позволяет произ |
||||
водить отсчеты показаний с точ |
||||
ностью до 0,2—0,3'%. |
расхода |
|||
Для |
|
измерения |
||
жидкостей, в том числе и вызы
вающих коррозию, при различ
ных колебаниях температуры |
Фиг. 13.4. Месдоза— передатчик тяги |
(от температуры жидкого ки |
испытательного стенда. |
слорода до нескольких сот гра |
1, 6—неподвижное звено, 2—к манометру, 3— |
дусов) и давления успешно |
мембрана, 4—подвижное звено. 5—камера мео |
дозы, 7—уплотнение. |
|
может быть использован рота |
|
ционный расходомер (фиг. 13.5). Он состоит из трех основных частей:
1) датчика расходомера, смонтированного на трубопроводе;
вдатчике генерируются электрические импульсы с частотой, про порциональной расходу жидкости в трубопроводе;
2)электронного реле, преобразующего электрические импульсы
впостоянный ток, пропорциональный частоте;
3)указателя стандартного типа, представляющего миллиам перметр на 1 ма, подобранный в соответствии с особенностями
применения; шкала может быть градуирована в любых еди
ницах.
Приемник расходомера представляет собой трубу, внутри кото рой помещен четырехлопастный винтовой ротор. Одна из лопастей этого ротора имеет магнитную вставку; противоположная лопатка соответствующим образом уравновешена.
Индуктором расходомера является катушка с железным сердеч
ником, помещенная в корпусе, который ввинчен в трубу приемника
так, что катушка лежит в поле магнита ротора.