Научная электронная библиотека ULRICH'S Periodicals Directory

Сибирский государственный университет
науки и технологий имени академика М.Ф. Решетнева

Сибирский аэрокосмический журнал
ISSN 2712-8970 (Print) ISSN 2782-5760 (on-line)

Сведения об образовательной организации

UDK 629.7.036.620 Doi: 10.31772/2712-8970-2021-22-2-339-354
Особенности испытаний жидкостных ракетных двигателей малой тяги
Назаров В. П., Пиунов В. Ю., Яцуненко В. Г., Савчин Д. А.
Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева; Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31. АО «Конструкторское бюро химического машиностроения имени А. М. Исаева»; Российская Федерация, Московская область, г. Королев, ул. Богомолова, 12.
Жидкостные ракетные двигатели малой тяги (ЖРДМТ) являются основными двигателями, применяемыми в системах управления космических летательных аппаратов (КЛА). Они могут работать как в непрерывном, так и в импульсном режимах, при этом работа в импульсном режиме является одной из наиболее характерных особенностей. Достоверное заключение о надежности созданных двигателей возможно только на основе испытаний их опытных образцов в реальных либо в значительной степени приближенных к реальным условиям. При создании ЖРДМТ для КЛА различного назначения в процессе конструкторской (опытной) отработки большое внимание уделяется вопросам методологии стендовых испытаний, техническому оснащению стендов, имитирующих воздействие физических условий космического пространства, а также применению диагностических методов и аппаратуры для проведения различных физических исследований и измерений. Эффективность наземной (стендовой) отработки обеспечивается имитацией условий натурных испытаний и учетом влияния всех эксплуатационных факторов, воздействующих на достоверность оценки показателей надежности при конструкторской отработке в наземных условиях. Особое место в вопросах достижения эффективности испытаний занимают требования по обеспечению точности и достоверности результатов испытаний. Значительный объем испытаний при отработке ЖРДМТ следует проводить в условиях требуемого вакуума на стендах, оборудованных барокамерами с вакуумными системами. Для повышения эффективности имитации высотных условий предложено использовать барокамеру с трубчатым экраном, в который подается жидкий азот с необходимым расходом. Импульсные режимы работы ЖРДМТ инициируют в трубопроводах неустановившиеся (низкочастотные) процессы движения компонентов топлива. Рассмотрены методы обеспечения динамического подобия характеристик систем питания двигателя компонентами топлива на стенде и в двигательной установке, в том числе соответствие гидравлических, инерционных и волновых характеристик питающих магистралей.
Ключевые слова: жидкостные ракетные двигатели малой тяги, стендовые испытания, имита-ция высотных условий.
References

Гришин С. Д., Захаров Ю. А., Оделевский В. К. Проектирование космических аппаратов
с двигателями малой тяги. М. : Машиностроение, 2003. 236 с.

2. Разработка основных систем стенда огневых испытаний жидкостных ракетных двигателей малой тяги / М. В. Краев, Г. Г. Крушенко, Л. Н. Кайчук, В. Г.  Яцуненко Препринт № 1. Красноярск : ИВМ СО РАН, 2008. 47 с.

3. Воробьев А. Г., Воробьев С. С. Метод расчета теплового состояния камеры при установившемся импульсном режиме работы жидкостного ракетного двигателя малой тяги // Вестник СибГАУ. 2016. Том 17, № 4. С. 945–955.

4. Лебединский Е. В. Рабочие процессы в жидкостном ракетном двигателе и их моделирование. М. : Машиностроение, 2008. 512 с.

5. НИИМаш [Электронный ресурс]. URL: http://niimashspace.ru/index.php/produce/rkt/31-propulsion (дата обращения: 10.11.2020).

6. Новости космонавтики [Электронный ресурс]. URL: http://novosti-kosmonavtiki.ru/ forum/forum9/topic11175/ (дата обращения 12.08.2020).

7. Продукция Тураевского МКБ «Союз» [Электронный ресурс]. URL: http://www.tmkb-soyuz.ru/31  дата обращения: 15.09.2020).

8. Продукция ФГУП КБ ХМ имени А. М. Исаева [Электронный ресурс]. URL: http://www.kbhmisaeva.ru/main.phpid=31 / (дата обращения: 21.08.2020).

9. Двигатели 1944-2000: авиационные, ракетные, морские, наземные / под ред. И. Г. Шустова. М. : МАКС-Конверсалт, 2000. 406 с.

10. Бирюков В. И., Назаров В. П., Царапкин Р. А. Алгоритм оценки запасов устойчивости рабочего процесса в камерах сгорания жидкостных ракетных двигателей // Сибирский журнал науки и технологий. 2017. Том 18, № 3. С. 558–566.

11. AMBR Engine for Science Missions [Электронный ресурс]. URL: nts.nasa.giv/archive/nasa/ casi.nts.nasa…/20090001339.pdf (дата обращения: 05.09.2020).

12. Шибанов А. А., Пикалов В. П., Сайдов С. С. Методы физического моделирования высокочастотной неустойчивости рабочего процесса в жидкостных ракетных двигателях. М. : Машиностроение ; Полет, 2013. 512 с.

13. Краев М. В., Яцуненко В. Г. Измерения параметров при огневых испытаниях жидкостных ракетных двигателей малой тяги // Вестник СибГАУ. 2004. № 5. С. 167–172.

14. Яцуненко В. Г., Назаров В. П., Коломенцев А. И.  Стендовые испытания жидкостных ракетных двигателей : учеб. пособие / Сиб. гос. аэрокосмич. ун-т ; Моск. авиац. ин-т. Красноярск, 2016. 248 с.

15. Гликман Б. Ф. Нестационарные течения в пневмогидравлических цепях. М. : Машиностроение, 1979. 125 с.

16. Бирюков В. И., Мосолов С. В. Динамика газовых трактов жидкостных ракетных двигателей. М. : Изд-во МАИ, 2016. 168 с.

17. Experimental Demonstration of the Vacuum Specific Impulse of a Hybrid Rocket Engine /
J. Lestrade, O. Verberne, G. Khimeche и др. // 50th AIAA/ASME/SAE/ASEE Joint Propulsion Conference, Cleveland, 2014.

18. Яцуненко В. Г. Оптимизация процесса конструкторской отработки ЖРД малой тяги при огневых испытаниях : дис. … канд. техн. наук / Сиб. гос. аэрокосмич. ун-т. Красноярск, 2006. 124 с.

19. Панчурин К. А. Решение уравнений Навье – Стокса в частном случае нестационарного ламинарного течения в трубах // Труды Лен. ин-та водн. транспорта, 1963. Вып. 45. С. 49–51.

20. Файзулаев Д. Ф., Наврузов К., Фаттаев Ф. Н. Пульсирующее течение вязкой несжимаемой жидкости в круглой трубе с разветвлением // ДАН УзССР, 1981. № 10. С. 20–22.

21. Попов Д. Н. Об особенностях нестационарных потоков в трубах // Изв. вузов. Машиностроение. 1970. № 7. С. 78–82.

22. Jeong Soo Kim, Jeong Park, Sungcho Kim. Test and Performance Evaluation of Small Liquid-monopropellant Rocket Engines. 42nd Joint Propulsion Conference & Exhibit, Sacramento, 2006.  


Назаров Владимир Павлович – кандидат технических наук, профессор, заведующий кафедрой двигателей летательных аппаратов; Сибирский государственный университет науки технологий имени академика
М. Ф. Решетнева. E-mail: nazarov@sibsau.ru.

Пиунов Валерий Юрьевич – кандидат технических наук; заместитель генерального директора; Конструкторское бюро химического машиностроения имени А. М. Исаева – филиал ФГУП ГКНПЦ имени М. В. Хруничева. Е-mail: piunovdm@gmail.com.

Яцуненко Владимир Григорьевич – кандидат технических наук, профессор кафедры двигателей летательных аппаратов; Сибирский государственный университет науки технологий имени академика М. Ф. Решетнева. E-mail: vyatsunenko@mail.ru.

Савчин Дмитрий Александрович – аспирант; Сибирский государственный университет науки технологий имени академика М. Ф. Решетнева. E-mail: savchin.dim@yandex.ru.


  Особенности испытаний жидкостных ракетных двигателей малой тяги