Стенд для определения гидравлических остатков незабора топлива в баке ракеты

Авторы патента:

Ильиченко Евгений Константинович (RU)

G01M10/00 - Гидродинамические испытания; устройства, связанные с гидроканалами или испытательными бассейнами для судов (вопросы строительства - раздел E; исследование свойств материалов G01N)

F02K9/96 - отличающиеся специальными устройствами для испытания или проверки и измерений

Владельцы патента RU 2543703:

Открытое акционерное общество "Государственный ракетный центр имени академика В.П. Макеева" (RU)

Изобретение относится к ракетной технике и может быть использовано при экспериментальной отработке заборных устройств, установленных в топливных баках ракет, для экспериментального определения гидравлических остатков незабора топлива в динамических условиях. Стенд содержит подвижную горизонтальную платформу с приводом, сливную емкость с расходной магистралью, сливной трубопровод с датчиком сплошности и гибкое звено. Платформа установлена на раме стенда при помощи несколько параллельных шарнирных стоек. На платформе жестко закреплены испытуемый бак с заборным устройством и сливной трубопровод с датчиком сплошности. На расходной магистрали установлены расходомер, отсечной кран, регулятор расхода, гидравлический насос. Вход насоса подсоединен к сливной емкости магистралью закольцовки с установленным на ней клапаном. Сливной трубопровод жестко закреплен на платформе, подключен к испытуемому баку и через гибкое звено соединен с расходной магистралью. Гибкое звено выполнено в виде трубы с герметичными сферическими шарнирами на концах и расположено параллельно стойкам. Длина гибкого звена равна высоте стоек. Технический результат - повышение точности определения гидравлического остатка в испытуемом баке ракеты и исключение силовых нагрузок на сливной трубопровод испытуемого бака. 1 ил.

Известен стенд для экспериментальных и исследовательских работ, связанных с изучением сопротивлений трубопроводов и струеформирующих устройств. Стенд содержит основной бак, трубопровод с вентилем, сливную емкость, насос и указатель уровня жидкости в основном баке (РФ патент №2275607, МПК G01F 25/00).

Данный стенд позволяет производить исследования и производить тарировку различных расходомеров, но не может использоваться для работ, связанных с исследованием заборных устройств, установленных в топливных баках ракет.

Известен также гидравлический стенд и способ проведения на нем испытаний, описанный в статье В.И. Ильин «Гидравлический стенд для отработки заборных устройств топливных баков», опубликованной в сборнике «Проектирование и отработка изделий и объектов», Вып.3, ЦНТИ «Поиск», 1972 (http://www.rtc.ru/encyk/biogr-book/09I/1125.shtml).

Указанный стенд содержит сливную емкость и расходную магистраль, в которой установлен датчик сплошности, расходомер и отсечной кран. Одной из задач исследований, проводимых на этом стенде, является определение величин гидравлических остатков незабора топлива в баке.

В качестве прототипа принят стенд 32к119 для отработки заборных устройств методом проливки водой, содержащий подвижную горизонтальную платформу с приводом, которая через несколько параллельных шарнирных стоек установлена на раму стенда, сливную емкость с расходной магистралью, на которой установлены расходомер, отсечной кран, регулятор расхода, гидравлический насос, вход которого подсоединен к сливной емкости магистралью закольцовки с установленным на ней клапаном, гибкое звено, гидравлически соединенное с расходной магистралью, жестко закрепленной на раме стенда, при этом в качестве гибкого звена расходной магистрали используется гофрированный рукав диаметром 80-150 мм, и датчик сплошности (СКБ-385, КБ машиностроения, ГРЦ «КБ им. академика В.П. Макеева», М., «Военный парад» - ГРЦ «КБ им. академика В.П. Макеева», 2007, стр.187 и технический отчет №32-182-82 «Испытания заборных устройств емкости Б3 заказа 011 в динамических условиях, ГОНТИ - 11, 1982).

Испытания на этом стенде проводятся в условиях колебания бака с жидкостью, создаваемого движением подвижной платформы, методом проливки воды, заправленной в испытуемый топливный бак, из испытуемого бака в сливную емкость по расходной магистрали с заданным расходом. В процессе испытания производят измерение сплошности потока и при прорыве газа из бака в расходную магистраль закрывают отсечной кран и производят измерение остатков воды в баке тарированной мерной оптически прозрачной трубой.

Недостатком прототипа является недостаточная точность определения гидравлических остатков незабора топлива в баке, обусловленная тем, что между гофрами остается неконтролируемый остаток жидкости, трудно поддающийся измерениям, а также воздействие на сливной трубопровод испытуемого бака значительных силовых нагрузок.

Задачей изобретения является повышение точности определения гидравлического остатка незабора топлива в баке и исключение силовых нагрузок на сливной трубопровод.

Поставленная задача решается тем, что в стенде для определения гидравлических остатков незабора топлива в баке ракеты, содержащем подвижную горизонтальную платформу с приводом, которая через несколько параллельных шарнирных стоек закреплена на раме стенда, сливную емкость с расходной магистралью, на которой установлены расходомер, отсечной кран, регулятор расхода, гидравлический насос, вход которого подключен к сливной емкости магистралью закольцовки с установленным на ней клапаном, и гибкое звено, гидравлически соединенное с расходной магистралью, жестко закрепленной на раме стенда, и со сливным трубопроводом с датчиком сплошности, закрепленным на испытуемом баке, который размещен на подвижной платформе, сливной трубопровод жестко закреплен на платформе, а гибкое звено выполнено в виде трубы с герметичными сферическими шарнирами на концах и расположено параллельно шарнирным стойкам, при этом длина его равна высоте этих стоек.

Совокупность отличительных признаков, а именно жесткое крепление сливного трубопровода к подвижной платформе, выполнение гибкого звена в виде трубы с герметичными сферическими шарнирами на концах, длина которой равна высоте шарнирных стоек, и расположение гибкого звена параллельно шарнирным стойкам обеспечивает решение поставленной задачи.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг.1 показана принципиальная схема стенда для определения гидравлических остатков незабора топлива в баке ракеты.

В состав стенда входят подвижная горизонтальная платформа 1 с приводом 2, рама 3, сливная емкость 4 с расходной магистралью 5, а также измерительное устройство 6. На расходной магистрали 5 установлены расходомер 7, отсечной кран 8 и гидравлический насос 9. На вход насоса 9 встроена магистраль закольцовки 10 с запорным клапаном 11, которая соединяет вход насоса со сливной емкостью 4 и при включении насоса обеспечивает выход его на нормальный режим работы. Измерительное устройство 6 соединено с расходной магистралью 5 (или с установленным на платформе 1 испытуемым баком 12) при помощи вентиля 13.

Платформа 1 установлена на раме 3 при помощи четырех шарнирных параллельно установленных стоек 14. На испытуемом баке 12 выполнено заборное устройство 15. Сливной трубопровод 16 с датчиком сплошности 17 жестко закреплен на платформе 1 и подсоединен к испытуемому баку 12, а при помощи гибкого звена - к расходной магистрали 5. Гибкое звено выполнено в виде трубы 18, на концах которой имеются герметичные сферические шарниры 19. Труба 18 расположена параллельно стойкам 14, а длина ее равна высоте этих стоек. Для настройки необходимого заданного расхода на расходной магистрали 5 установлен регулятор расхода 20. На испытуемом баке 12 выполнен люк 21, предназначенный для заправки его и части расходной магистрали 5 водой (до отсечного крана 8). На сливной емкости 4 выполнен люк 22, через который в процессе подготовки к испытанию заполняют водой часть расходной магистрали 5 (после отсечного крана 8), магистраль закольцовки 10 и часть сливной емкости 4.

Датчик сплошности 17 и расходомер 7 электрически связаны с регистрирующей аппаратурой. Привод 2, отсечной кран 8, клапан 11 и насос 9 электрически связаны с пультом системы управления стендом. Регистрирующая аппаратура и пульт системы управления на чертеже не показаны.

Работа стенда при проведении испытания:

1. Исходное положение перед испытанием

Отсечной кран 8 и вентиль 13 закрыты, клапан 11 открыт. Насос 9 выключен. Испытуемый бак 12 и сливная емкость 4 заполнены водой до заданного уровня. Расходная магистраль 5 и магистраль закольцовки 10 также заполнены водой. Гидросистема стенда настроена регулятором расхода 20 на заданный расход опорожнения испытуемого бака 12.

2. Проведение испытания

Включают привод 2. После приведения платформы 1 в движение (на чертеже показано стрелками) и обеспечения колебания заправленного бака 12 включают насос 9, а после выхода его на режим открывают отсечной кран 8.

Вода из испытуемого бака 12 заданным расходом через расходную магистраль 5 опорожняется в сливную емкость 4. При этом регистрируют показания расходомера 7 и датчика сплошности 17. В момент срабатывания датчика сплошности 17 (т.е. после прорыва газа из испытуемого бака 12 в расходную магистраль 5) автоматически закрывается отсечной кран 8, выключается насос 9 и отключается привод 2.

3. Определение гидравлического остатка

Открывают вентиль 13 и, подключив при этом измерительное устройство 6, определяют объем воды в рабочей магистрали 5 и в испытуемом баке 12. Далее по заранее известным характеристикам отсечного крана 8 определяют объем протекшей воды за время его закрытия. После чего вычисляют объем гидравлического остатка незабора, по величине которого делают заключение о работоспособности заборного устройства 15.

Предложенный стенд для определения гидравлических остатков незабора топлива в баке ракеты позволяет повысить точность определения гидравлических остатков в топливном баке в динамических условиях и исключить силовые нагрузки на сливную трубу.

Предложение рекомендовано к внедрению.

Стенд для определения гидравлических остатков незабора в топливном баке ракеты, содержащий подвижную горизонтальную платформу с приводом, которая через несколько параллельных шарнирных стоек закреплена на раме стенда, сливную емкость с расходной магистралью, на которой установлены расходомер, отсечной кран, регулятор расхода, гидравлический насос, вход которого подключен к сливной емкости магистралью закольцовки с установленным на ней клапаном, и гибкое звено, гидравлически связанное с расходной магистралью, жестко закрепленной на раме стенда, и со сливным трубопроводом с датчиком сплошности, закрепленным на испытуемом баке, который размещен на подвижной платформе, отличающийся тем, что сливной трубопровод жестко закреплен на платформе, а гибкое звено выполнено в виде трубы с герметичными сферическими шарнирами на концах и расположено параллельно шарнирным стойкам, при этом длина его равна высоте этих стоек.

Устройство для проведения гидродинамических испытаний в опытовом бассейне моделей быстроходных судов с воздушной каверной // 2535384

Изобретение относится к области судостроения, более конкретно - к экспериментальной гидромеханике, и касается вопросов проведения экспериментальных исследований в опытовых бассейнах моделей быстроходных судов с воздушными кавернами на днище.

Способ определения в опытовом бассейне в прямом движении аэродинамических характеристик горизонтального оперения экраноплана // 2531783

Изобретение относится к судостроению и касается проектирования экранопланов. При определении аэродинамических характеристик горизонтального оперения экраноплана с установленными на нем работающими маршевыми двигателями изготавливают геометрически подобную модель горизонтального оперения и двигателей силовой установки.

Гидродинамический стенд с системой поддержания давления // 2520736

Изобретение относится к области испытательной техники и может быть использовано для опытного определения динамических характеристик пусковых устройств подводных аппаратов.

Устройство для измерения инерционных характеристик моделей плавучих инженерных объектов, оборудованных якорной системой удержания, и способ их определения // 2509998

Изобретения относятся к области судостроения, в частности к экспериментальным методам испытания моделей в опытовых и ледовых бассейнах при проведении испытаний заякоренных объектов, и могут быть использованы для непосредственных измерений инерционных характеристик изучаемой модели.

Способ гидроабразивных испытаний погружных насосов и стенд для его осуществления // 2494363

Группа изобретений относится к области гидродинамики, в частности к стендовому оборудованию для моделирования гидроабразивного износа насосов. Способ гидроабразивных испытаний погружных насосов, при котором насос с электродвигателем размещают в подвешенном состоянии, абразивный материал подают с рабочей жидкостью из узла подвода во вращающийся насос.

Устройство для измерения характеристик нестационарных сил, возникающих на модели движительного комплекса типа "винт-насадка" // 2487814

Изобретение относится к области судостроения, касается вопроса экспериментального определения характеристик нестационарных сил, возникающих на элементах судовых движителей.

Многофункциональная тележка ледового опытового бассейна // 2467910

Изобретение относится к области экспериментальной гидродинамики морского транспорта. .

Опытовый бассейн (варианты) // 2460666

Изобретение относится к области экспериментальной техники для исследований гидродинамики и динамики судов и касается создания опытовых бассейнов с возможностями моделирования в них волнения.

Гидродинамический стенд // 2460054

Изобретение относится к области экспериментальной техники и может быть использовано для испытаний различных подводных объектов и пусковых устройств, в частности пусковых устройств торпедных аппаратов.

Способ и стенд для определения гидравлических остатков незабора топлива в баке ракеты // 2543702

Способ моделирования процесса газификации остатков жидкого ракетного топлива и устройство для его реализации // 2534668

Группа изобретений относится к ракетно-космической технике и может быть использована при проведении физического моделирования процессов газификации остатков жидкого топлива в баках отделяющихся частей (ОЧ) ступени ракет-носителей (РН) в условиях малой гравитации с использованием экспериментальных модельных установок в земных условиях, а также и при натурных пусках РН с системами газификации.

Установка для определения окислительной стойкости углерод-углеродного композиционного материала // 2529749

Изобретение относится к ракетной технике и может быть использовано при создании деталей из углерод-углеродного композиционного материала (УУКМ), работающих в условиях воздействия высокотемпературной окислительной среды на поверхности деталей ракетной техники.

Стенд для испытания сопла // 2528467

Изобретение относится к технике, связанной с испытанием сопл, и может быть использовано при проведении модельных испытаний. Устройство содержит подводящий трубопровод, соединенный с ресивером, выполненным с возможностью разъемного соединения с испытываемым соплом в двух взаимно перпендикулярных плоскостях посредством съемных фланцевых накладок и с возможностью опирания измерительными средствами на корпус ресивера, в котором подводящий трубопровод снабжен упругой вставкой.

Способ установки геометрической оси камеры жрд и компенсирующее замыкающее устройство для его реализации // 2526998

Изобретение относится к ракетно-космической технике и может быть использовано в газогидравлических магистралях жидкостных ракетных двигателей. В способе установки геометрической оси камер жидкостного ракетного двигателя в номинальном положении, основанном на исключении влияния технологических отклонений при изготовлении агрегатов, деталей и сборочных единиц, а также усадки материала в сварных швах стыков газовых магистралей между турбонасосным агрегатом и головками камер на угловое отклонение геометрических осей камер от номинального положения, согласно изобретению измерение фактических параметров замыкающего компенсирующего устройства, его изготовление, подгонка и сварка выполняются на заключительной стадии сборки магистралей после выполнения всех сварных швов стыкуемых агрегатов деталей и сборочных единиц.

Генератор импульсов давления в акустических полостях камер сгорания и газогенераторов жрд // 2523921

Изобретение относится к испытательной технике и, в частности, к испытаниям камер сгорания и газогенераторов жидкостных ракетных двигателей (ЖРД) с целью оценки высокочастотной устойчивости процесса горения.

Установка для испытаний высотных ракетных двигателей на твердом топливе // 2514326

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при разработке оборудования для огневых стендовых испытаний высотных ракетных двигателей на твердом топливе.

Стенд для высотных испытаний ракетных двигателей с тонкостенными соплами // 2513063

Изобретение относится к ракетной технике, а именно к стендовому оборудованию, применяемому при огневых стендовых испытаниях ракетных двигателей с имитацией высотных условий.

Экспериментальный ракетный двигатель твердого топлива // 2506445

Экспериментальный ракетный двигатель твердого топлива содержит корпус из композитного материала с передним и сопловым днищами, соединенными между собой посредством цилиндрического участка, скрепленный с корпусом заряд твердого топлива и утопленное сопло.

Способ определения скорости горения твердого ракетного топлива // 2505699

При определении скорости горения твердого ракетного топлива производят монтаж и сжигание стержневого образца с запальным проводником в камере сгорания, имеющей систему регистрации давления.

Комплекс автоматизированного управления ракетными формированиями и формированиями реактивных систем залпового огня крупного калибра // 2552132

Изобретение относится к комплексам автоматизированного управления ракетными формированиями и формированиями реактивных систем залпового огня крупного калибра. Технический результат - повышение эффективности поражения целей за счет придания ракетным формированиям и формированиям реактивных систем залпового огня крупного калибра свойств разведывательно-ударного комплекса, функционирующего по принципу «разведал-поразил». Комплекс содержит электронно-вычислительную машину, аппаратуру передачи данных со средствами связи, средства автоматизации, блок сопряжения оперативно-тактической и радиолокационной информации, который подключен к коммутирующему устройству сопряжения и к двум аппаратурам передачи данных со средствами связи. Одна из аппаратур предназначена для информационного обмена радиолокационной информацией со средствами разведки, а другая - для информационного обмена оперативно-тактической информацией с вышестоящим, подчиненным и взаимодействующим органами управления. Устройство сопряжения содержит блок управления, позволяющий обрабатывать радиолокационную информацию от средств разведки, при этом сохранена возможность обработки в нем оперативно-тактической информации, поступающей от вышестоящего, подчиненного и взаимодействующего органов управления. Для принятой к поражению цели в комплексе предусмотрена возможность определения корректур установок стрельбы и данных полетного задания с целью обслуживания стрельбы в режиме реального времени. 1 ил.