RU2476850C1 - Method of rocket engine control and diagnostics - Google Patents

Method of rocket engine control and diagnostics Download PDF

Info

Publication number
RU2476850C1
RU2476850C1 RU2011148474/06A RU2011148474A RU2476850C1 RU 2476850 C1 RU2476850 C1 RU 2476850C1 RU 2011148474/06 A RU2011148474/06 A RU 2011148474/06A RU 2011148474 A RU2011148474 A RU 2011148474A RU 2476850 C1 RU2476850 C1 RU 2476850C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
engine
threshold values
parameters
engine compartment
diagnostics
Prior art date
Application number
RU2011148474/06A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Анатолий Сергеевич Васин
Эдуард Владимирович Венгерский
Генрих Леонидович Усов
Михаил Иванович Ермолов
Валерий Юрьевич Рябых
Владимир Николаевич Кучкин
Original Assignee
Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Научно-Производственное Объединение "Техномаш"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Научно-Производственное Объединение "Техномаш" filed Critical Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Научно-Производственное Объединение "Техномаш"
Priority to RU2011148474/06A priority Critical patent/RU2476850C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2476850C1 publication Critical patent/RU2476850C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Testing Of Engines (AREA)

Abstract

FIELD: engines and pumps.
SUBSTANCE: proposed method consists in intermittent measurement of engine and engine compartment controlled parameters, their comparison with preset threshold values and executing control and diagnostics proceeding the results of comparison. Said controlled parameters include temperature and pressure in gas and fluid channels of engine and engine compartment. Note here that, additionally, derivate changes of parameters in time are defined to be compared with their appropriate threshold values. in case derivatives exist in the limits of threshold values, fault is considered tolerable to continuation of test and engine is changed into lower power conditions to feed inert medium into engine compartment.
EFFECT: higher validity of diagnostics.
1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к способам функционального контроля и диагностирования состояния при испытаниях сложных пневмогидравлических объектов, например ракетных двигателей (РД).The invention relates to methods for functional monitoring and diagnosing a condition during testing of complex pneumohydraulic objects, for example rocket engines (RD).

Известен способ контроля состояния жидкостного ракетного двигателя (ЖРД), заключающийся в измерении контрольных параметров и сравнении их с допустимыми (пороговыми) значениями, который реализуется с помощью информационно-измерительной системы (см., например, «Испытания ЖРД». Под ред. Левина В.Я. Москва, Машиностроение, 1981 г., с.199).A known method of monitoring the state of a liquid rocket engine (LRE), which consists in measuring control parameters and comparing them with acceptable (threshold) values, which is implemented using an information-measuring system (see, for example, "Tests LRE". Edited by Levin V . I. Moscow, Mechanical Engineering, 1981, p.199).

Данный способ осуществляет контроль состояния объекта и не позволяет диагностировать неисправность, т.е. определять место, степень и наименование неисправности.This method monitors the state of the object and does not allow to diagnose a malfunction, i.e. determine the place, degree and name of the malfunction.

Наиболее близким к заявленному способу является способ контроля и диагностирования ракетного двигателя, заключающийся в том, что циклически измеряют параметры двигателя и двигательного отсека, сравнивают их с заданными пороговыми значениями и диагностируют (локализуют) неисправность в случае выхода текущего значения параметра за его пороговый уровень и выключают двигатель (патент РФ 2393450, G01M 15/14) - наиболее близкий аналог.Closest to the claimed method is a method for monitoring and diagnosing a rocket engine, which consists in the fact that cyclically measure the parameters of the engine and the engine compartment, compare them with predetermined threshold values and diagnose (localize) a malfunction if the current parameter value exceeds its threshold level and turn off the engine (RF patent 2393450, G01M 15/14) is the closest analogue.

Известный способ контроля и диагностирования не позволяет диагностировать степень неисправности, а любое превышение пороговых значений измеряемых параметров фиксирует как отказ, и выключают двигатель. При этом программа испытания оказывается не выполненной и требует повторения на дополнительной материальной части. Вместе с тем опыт эксплуатации и испытаний РД показывает, что существует большая группа неисправностей, связанных с незначительными негерметичностями жидкостного и газовых трактов, при которых возможно продолжение испытания и выполнения его программы.The known method of monitoring and diagnosis does not allow to diagnose the degree of malfunction, and any excess of the threshold values of the measured parameters is recorded as a failure, and the engine is turned off. However, the test program is not completed and requires repetition on additional material. At the same time, the experience of the operation and testing of the taxiway shows that there is a large group of malfunctions associated with minor leaks in the liquid and gas paths, in which it is possible to continue the test and carry out its program.

Техническим результатом настоящего изобретения является повышение достоверности контроля и диагностирования РД за счет определения в процессе диагностирования степени неисправности, при которой допустимо продолжение испытания и выполнение его программы, и исключения выхода из строя РД.The technical result of the present invention is to increase the reliability of the control and diagnosis of taxiways by determining in the process of diagnosing the degree of malfunction at which the continuation of the test and the execution of its program is acceptable, and eliminating the failure of the taxiway.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе контроля и диагностирования ракетного двигателя, заключающемся в циклическом измерении параметров двигателя и двигательного отсека, сравнении их с заданными пороговыми значениями и по результатам сравнения осуществлении контроля и диагностирования двигателя, новым является то, что дополнительно определяют производные изменения параметров во времени, сравнивают их со своими пороговыми значениями и, в случае нахождения производных в пределах пороговых значений, фиксируют степень неисправности, допустимой для продолжения испытания, переводят двигатель на пониженный режим и подают в двигательный отсек инертную среду.The specified technical result is achieved by the fact that in the method of monitoring and diagnosing a rocket engine, which consists in cyclically measuring the parameters of the engine and the engine compartment, comparing them with predetermined threshold values and comparing the results of monitoring and diagnosing the engine, it is new that the derived changes are additionally determined parameters over time, compare them with their threshold values and, if derivatives are within the threshold values, I fix the degree of fault, allowed for the continuation of the tests the engine is transferred to the reduced mode and fed into the engine compartment inert environment.

Операции по переводу двигателя на пониженный режим и подаче в двигательный отсек инертной среды позволяют сохранить материальную часть двигателя, кабельной сети и приборов, находящихся в двигательном отсеке, от воздействия агрессивной среды при сравнительно небольших неисправностях. В качестве инертной среды при стендовых испытаниях используют душирование двигательного отсека водой, а при летных испытаниях - газом наддува (азот или гелий).Operations to transfer the engine to a lower mode and supply an inert medium to the engine compartment allow the material of the engine, cable network and devices located in the engine compartment to be protected from the effects of an aggressive environment with relatively small malfunctions. As an inert medium during bench tests, the engine compartment is choked with water, and during flight tests, pressurization gas (nitrogen or helium) is used.

Сущность заявленного изобретения поясняется чертежом, на котором представлена схема информационно-управляющей системы для осуществления способа.The essence of the claimed invention is illustrated by the drawing, which shows a diagram of an information management system for implementing the method.

На данной схеме объект контроля и диагностирования (РД) обозначен позицией 1. В газовых трактах двигателя установлены датчики давления и температуры 2, а в жидкостных трактах - датчики давления и температуры 3. В двигательном отсеке установлены датчики давления и температуры 4. Датчики 2.3.4 связаны с входами коммутирующего устройства 5. Выход коммутирующего устройства 5 связан через устройство сопряжения 6 с входом ЭВМ 7, которая через устройство сопряжения 8 связана с магнитными носителями информации 9 (предназначены для анализа работы системы) и с командным устройством 10, входящим в систему управления (СУ) 11 РД, которая в свою очередь связана со входом устройства 5. В двигательном отсеке дополнительно установлен источник инертной среды 12, который срабатывает по команде от командного устройства 10 системы управления 11 при допустимой степени неисправности. Командное устройство 10 в зависимости от результатов контроля и диагностирования в системе управления 11 выдает команды на перевод двигателя на пониженный режим и подачу инертной среды при нахождении производных изменения параметров в пределах пороговых значений и на выключение двигателя при выходе параметров и их производных за пороговые значения.In this diagram, the monitoring and diagnosing object (RD) is indicated by the number 1. Pressure sensors and temperature sensors 2 are installed in the gas paths of the engine, and pressure and temperature sensors 3 are installed in the liquid paths. Pressure and temperature sensors are installed in the engine compartment 4. Sensors 2.3.4 connected to the inputs of the switching device 5. The output of the switching device 5 is connected through the interface device 6 to the input of the computer 7, which through the interface device 8 is connected to the magnetic storage media 9 (designed to analyze the operation of systems ) and with the command device 10 included in the control system (CS) 11 of the taxiway, which in turn is connected to the input of the device 5. An inert medium source 12 is additionally installed in the engine compartment, which is triggered by a command from the command device 10 of the control system 11 with an acceptable degree of malfunction. The command device 10, depending on the results of monitoring and diagnostics in the control system 11, gives commands to switch the engine to a lower mode and to supply an inert medium when the derivatives of the parameter changes within the threshold values are found and to turn off the engine when the parameters and their derivatives go beyond the threshold values.

Способ осуществляется следующим образом.The method is as follows.

До начала испытания РД известным образом, например, с помощью его математической модели, формируют пороговые значения измеряемых параметров (температуры и давления в газовых и жидкостных трактах) и их производных но времени и заносят их и систему управления 11.Prior to testing the taxiway in a known manner, for example, using its mathematical model, form threshold values of the measured parameters (temperature and pressure in gas and liquid paths) and their derivatives but time and enter them and the control system 11.

При работе РД датчики 2, 3, 4 циклически замеряют текущие значения параметров в жидкостных и газовых трактах двигателя, а также значения давления и температуры в двигательном отсеке.When the taxiway is working, sensors 2, 3, 4 cyclically measure the current values of the parameters in the liquid and gas paths of the engine, as well as the pressure and temperature in the engine compartment.

Сигналы измеренных параметров и сигналы пороговых значений параметров и их производных по времени поступают на коммутирующее устройство 5, где осуществляется операция сравнения измеренных значений каждого параметра и их производных со значениями его пороговых уровней, после чего сигналы рассогласования через устройство сопряжения 6 поступают на ЭВМ 7, где сигналы обрабатываются и передаются через блок сопряжения на запись на носители информации 9 и на командное устройство 10.The signals of the measured parameters and the signals of the threshold values of the parameters and their time derivatives are supplied to the switching device 5, where the operation of comparing the measured values of each parameter and their derivatives with the values of its threshold levels is performed, after which the mismatch signals through the interface device 6 are sent to the computer 7, where the signals are processed and transmitted through the interface unit for recording on the storage media 9 and the command device 10.

При нахождении всех параметров в диапазоне между пороговыми уровнями принимают состояние двигателя нормальным и РД продолжает работу. При выходе любого из параметров за его пороговый уровень производят сравнение производной его изменения со своими пороговыми значениями.When all parameters are in the range between threshold levels, the engine state is assumed normal and the taxiway continues to operate. When any of the parameters goes beyond its threshold level, the derivative of its change is compared with its threshold values.

При нахождении производных изменения параметров во времени в пределах пороговых значений фиксируют степень возникшей неисправности, допустимой для продолжения испытания, и с целью сохранения материальной части двигателя и находящихся в двигательном отсеке приборов и кабельной сети, переводят двигатель на пониженный режим и подают команду на подачу в отсек инертной среды от источника 12.When the derivatives of the parameter changes in time are found within the threshold values, the degree of the malfunction that arises is admissible to continue the test, and in order to preserve the material of the engine and the devices and cable network located in the engine compartment, the engine is put into reduced mode and a command is sent to the compartment inert medium from source 12.

При выходе производных изменения параметров во времени за свои пороговые значения выключают двигатель и прекращают испытание.When the derivatives change in time over their threshold values, they turn off the engine and stop the test.

Claims (1)

Способ контроля и диагностирования ракетного двигателя, заключающийся в циклическом измерении параметров двигателя и двигательного отсека, сравнении их с заданными пороговыми значениями и по результатам сравнения осуществлении контроля и диагностирования двигателя, отличающийся тем, что дополнительно определяют производные изменения параметров по времени, сравнивают их со своими пороговыми значениями и, в случае нахождения производных в пределах пороговых значений, фиксируют степень неисправности как допустимую, после чего для продолжения испытания переводят двигатель на пониженный режим и подают в двигательный отсек инертную среду. A method of monitoring and diagnosing a rocket engine, which consists in cyclically measuring the parameters of the engine and engine compartment, comparing them with predetermined threshold values and comparing the results of monitoring and diagnosing the engine, characterized in that they further determine the time-dependent derivatives of the parameters, compare them with their threshold values and, if the derivatives are within the threshold values, fix the degree of malfunction as permissible, then for Test report has to translate the engine at reduced mode and is fed into the engine compartment inert medium.
RU2011148474/06A 2011-11-30 2011-11-30 Method of rocket engine control and diagnostics RU2476850C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011148474/06A RU2476850C1 (en) 2011-11-30 2011-11-30 Method of rocket engine control and diagnostics

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011148474/06A RU2476850C1 (en) 2011-11-30 2011-11-30 Method of rocket engine control and diagnostics

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2476850C1 true RU2476850C1 (en) 2013-02-27

Family

ID=49121585

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011148474/06A RU2476850C1 (en) 2011-11-30 2011-11-30 Method of rocket engine control and diagnostics

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2476850C1 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108915900A (en) * 2018-07-18 2018-11-30 中国人民解放军国防科技大学 Liquid rocket engine fault diagnosis method based on time invariant information of mathematical model
RU2750874C1 (en) * 2020-07-24 2021-07-05 Акционерное общество "НПО Энергомаш имени академика В.П. Глушко" Method for monitoring the charasteristics of liquid-propellant rocket engine units during firing tests
RU2750875C1 (en) * 2020-07-24 2021-07-05 Акционерное общество "НПО Энергомаш имени академика В.П. Глушко" Method for localizing malfunction of liquid-propellant rocket engine during fire test
RU2758781C1 (en) * 2020-07-24 2021-11-01 Акционерное общество "НПО Энергомаш имени академика В.П. Глушко" Method for monitoring the technical condition of a liquid rocket engine in transitional modes of a bench test
RU2774006C1 (en) * 2021-07-16 2022-06-14 Акционерное общество "НПО Энергомаш имени академика В.П. Глушко" Method for monitoring the technical condition of a liquid rocket engine

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2407463A1 (en) * 1977-10-31 1979-05-25 Gen Electric CONTROL STATION FOR GAS TURBINE ENGINES
RU2018900C1 (en) * 1990-06-05 1994-08-30 Государственное предприятие - Научно-производственное объединение "Техномаш" Method of testing and diagnostics of pneumohydraulic systems
SU1519350A1 (en) * 1987-06-30 1996-08-20 В.Н. Костюков Method of diagnosis and prediction of technical condition of machines
RU2133952C1 (en) * 1998-04-16 1999-07-27 Государственное предприятие "НПО. Техномаш" Method of checking and diagnosing pneumohydraulic object condition
RU2393450C1 (en) * 2009-03-25 2010-06-27 Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Научно-Производственное Объединение "Техномаш" Method of inspecting and diagnosing liquid-propellant engine

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2407463A1 (en) * 1977-10-31 1979-05-25 Gen Electric CONTROL STATION FOR GAS TURBINE ENGINES
US4158884A (en) * 1977-10-31 1979-06-19 General Electric Company Gas turbine engine trim test set apparatus
SU1519350A1 (en) * 1987-06-30 1996-08-20 В.Н. Костюков Method of diagnosis and prediction of technical condition of machines
RU2018900C1 (en) * 1990-06-05 1994-08-30 Государственное предприятие - Научно-производственное объединение "Техномаш" Method of testing and diagnostics of pneumohydraulic systems
RU2133952C1 (en) * 1998-04-16 1999-07-27 Государственное предприятие "НПО. Техномаш" Method of checking and diagnosing pneumohydraulic object condition
RU2393450C1 (en) * 2009-03-25 2010-06-27 Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Научно-Производственное Объединение "Техномаш" Method of inspecting and diagnosing liquid-propellant engine

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108915900A (en) * 2018-07-18 2018-11-30 中国人民解放军国防科技大学 Liquid rocket engine fault diagnosis method based on time invariant information of mathematical model
RU2750874C1 (en) * 2020-07-24 2021-07-05 Акционерное общество "НПО Энергомаш имени академика В.П. Глушко" Method for monitoring the charasteristics of liquid-propellant rocket engine units during firing tests
RU2750875C1 (en) * 2020-07-24 2021-07-05 Акционерное общество "НПО Энергомаш имени академика В.П. Глушко" Method for localizing malfunction of liquid-propellant rocket engine during fire test
RU2758781C1 (en) * 2020-07-24 2021-11-01 Акционерное общество "НПО Энергомаш имени академика В.П. Глушко" Method for monitoring the technical condition of a liquid rocket engine in transitional modes of a bench test
RU2774006C1 (en) * 2021-07-16 2022-06-14 Акционерное общество "НПО Энергомаш имени академика В.П. Глушко" Method for monitoring the technical condition of a liquid rocket engine
RU2791147C1 (en) * 2021-12-29 2023-03-03 Акционерное общество "НПО Энергомаш имени академика В.П. Глушко" Liquid rocket engines pump serviceability issues diagnosing method
RU2804438C1 (en) * 2022-11-03 2023-09-29 Акционерное общество "НПО Энергомаш имени академика В.П. Глушко" Method for monitoring the technical condition of a reusable liquid-propellant rocket engine as part of the return stage of a launch vehicle

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103792087B (en) Test run Fault monitoring and diagnosis method in parallel
RU2476850C1 (en) Method of rocket engine control and diagnostics
CN102449569B (en) Method for controlling a digital hydraulic controller
EP2853972A3 (en) Device and method for detection and/or diagnosis of faults in a process, equipment and sensors
CN104865949A (en) Initiated test health management system and method
WO2016133121A1 (en) Abnormality diagnosis method and abnormality diagnosis system
RU2684225C2 (en) Aircraft engine monitoring system validation instrument
US20210397950A1 (en) Abnormal driving state determination device and method using neural network model
US20170153283A1 (en) Method for detecting permanent and intermittent faults in a set of wires to be tested
US20120239315A1 (en) Valve fault test system
KR101941355B1 (en) An apparatus for simulating operation of a pneumatic control valve and method thereof
CN107977679B (en) Method for diagnosing early failure of complex device based on frequency response function and operation response characteristics
US9650969B2 (en) Monitoring method for monitoring a fuel injector of an internal combustion engine of a vehicle
WO2023034912A1 (en) Systems and methods for monitoring a valve
RU2393450C1 (en) Method of inspecting and diagnosing liquid-propellant engine
WO2015108618A8 (en) System and method to monitor characteristics of an operating fluid in a process line
Lamoureux et al. An approach to the health monitoring of a pumping unit in an aircraft engine fuel system
CN110375598B (en) Reliability analysis method for initiating explosive device product test system
RU109880U1 (en) AUTOMATED COMPLEX OF CHECKING THE STATE AND FUNCTIONING OF ON-BOARD MEANS OF CONTROL SYSTEMS OF ROCKET-CARRIER BLOCKS
CN109959491B (en) Method for diagnosing air leakage fault of buffer in landing gear load test flight
CN105090000B (en) A kind of method for diagnosing faults of the thick pumped vacuum systems of space simulator
JP2021124045A (en) Failure diagnostic system for spacecraft liquid propulsion system, and failure diagnostic method for spacecraft liquid propulsion system
Jing et al. Research on life prediction of airborne fuel pump based on combination of degradation data and life data
KR101765859B1 (en) Apparatus for diagnosing efficiency of hydraulic actuator for power plant and method for diagnosing efficiency thereof
Zarate et al. Computation and monitoring of the deviations of gas turbine unmeasured parameters

Legal Events

Date Code Title Description
PD4A Correction of name of patent owner