RU2085886C1 - Method of check of space vehicle system for tightness - Google Patents

Method of check of space vehicle system for tightness Download PDF

Info

Publication number
RU2085886C1
RU2085886C1 RU94020022A RU94020022A RU2085886C1 RU 2085886 C1 RU2085886 C1 RU 2085886C1 RU 94020022 A RU94020022 A RU 94020022A RU 94020022 A RU94020022 A RU 94020022A RU 2085886 C1 RU2085886 C1 RU 2085886C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
liquid
working medium
gas
temperature
systems
Prior art date
Application number
RU94020022A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU94020022A (en
Inventor
Э.В. Щербаков
В.А. Ольшанский
Н.Г. Панов
В.И. Тройников
Original Assignee
Ракетно-космическая корпорация "Энергия" им.С.П.Королева
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 Ракетно-космическая корпорация "Энергия" им.С.П.Королева filed Critical Ракетно-космическая корпорация "Энергия" им.С.П.Королева
Priority to RU94020022A priority Critical patent/RU2085886C1/en
Publication of RU94020022A publication Critical patent/RU94020022A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2085886C1 publication Critical patent/RU2085886C1/en

Links

Landscapes

  • Examining Or Testing Airtightness (AREA)

Abstract

FIELD: testing technology. SUBSTANCE: pressure of working medium in system, its temperature and ambient air pressure are measured at the beginning and at the end of holding period; besides that, change in integral temperature of liquid in liquid chamber of system within the same period of time is measured. Untightness of system is judged from volume of liquid contained in liquid chamber and mass of gas in gas chamber measured in filling the system with working medium. EFFECT: enhanced efficiency.

Description

Изобретение относится к области испытательной техники и может быть использовано при испытаниях систем космических аппаратов на герметичность на заключительном этапе подготовки космических аппаратов к пуску, когда системы (например система терморегулирования) космических аппаратов заправлены рабочей средой. The invention relates to the field of testing equipment and can be used for testing spacecraft systems for leaks at the final stage of preparation of spacecraft for launch, when the systems (for example, thermal control system) of spacecraft are filled with a working medium.

Известны способы контроля герметичности систем космических аппаратов, заправленных рабочей средой, заключающиеся в оценке негерметичности системы путем измерения скорости уменьшения давления рабочей среды в системе. Known methods for monitoring the tightness of systems of spacecraft filled with a working medium, which consists in assessing the leakage of the system by measuring the rate of decrease in pressure of the working medium in the system.

Наиболее близким по технической сущности к предложенному является способ контроля герметичности систем космических аппаратов, заправленных рабочей средой, заключающийся в измерении в начале и конце выдержки в течение заданного промежутка времени давления рабочей среды в системе, температуры и давления окружающего воздуха и оценке по измеренным значениям негерметичности системы. Closest to the technical essence of the proposed is a method for monitoring the tightness of spacecraft systems filled with a working medium, which consists in measuring at the beginning and end of the shutter speed for a given period of time the pressure of the working medium in the system, the temperature and pressure of the ambient air, and an assessment of the measured values of the system leakage .

Этот способ принят за прототип. This method is adopted as a prototype.

Недостатком прототипа и других известных способов является то, что они справедливы только для контроля систем, полностью заправленных однородной по физическим свойствам средой (как правило, газом), поскольку при этом геометрический объем, занимаемый средой, совпадает с внутренним объемом контролируемой системы, а данные способы предполагают неизменность геометрического объема, занимаемого средой в контролируемой системе. Так как в большинстве случаев системы изготавливаются из материалов с малыми линейными температурными коэффициентами расширения (в первую очередь, металлов), деформации систем в течение заданного промежутка времени, связанные с изменениями температуры, пренебрежимо малы. Следовательно, пренебрежимо малы и связанные с изменениями температуры изменения занимаемого средой геометрического объема, несмотря на то, что вызванные изменениями температуры изменения давления среды (газа или, в значительно превышающей мере, жидкости) могут быть значительными. The disadvantage of the prototype and other known methods is that they are valid only for monitoring systems that are completely charged with a medium homogeneous in physical properties (usually gas), since the geometric volume occupied by the medium coincides with the internal volume of the controlled system, and these methods suggest the invariance of the geometric volume occupied by the medium in a controlled system. Since in most cases the systems are made of materials with small linear temperature expansion coefficients (primarily metals), deformations of the systems over a given period of time associated with temperature changes are negligible. Consequently, the changes in the geometric volume occupied by the medium, which are associated with changes in temperature, are negligible, despite the fact that changes in the pressure of the medium (gas or, to a much greater extent, liquid) caused by temperature changes can be significant.

Данные способы становятся неприемлемыми в случае гетерогенных систем, т. е. систем, часть объема которых заправлена жидкостью, а часть газом, причем обе части сообщаются через подвижную разделительную оболочку, например, мембрану или сильфон (наиболее характерным примером таких гетерогенных систем является система терморегулирования космических аппаратов). These methods become unacceptable in the case of heterogeneous systems, i.e., systems, part of the volume of which is charged with liquid, and part with gas, both of which communicate through a movable separation shell, for example, a membrane or a bellows (the most typical example of such heterogeneous systems is the space temperature control system devices).

Это объясняется тем, что конструкция такого рода систем изначально предназначена для обеспечения компенсации значительных изменений занимаемого жидкостью геометрического объема, и соответственно, обеспечения приемлемых величин изменения давления жидкости. This is due to the fact that the design of such systems is originally designed to compensate for significant changes in the geometric volume occupied by the liquid, and, accordingly, to provide acceptable values for the change in liquid pressure.

Такое основное свойство конструкции рассматриваемых систем приводит к тому, что изменения температуры в течение заданного промежутка времени вызывают существенные изменения геометрических объемов, занимаемых разнородными средами (жидкостью и газом) в контролируемой системе, а эти изменения, в свою очередь, если их не принимать во внимание, приводят к заведомо неверным выводам о негерметичности контролируемой системы. This basic property of the design of the systems under consideration leads to the fact that temperature changes during a given period of time cause significant changes in the geometric volumes occupied by heterogeneous media (liquid and gas) in the controlled system, and these changes, in turn, if they are not taken into account , lead to obviously wrong conclusions about the leakage of the controlled system.

Техническим результатом является обеспечение возможности контроля гетерогенных систем космических аппаратов, т. е. систем космических аппаратов, состоящих из разделенных гибкой мембраной компенсатора жидкостной и газовой полостей, заправленных рабочей средой. The technical result is the ability to control heterogeneous spacecraft systems, i.e. spacecraft systems, consisting of liquid and gas cavities separated by a flexible membrane of the compensator, filled with a working medium.

Технический результат достигается тем, что в известном способе контроля герметичности систем космических аппаратов, состоящих на разделенных гибкой мембраной компенсатора жидкостной и газовой полостей, заправленных рабочей средой, заключающемся в измерении в начале и конце выдержки в течение заданного промежутка времени давления рабочей среды в системе, температуры и давление окружающего воздуха и оценке по измеренным значениям негерметичности системы, при заправке системы рабочей средой определяют объем жидкости в жидкостной и массу газа в газовой полостях системы, в процессе выдержки дополнительно определяют изменение за тот же заданный промежуток времени интегральной температуры жидкости в жидкостной полости системы и учитывают определенные значения при оценке негерметичности системы. The technical result is achieved by the fact that in the known method for checking the tightness of spacecraft systems, consisting of liquid and gas cavities separated by a flexible membrane of the compensator, filled with a working medium, which consists in measuring at the beginning and end of exposure for a given period of time the pressure of the working medium in the system, temperature and the ambient air pressure and the assessment of the measured values of the leakage of the system, when filling the system with a working medium, the volume of liquid in the liquid and sous gas in the gas cavities system during exposure further comprises determining a change for the same predetermined time temperature integral fluid cavity in fluid systems and allow for specific values in the evaluation system leaks.

Таким образом, при контроле предложенным способом учитываются изменения геометрических объектов, занимаемых разнородными средами (жидкостью и газом) в контролируемой системе, что позволяет обеспечить необходимую достоверность результатов контроля. Thus, when monitoring the proposed method, changes in geometric objects occupied by heterogeneous media (liquid and gas) in the controlled system are taken into account, which allows to ensure the necessary reliability of the control results.

Способ контроля герметичности систем космических аппаратов, состоящих на разделенных гибкой мембраной компенсатора жидкостной и газовой полостей, заправленных рабочей средой (например, системы терморегулирования, жидкостная полость которой заправлена теплоносителем "Темп" объемом Vж, а давление рабочей среды в системе создано путем заправки газовой полости газообразным азотом массой m(r) до избыточного давления Pr), осуществляется следующим образом.A method for monitoring the tightness of spacecraft systems consisting of liquid and gas cavities separated by a flexible compensator membrane filled with a working medium (for example, a temperature control system, the liquid cavity of which is filled with Temp coolant of volume V w , and the working medium pressure in the system is created by filling the gas cavity gaseous nitrogen of mass m (r) to an overpressure P r ) is carried out as follows.

Измеряют в начале и конце выдержки в течение заданного промежутка времени T давление Pr(н) и Pr(к) рабочей среды в системе, температуру tr(н) и tr(к) (она практически равна температуре азота в газовой полости системы) и давление Рб(н) и Рб(к) окружающего воздуха, а также определяет изменение за тот же заданный промежуток времениT интегральной температурыtж теплоносителя в жидкостной полости системы и оценивают негерметичность системы Qсист по отношению:

Figure 00000001

где R универсальная газовая постоянная;
Mr молекулярный вес азота;
B коэффициент линейного расширения теплоносителя.Measure the pressure P r (n) and P r (k) of the working medium in the system, the temperature t r (n) and t r (k) (it is practically equal to the temperature of nitrogen in the gas cavity at the beginning and end of the exposure for a given period of time T system) and the pressure P b (n) and P b (k) of the surrounding air, and also determines the variation in the same lapse vremeniT integral temperaturyt w coolant cavity in fluid systems and evaluate leakage system Q systems are:
Figure 00000001

where R is the universal gas constant;
M r is the molecular weight of nitrogen;
B coefficient of linear expansion of the coolant.

В течение заданного промежутка времениT происходит как утечка теплоносителя из жидкостной полости системы, приводящая к уменьшению объема теплоносителя в последней, так и изменение объема теплоносителя в жидкостной полости системы за счет изменения интегральной температуры теплоносителя. При этом итоговое изменение объема теплоносителя в жидкостной полости равно изменению объема азота в газовой полости системы, взятому с противоположным знаком VжVr Vr(н) Vr(к). (2)
Уравнение для азота в газовой полости системы, записанное для состояния начала заданного промежутка времениT, следующее:
[Pr(н) + Рб(н)]•Vr(н) m(r)•R•tr(н)/Mr, (3)
и, соответственно, записанное для состояния конца заданного промежутка времениТ, следующее:
[Pr(к) + Рб(к)]•Vr(к) m(r)•R•tr(к)/Mr. (4)
Выделяя из уравнения (3) и (4) значения Vr(н) и Vr(к) и подставляя их в выражение (2), получим:

Figure 00000002

Вместе с тем при абсолютной герметичности жидкостной полости системы изменение объема теплоносителя (^Vж)темп в ней было бы обусловлено только изменениями интегральной температуры теплоносителя и составило бы:
(^Vж)темп B•Vж•^tж. (6)
Поскольку изменение объема теплоносителя (^Vж)негерм за счет утечки его из жидкостной полости системы определяется из уравнения: Vж (^Vж)темп + (^Vж)негерм, (7)
или,
(^Vж)негермVж (^Vж)темп, (8)
откуда
Figure 00000003

то, подставляя в уравнение (9) равенства (5) и (6), получим искомое соотношение (1).During a given period of time T, both the leakage of the coolant from the liquid cavity of the system, leading to a decrease in the volume of coolant in the latter, and a change in the volume of coolant in the liquid cavity of the system due to a change in the integral temperature of the coolant. In this case, the total change in the volume of the coolant in the liquid cavity is equal to the change in the volume of nitrogen in the gas cavity of the system, taken with the opposite sign V W V r V r (n) V r (k) . (2)
The equation for nitrogen in the gas cavity of the system, written for the state of the beginning of a given time interval T, is as follows:
[P r (n) + R b (n) ] • V r (n) m (r) • R • t r (n) / M r , (3)
and, accordingly, recorded for the state of the end of a given period of time T, the following:
[P r (k) + P b (k) ] • V r (k) m (r) • R • t r (k) / M r . (4)
Selecting from the equations (3) and (4) the values of V r (n) and V r (k) and substituting them in the expression (2), we obtain:
Figure 00000002

However, with the absolute tightness of the liquid cavity of the system, a change in the volume of the coolant (^ V W ) the rate in it would be due only to changes in the integral temperature of the coolant and would be:
(^ V w ) tempo B • V w • ^ t w . (6)
Since the change in volume of the coolant (^ V w) negerm due to leakage from its liquid cavity system is defined by the equation: V w (^ V w) rate + (^ V w) negerm, (7)
or,
(^ V f ) negherms V f (^ V f ) tempo , (8)
where from
Figure 00000003

then, substituting equalities (5) and (6) into equation (9), we obtain the desired relation (1).

При использовании предложенного способа обеспечивается возможность испытаний систем (например, системы терморегулирования) космических аппаратов, заправленных рабочей средой, на герметичность при подготовке космических аппаратов на стартовой позиции и, следовательно, надежность работы системы в полете. When using the proposed method, it is possible to test systems (for example, thermal control systems) of spacecraft filled with a working medium for leaks during the preparation of spacecraft at the starting position and, therefore, the reliability of the system in flight.

Claims (1)

Способ контроля герметичности систем космических аппаратов, состоящих из разделенных гибкой мембраной компенсатора жидкостной и газовой полостей, заправленных рабочей средой, заключающийся в измерении в начале и конце выдержки в течение заданного промежутка времени давления рабочей среды в системе, температуры и давления окружающего воздуха и оценке по измеренным значениям негерметичности системы, отличающийся тем, что при заправке системы рабочей средой определяют объем жидкости в жидкостной и массу газа в газовой полостях системы, в процессе выдержки дополнительно определяют изменение за тот же заданный промежуток времени среднеарифметической температуры жидкости в жидкостной полости системы и учитывают эти значения при оценке негерметичности системы. A method for monitoring the tightness of spacecraft systems, consisting of liquid and gas cavities separated by a flexible membrane compensator, filled with a working medium, which consists in measuring at the beginning and end of exposure for a given period of time the pressure of the working medium in the system, the temperature and pressure of the ambient air, and the assessment of the measured leakage values of the system, characterized in that when filling the system with a working medium, the volume of liquid in the liquid and the mass of gas in the gas cavities of the system are determined , during the aging process, the change in the same specified period of time is additionally determined for the arithmetic mean temperature of the liquid in the liquid cavity of the system and these values are taken into account when evaluating the leakage of the system.
RU94020022A 1994-05-31 1994-05-31 Method of check of space vehicle system for tightness RU2085886C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU94020022A RU2085886C1 (en) 1994-05-31 1994-05-31 Method of check of space vehicle system for tightness

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU94020022A RU2085886C1 (en) 1994-05-31 1994-05-31 Method of check of space vehicle system for tightness

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU94020022A RU94020022A (en) 1996-03-20
RU2085886C1 true RU2085886C1 (en) 1997-07-27

Family

ID=20156547

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU94020022A RU2085886C1 (en) 1994-05-31 1994-05-31 Method of check of space vehicle system for tightness

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2085886C1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Отраслевой стандарт ОСТ 92-4291-75. Методы гидравлических и пневматических испытаний изделий на прочность и герметичность. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3145052B2 (en) Container inspection equipment
US8448498B1 (en) Hermetic seal leak detection apparatus
JPH10108855A (en) Method and device for quickly estimating storage life of negative pressure blood collection tube
JP3247195B2 (en) Unsteady state profile transmittance meter method and apparatus.
US4941345A (en) Method and apparatus for the measurement of gas properties
RU99125617A (en) METHOD FOR CHECKING THE LEAKAGE OF CLOSED VESSELS, A TEST CHAMBER, A TEST DEVICE AND A TEST INSTALLATION FOR THIS
RU2085886C1 (en) Method of check of space vehicle system for tightness
US3893332A (en) Leakage test system
Rousseaux et al. A static method for determination of vapour—liquid equilibria and saturated liquid molar volumes at high pressures and temperatures using a new variable-volume cell
Chaudhary et al. Solubilities of nitrogen, isobutane and carbon dioxide in polyethylene
US3216260A (en) Fluid pressure detection
US20150036715A1 (en) Method for Determining A Volume Thermal Expansion Coefficient of A Liquid
US5624189A (en) Temperature emulating system for determining the temperature of gun ammunition propellant
US6782753B1 (en) Thermodynamic pressure/temperature transducer health check
JPH06207845A (en) Method and device for measuring volume of piston combustion chamber
Lang et al. Triaxial tests on dry, naturally occurring snow
KR100679992B1 (en) System and method for establishment of powder density measurement
FI91563B (en) Method and arrangement for carrying out a multi-axial creeping test on a hollow body
SU1765737A2 (en) Method for metering pressure pulse gauge
PATRICKWAYNE et al. Investigation of Dalton and Amagat’s laws for gas mixtures with shock propagation
Prokopová et al. Design and testing of the supporting setup for the high-pressure vibrating tube densimeter
US3092992A (en) Apparatus and method for testing solid propellant for aging
SU1656358A1 (en) Device for checking leakage through movable seals
SU441474A1 (en) Method for determining gas density
RU2204118C2 (en) Process testing tightness of articles

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20070601