RU2193681C2

RU2193681C2 - Method of firing tests of liquid propellant rocket engines

Info

Publication number: RU2193681C2
Application number: RU2000109612A
Authority: RU
Inventors: В.П. Козелков; А.А. Кулеев; И.И. Фукс; В.М. Бородин; А.И. Дмитренко; Г.А. Бирюков; А.И. Мельников; В.С. Рачук; Б.А. Соколов
Original assignee: Федеральное государственное унитарное предприятие Конструкторское бюро химавтоматики
Priority date: 2000-04-14
Filing date: 2000-04-14
Publication date: 2002-11-27

Abstract

FIELD: routine technological tests. SUBSTANCE: according to proposed method, each engine is subjected to short-time firing tests without subsequent overhauling. Tests are carried out using gasoline as fuel, and after testing before and after demounting of engine from test stand inner spaces of engine are subjected to alternate low-vacuum evacuation and nitrogen blowing. After demounting, nitrogen blowing of engine is carried out using hot nitrogen with external heating of engine. EFFECT: reduced time and cost of cleaning of engine inner spaces from remnants of gasoline after carrying out firing routine technological tests.

Description

Изобретение относится к области ракетостроения и может быть использовано при производстве кислородно-керосиновых жидкостных ракетных двигателей (ЖРД). The invention relates to the field of rocket science and can be used in the production of oxygen-kerosene liquid propellant rocket engines (LRE).

Одним из видов испытаний, применяемых для контроля качества изготовления ЖРД, являются огневые контрольно-технологические испытания (КТИ). КТИ являются кратковременными огневыми испытаниями, которым подвергается каждый изготовленный двигатель. Задача проведения КТИ - контроль качества изготовления и сборки конкретного двигателя путем проверки его функционирования и определения фактических значений контролируемых параметров. Наиболее полно поставленной задаче отвечают КТИ без последующей переборки. One of the types of tests used to control the quality of the manufacture of liquid propellant rocket engines are fire control and technological tests (KTI). CTIs are the short-term fire tests that each engine undergoes. The task of the KTI is to control the quality of manufacture and assembly of a particular engine by checking its functioning and determining the actual values of the monitored parameters. The most complete task is met by the CTI without subsequent bulkheading.

Известен способ проведения контрольно-технологических огневых испытаний ЖРД, работающих на любых компонентах топлива, заключающийся в том, что каждый изготовленный двигатель подвергают кратковременным огневым испытаниям без последующей переборки (А.Е. Жуковский, B.C. Кондрусев и др. Испытания жидкостных ракетных двигателей. Учеб. пособие для авиац. специальностей вузов. М. : Машиностроение, 1981. С. 26 - прототип). There is a method of carrying out control and technological fire tests of liquid propellant rocket engines operating on any fuel component, which consists in the fact that each engine manufactured is subjected to short-term fire tests without subsequent bulkhead (A.E. Zhukovsky, BC Kondrusev, etc. Testing of liquid rocket engines. Textbook. manual for aviation specialties of universities. M.: Mechanical Engineering, 1981. P. 26 - prototype).

Указанным способом проводят КТИ ЖРД, работающих на любых компонентах топлива. Применительно к кислородно-керосиновым ЖРД он обладает важной особенностью. После испытаний требуется сложная и дорогостоящая технологии обработка двигателей для удаления остатков керосина из магистралей и агрегатов двигателей. Для этих целей применяют глубокое вакуумирование внутренних полостей двигателя на дорогостоящем оборудовании, обеспечивающем вакуум до 1•10^-4 кгс/см². Кроме того, данный способ не обеспечивает удаление остатков в виде тяжелых фракций керосина. Эти остатки могут оказать вредное влияние на конструкционные материалы и на функционирование агрегатов после длительного хранения двигателя.The specified method conduct KTI LRE working on any components of the fuel. With regard to oxygen-kerosene LRE, it has an important feature. After testing, a complex and expensive technology is required for engine treatment to remove kerosene residues from motor lines and engine assemblies. For these purposes, deep evacuation of the internal cavities of the engine is used on expensive equipment that provides a vacuum of up to 1 • 10 ^-4 kgf / cm ² . In addition, this method does not provide the removal of residues in the form of heavy fractions of kerosene. These residues can have a harmful effect on structural materials and on the functioning of the units after prolonged storage of the engine.

Задачей предлагаемого изобретения является устранение указанных недостатков известного способа контрольно-технологических испытаний. The task of the invention is to remedy these disadvantages of the known method of control and technological testing.

Это достигается тем, что контрольно-технологические испытания проводят с использованием бензина в качестве горючего, а после испытаний, до и после демонтажа двигателя со стенда, производят чередование неглубокого вакуумирования и продувки азотом внутренних полостей двигателя, при этом продувки после демонтажа двигателя осуществляют горячим азотом при внешнем обогреве двигателя. This is achieved by the fact that control and technological tests are carried out using gasoline as fuel, and after testing, before and after dismantling the engine from the stand, shallow vacuum is alternated and the internal cavities of the engine are purged with nitrogen, while purging after the engine is dismantled is carried out with hot nitrogen at external engine heating.

КТИ предлагаемым способом производят следующим образом. Из стендового бака на вход в магистраль горючего ЖРД вместо керосина подводят бензин. В виду малых отличий термодинамических характеристик бензина и керосина процессы, протекающие в двигателе при КТИ с использованием бензина в качестве горючего, позволяют контролировать функционирование агрегатов и параметры двигателя в условиях, близких к рабочим. KTI proposed method is as follows. Instead of kerosene, gasoline is fed from the bench tank to the entrance to the fuel rail of the liquid propellant rocket engine. In view of the small differences in the thermodynamic characteristics of gasoline and kerosene, the processes occurring in the engine at the KTI using gasoline as fuel allow controlling the functioning of the units and engine parameters in conditions close to working.

После испытаний производят очистку полостей двигателя от остатков бензина. В виду легкой испаряемости бензина используют относительно простую и недорогую технологию очистки двигателя. After the tests, the engine cavities are cleaned of gasoline residues. In view of the easy volatility of gasoline, a relatively simple and inexpensive engine cleaning technology is used.

На испытательном стенде до демонтажа двигателя производят предварительную очистку полостей двигателя от остатков бензина. Вначале остатки бензина удаляют через сливные штуцеры, расположенные в нижних частях агрегатов и магистралей двигателя. После этого производят продувку полостей двигателя газообразным азотом. Далее производят чередование неглубокого вакуумирования полостей двигателя до давления в 0,05...0,01 кгс/см² и продувки азотом. Количество циклов вакуумирования и продувки определяют из условия обеспечения пожаробезопасности при демонтажных работах.At the test bench before dismantling the engine, the engine cavities are pre-cleaned of gasoline residues. First, gasoline residues are removed through drain fittings located in the lower parts of the units and engine lines. After that, purge the engine cavities with nitrogen gas. Next, alternate shallow evacuation of the engine cavities to a pressure of 0.05 ... 0.01 kgf / cm ² and nitrogen purge. The number of evacuation and purge cycles is determined from the conditions for ensuring fire safety during dismantling.

После демонтажа двигателя со стенда производят окончательную очистку его внутренних полостей. Полости двигателя продувают горячим азотом с температурой 60. . .90^oС. Далее осуществляют наружный обогрев двигателя путем подачи горячего азота под специальный чехол, укрывающий двигатель. После того как температура конструкции двигателя достигнет 45...75^oС, производят чередование неглубокого вакуумирования полостей двигателя до давления в 0,05...0,01 кгс/см² и продувки горячим азотом. Количество циклов вакуумирования и продувки определяют по результатам проб состава внутренней среды двигателя. На этом очистку двигателя заканчивают и дальнейшую подготовку двигателя к отправке заказчику ведут по типовой для ЖРД технологии.After dismantling the engine from the stand, final cleaning of its internal cavities is performed. The engine cavities are purged with hot nitrogen with a temperature of 60.. .90 ^o C. Then carry out external heating of the engine by supplying hot nitrogen under a special cover that covers the engine. After the temperature of the engine design reaches 45 ... 75 ^o C, alternate shallow evacuation of the engine cavities to a pressure of 0.05 ... 0.01 kgf / cm ² and purge with hot nitrogen. The number of evacuation and purge cycles is determined by the results of samples of the composition of the internal environment of the engine. This completes the cleaning of the engine and further preparation of the engine for shipment to the customer is carried out according to the standard technology for liquid propellant rocket engines.

Предлагаемый способ контрольно-технологических огневых испытаний является эффективным методом контроля качества и стабильности изготовления кислородно-керосиновых ЖРД. Данный способ сокращает длительность и стоимость очистки внутренних полостей двигателя от остатков горючего. Для очистки двигателя не требуется дорогостоящее оборудование. The proposed method of control and technological fire tests is an effective method for monitoring the quality and stability of the manufacture of oxygen-kerosene rocket engines. This method reduces the duration and cost of cleaning the internal cavities of the engine from residual fuel. To clean the engine does not require expensive equipment.

При проведении КТИ кислородно-керосинового ЖРД с дожиганием по предлагаемому способу подтверждена эффективность контроля качества изготовления и сборки двигателя путем проверки его функционирования и определения фактических значений контролируемых параметров. Подтверждено качество и невысокая стоимость очистки внутренних полостей от остатков при использовании для КТИ бензина в качестве горючего. When conducting KTI oxygen-kerosene rocket engine with afterburning by the proposed method confirmed the effectiveness of quality control of manufacturing and assembly of the engine by checking its operation and determining the actual values of the controlled parameters. Confirmed the quality and low cost of cleaning the internal cavities from residues when using gasoline as a fuel for KTI.

Claims

The method of fire control and technological tests of the rocket engine, which consists in the fact that each engine manufactured is subjected to short-term fire tests without subsequent bulkhead, characterized in that the control and technological tests are carried out using gasoline as fuel, and after the tests, before and after dismantling the engine with stand, alternating shallow evacuation and nitrogen purging of the internal cavities of the engine, while purging after dismantling the engine is carried out with hot nitrogen at eshnem heating engine.