RU2246102C1 - Method of inspecting leak-proofness of spacecraft temperature control hydraulic system provided with hydropneumatic compensator and supplied with heat-transfer agent - Google Patents
Method of inspecting leak-proofness of spacecraft temperature control hydraulic system provided with hydropneumatic compensator and supplied with heat-transfer agent Download PDFInfo
- Publication number
- RU2246102C1 RU2246102C1 RU2003128543/28A RU2003128543A RU2246102C1 RU 2246102 C1 RU2246102 C1 RU 2246102C1 RU 2003128543/28 A RU2003128543/28 A RU 2003128543/28A RU 2003128543 A RU2003128543 A RU 2003128543A RU 2246102 C1 RU2246102 C1 RU 2246102C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- compensator
- coolant
- volume
- heat
- transfer agent
- Prior art date
Links
Landscapes
- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к космической технике, конкретно к способам контроля герметичности заправленных теплоносителем гидравлических систем терморегулирования космических аппаратов, снабженных гидропневматическим компенсатором. Предлагаемый способ может быть применен как в полете, так и во время наземной подготовки и в процессе хранения космических аппаратов.The invention relates to space technology, and specifically to methods for checking the tightness of hydraulic systems for temperature control of spacecraft charged with a coolant, equipped with a hydropneumatic compensator. The proposed method can be applied both in flight and during ground preparation and during storage of spacecraft.
Изобретение может быть использовано на предприятиях ракетно-космической промышленности, а также в других отраслях производства, где традиционные методы контроля герметичности заправленных рабочими телами гидравлических систем различного назначения, снабженных гидропневматическим компенсатором или их аналогом, такие как гидростатический, люминесцентный и другие, не могут быть использованы по тем или иным причинам.The invention can be used at the enterprises of the rocket and space industry, as well as in other manufacturing sectors, where traditional methods for checking the tightness of hydraulic systems for various purposes filled with working fluids equipped with a hydro-pneumatic compensator or their analogue, such as hydrostatic, luminescent and others, cannot be used for one reason or another.
Герметичность гидравлических систем терморегулирования космических аппаратов самого широкого назначения является основным техническим параметром, позволяющим давать прогноз на дальнейшую работоспособность таких систем как в полете, так и в период длительного хранения их в наземных условиях. Поэтому способы (методы) объективного контроля герметичности гидравлических систем, позволяющие определять фактические потери теплоносителя или степень их соответствия установленным нормативам, имеют важное значение, так как во многом могут определить дальнейшую судьбу конкретного космического аппарата.The tightness of the hydraulic systems for thermoregulation of spacecraft of the broadest purpose is the main technical parameter that allows predicting the further operability of such systems both in flight and during their long-term storage under ground conditions. Therefore, the methods (methods) of objective control of the tightness of hydraulic systems, allowing to determine the actual loss of coolant or the degree of their compliance with the established standards, are important, since they can largely determine the fate of a specific spacecraft.
Как известно, основу гидравлических систем терморегулирования космических аппаратов составляет замкнутый контур промежуточного теплоносителя, гидромагистрали которого размещены как в обитаемых герметичных отсеках, так и в других, недоступных для экипажа местах (непосещаемые герметичные приборные отсеки, негерметичные агрегатные отсеки, наружная поверхность космического аппарата и т.п.).As you know, the basis of the spacecraft’s hydraulic thermal control systems is a closed loop of the intermediate coolant, whose hydraulic lines are located both in inhabited airtight compartments and in other places inaccessible to the crew (unvisited airtight instrument compartments, leaky aggregate compartments, the outer surface of the spacecraft, etc. P.).
Для компенсации температурного изменения объема теплоносителя такие системы обычно снабжаются гидропневматическими компенсаторами. Компенсатор представляет собой сферическую или цилиндрическую емкость, герметично разделенную на две полости - жидкостную и газовую - подвижным разделителем сред. В качестве таких разделителей используют эластичную резиновую мембрану или объемный металлический сильфон. Жидкостная полость компенсатора подключается к гидромагистрали системы, а газовая - заправляется азотом или воздухом с определенным давлением. Компенсация температурного изменения объема теплоносителя обеспечивается за счет сжатия (расширения) газа в газовой полости компенсатора, которое сопровождается соответствующим изменением давления в гидромагистрали.To compensate for temperature changes in the volume of coolant, such systems are usually equipped with hydropneumatic compensators. The compensator is a spherical or cylindrical container, hermetically divided into two cavities - liquid and gas - a movable media separator. As such separators, an elastic rubber membrane or a volumetric metal bellows is used. The liquid cavity of the compensator is connected to the hydraulic line of the system, and the gas cavity is charged with nitrogen or air with a certain pressure. Compensation of the temperature change in the volume of the coolant is ensured by compression (expansion) of gas in the gas cavity of the compensator, which is accompanied by a corresponding change in pressure in the hydraulic line.
Условия плотной компоновки таких систем и их размещения на космических аппаратах практически исключают возможность применения гидростатического и люминесцентного методов контроля герметичности (они могут применяться лишь в обитаемых отсеках в очень ограниченном объеме и давать представление о местной негерметичности какой-либо гидромагистрали). Подробно о методах испытаний на герметичность заправленных рабочими телами гидравлических систем см. [1], стр.195-233.The tight arrangement of such systems and their placement on spacecraft virtually eliminates the possibility of using hydrostatic and luminescent methods of tightness control (they can only be used in inhabited compartments in a very limited volume and give an idea of the local leakage of any hydraulic line). For details on the methods of leak testing of hydraulic systems filled with working fluid, see [1], pp. 195-233.
Поэтому до настоящего времени манометрический метод контроля суммарной герметичности заправленных теплоносителем гидравлических систем космических аппаратов является единственным методом, широко применяемым в отечественной ракетно-космической промышленности. Этот метод, предусматривающий периодический контроль давления в заправленной системе, имеет целый ряд разновидностей, отличающихся только технической реализацией средств измерения давления (механические манометры, механические и электрические сигнализаторы предельных давлений, дистанционные электрические и телеметрические датчики давления и т.п.).Therefore, to date, the manometric method for monitoring the total tightness of the spacecraft hydraulic systems charged with the coolant is the only method widely used in the domestic space and rocket industry. This method, which provides for periodic monitoring of pressure in a charged system, has a number of varieties that differ only in the technical implementation of pressure measuring instruments (mechanical pressure gauges, mechanical and electrical limit pressure alarms, remote electric and telemetric pressure sensors, etc.).
Известен манометрический метод контроля герметичности заправленных рабочими телами гидравлических систем, приведенный в [1], стр.205. Метод предусматривает измерение давления рабочих тел с помощью механических манометров и определение темпа его снижения за определенное время. Эта величина является нормативной и косвенно подтверждает заданную герметичность системы. Метод широко применяется в авиационной и ракетно-космической промышленности. Методу присущи следующие недостатки:Known manometric method for monitoring the tightness of hydraulic systems filled with working fluid, given in [1], p.205. The method involves measuring the pressure of the working fluid using mechanical pressure gauges and determining the rate of decrease in a certain time. This value is normative and indirectly confirms the given tightness of the system. The method is widely used in the aviation and rocket and space industry. The method has the following disadvantages:
- метод не позволяет напрямую определять конкретную величину потери рабочего тела из системы (весовую или объемную), а дает возможность лишь косвенно судить о ней по скорости снижения давления за контролируемое время;- the method does not allow you to directly determine the specific value of the loss of the working fluid from the system (weight or volume), but makes it possible only to indirectly judge it by the rate of pressure drop over a controlled time;
- метод не учитывает изменение давления в системе за счет изменения среднемассовой температуры рабочего тела, которое может быть значительным при работе системы в широком диапазоне температур. Это, во-первых, снижает чувствительность метода, а, во-вторых, не дает возможность точно осуществлять временную привязку момента начала нештатного изменения давления в случае разгерметизации системы;- the method does not take into account the change in pressure in the system due to changes in the mass-average temperature of the working fluid, which can be significant when the system operates in a wide temperature range. This, firstly, reduces the sensitivity of the method, and, secondly, it does not make it possible to accurately time the start of an abnormal pressure change in the event of a depressurization of the system;
- чувствительность (точность) метода зависит от объема системы и рабочего диапазона манометра, поэтому, чем больше объем системы и чем выше рабочее давление в системе, тем хуже чувствительность метода.- the sensitivity (accuracy) of the method depends on the volume of the system and the operating range of the pressure gauge, therefore, the larger the volume of the system and the higher the working pressure in the system, the worse the sensitivity of the method.
Задачей настоящего изобретения является создание простого и надежного способа контроля герметичности заправленной теплоносителем гидравлической системы терморегулирования, снабженной гидропневматическим компенсатором, позволяющего:The objective of the present invention is to provide a simple and reliable method for monitoring the tightness of a hydraulic temperature control system filled with a coolant, equipped with a hydropneumatic compensator, which allows:
- во-первых, после проведения каждой контрольной операции делать достоверное заключение о соответствии фактической герметичности системы нормативному значению;- firstly, after each control operation, make a reliable conclusion about the compliance of the actual tightness of the system with the standard value;
- во-вторых, на любом этапе эксплуатации космического аппарата, включая его длительное хранение с заправленной системой в наземных условиях, с высокой точностью определять потери теплоносителя из системы;- secondly, at any stage of the operation of the spacecraft, including its long-term storage with the fuel system in the ground, to determine with high accuracy the loss of coolant from the system;
- в-третьих, минимизировать материальные затраты на его реализацию.- thirdly, to minimize material costs for its implementation.
Поставленная задача решается тем, что в известном способе контроля гидравлических характеристик заправленной теплоносителем системы терморегулирования, основанном на измерении текущих параметров системы и сравнении их с результатами предшествующих измерений, периодически измеряют свободный объем газовой полости гидропневматического компенсатора при одной и той же контрольной среднемассовой температуре теплоносителя и при выполнении соотношения:The problem is solved in that in the known method for monitoring the hydraulic characteristics of a temperature-controlled thermal control system based on measuring the current system parameters and comparing them with the results of previous measurements, the free volume of the gas cavity of the hydropneumatic compensator is periodically measured at the same control mass-average temperature of the coolant and at fulfillment of the ratio:
Vi≤(Vi+1+nφ)1),Vi≤ (V i + 1 + nφ) 1),
где Vi - объем газовой полости гидропневматического компенсатора при i-том измерении;where Vi is the volume of the gas cavity of the hydropneumatic compensator in the i-th measurement;
Vi+1 - объем газовой полости гидропневматического компенсатора при следующем измерении;V i + 1 - the volume of the gas cavity of the hydropneumatic compensator in the next measurement;
n - временной интервал между i-тым и i+1 измерениями;n is the time interval between the i-th and i + 1 measurements;
φ - нормативная величина объемной потери теплоносителя из системы в единицу времени,φ is the standard value of the volumetric loss of coolant from the system per unit time,
делают заключение о соответствии герметичности системы нормативному значению, а по разнице объемов, полученных при (i+1)-м и i-тым измерениями, отнесенной к временному интервалу между этими измерениями, определяют фактические потери теплоносителя из системы в единицу времени.make a conclusion about the compliance of the system tightness with the standard value, and the actual losses of the coolant from the system per unit time are determined by the difference in volumes obtained with the (i + 1) th and i-th measurements, referred to the time interval between these measurements.
Технический результат при использовании предложенного способа контроля герметичности заправленной теплоносителем гидравлический системы терморегулирования космического аппарата достигается за счет того, что в отличие от существующих в настоящее время аналогичных способов, в процессе эксплуатации (или хранения в наземных условиях) системы периодически измеряют не рабочее давление в системе, а непосредственно текущее значение свободного объема газовой полости гидропневматического компенсатора системы при одной и той же среднемассовой температуре теплоносителя. При этом разница между измеренными объемами, отнесенная к временному интервалу между измерениями, является величиной фактической потери теплоносителя из гидромагистрали системы в единицу времени, т.е. непосредственно и в полной мере характеризует герметичность системы (свойство конструкции системы терять во внешнюю среду в единицу времени не более заданного объема рабочего тела).The technical result when using the proposed method for monitoring the tightness of a spacecraft-filled hydraulic fluid thermal control system of a spacecraft is achieved due to the fact that, unlike the currently existing similar methods, during operation (or storage in ground conditions), the system periodically measures non-working pressure in the system, and directly the current value of the free volume of the gas cavity of the hydropneumatic compensator of the system for the same average mass new temperature of the heat carrier. In this case, the difference between the measured volumes, referred to the time interval between measurements, is the value of the actual loss of coolant from the system’s hydraulic line per unit time, i.e. directly and fully characterizes the tightness of the system (the property of the system design to lose in the external environment per unit time no more than a given volume of the working fluid).
Действительно, все потери теплоносителя из гидромагистрали системы во внешнюю среду автоматически восполняются вытеснением соответствующего объема теплоносителя из жидкостной полости компенсатора. При этом объем газовой полости компенсатора увеличивается на величину вытесненного объема теплоносителя, т.е. на величину потерь теплоносителя из гидромагистрали системы. Таким образом, герметичность заправленной теплоносителем системы можно контролировать путем периодического измерения свободного объема газовой полости компенсатора системы.Indeed, all losses of the coolant from the system hydraulic line to the external environment are automatically compensated by displacing the corresponding volume of coolant from the liquid cavity of the compensator. In this case, the volume of the gas cavity of the compensator increases by the amount of the displaced volume of the coolant, i.e. by the amount of coolant loss from the hydraulic system. Thus, the tightness of the system filled with coolant can be controlled by periodically measuring the free volume of the gas cavity of the system compensator.
Практическую реализацию предложенного способа контроля герметичности заправленной теплоносителем гидравлической системы терморегулирования с гидропневматическим компенсатором рассмотрим на примере одного из перспективных обитаемых модулей Российского сегмента Международной космической станции, предназначенного для длительной эксплуатации в условиях космического пространства.We will consider the practical implementation of the proposed method for monitoring the tightness of a hydraulic thermal control system with a hydropneumatic compensator filled with a coolant using the example of one of the promising inhabited modules of the Russian segment of the International Space Station, designed for long-term operation in outer space.
На этом модуле для измерения свободного объема газовой полости гидропневматического компенсатора системы терморегулирования принят метод эталонной емкости. При измерении объема по этому методу в газовой полости гидропневматического компенсатора устанавливается избыточное давление воздуха (по отношении к давлению атмосферы обитаемого отсека), например, на уровне 0,1-0,2 кгс/см2, которое с достаточно высокой точностью контролируется с помощью манометра абсолютного давления. В эталонной емкости, объем которой с заданной точностью измерен при ее изготовлении, обычно устанавливается давление атмосферы отсека. После этого газовая полость гидропневматического компенсатора системы сообщается с эталонной емкостью и измеряется абсолютное давление воздуха в объединенном объеме. Так как исходные давления и объем эталонной емкости известны, то свободный объем газовой полости гидропневматического компенсатора легко определить из соотношения:On this module, for measuring the free volume of the gas cavity of the hydropneumatic compensator of the thermal control system, the method of reference capacity is adopted. When measuring the volume by this method, the air pressure in the gas cavity of the hydropneumatic compensator is set to excess pressure (in relation to the pressure of the atmosphere of the inhabited compartment), for example, at the level of 0.1-0.2 kgf / cm 2 , which is controlled with a fairly high accuracy using a manometer absolute pressure. In a reference tank, the volume of which was measured with a given accuracy during its manufacture, the pressure of the atmosphere of the compartment is usually set. After that, the gas cavity of the hydropneumatic compensator of the system communicates with the reference capacity and the absolute air pressure in the combined volume is measured. Since the initial pressure and the volume of the reference capacity are known, the free volume of the gas cavity of the hydropneumatic compensator is easily determined from the relation:
где VГПК - свободный объем газовой полости гидропневматического компенсатора;where V GPC - the free volume of the gas cavity of the hydropneumatic compensator;
vэе - объем эталонной емкости;v ee - the volume of the reference capacity;
Роб - давление воздуха в объединенном объеме - газовая полость гидропневматического компенсатора плюс эталонная емкость;R about - air pressure in the combined volume - the gas cavity of the hydropneumatic compensator plus a reference capacity;
Pэе - исходное давление воздуха в эталонной емкости;P ee - initial air pressure in the reference tank;
Pгпк - исходное давление воздуха в газовой полости гидропневматического компенсатора.P hcp is the initial air pressure in the gas cavity of the hydropneumatic compensator.
Описание этого метода и схема устройства для его осуществления приведены, например, в [2] и [3].A description of this method and a diagram of the device for its implementation are given, for example, in [2] and [3].
Для возможности реализации метода эталонной емкости для измерения свободного объема газовой полости гидропневматического компенсатора в процессе изготовления модуля его система терморегулирования конструктивно выполняется таким образом, чтобы газовая полость гидропневматического компенсатора была связана трубопроводом с дренажным клапаном, расположенным в доступном месте обитаемого отсека. Одновременно изготавливается устройство для измерения объема.In order to be able to implement the method of the reference capacity for measuring the free volume of the gas cavity of the hydropneumatic compensator during the manufacturing process of the module, its thermoregulation system is structurally performed so that the gas cavity of the hydropneumatic compensator is connected by a pipeline to the drain valve located in an accessible place of the inhabited compartment. At the same time, a device for measuring volume is manufactured.
Устройство выполняется в виде съемного переносного блока, который содержит: дренажное приспособление, предназначенное для подключения блока к дренажному клапану газовой полости гидропневматического компенсатора; высокоточный прибор для измерения абсолютного давления (например, манометр абсолютного давления типа ВК-316М), эталонную емкость, группу запорных клапанов и штуцер для подключения бортового источника давления.The device is made in the form of a removable portable unit, which contains: a drainage device designed to connect the unit to the drain valve of the gas cavity of the hydropneumatic compensator; high-precision instrument for measuring absolute pressure (for example, VK-316M type absolute pressure gauge), a reference capacity, a group of shut-off valves and a fitting for connecting an onboard pressure source.
Для измерения среднемассовой температуры теплоносителя на поверхности гидромагистралей системы, расположенных в различных частях модуля, устанавливаются температурные датчики. Часть датчиков (8-10 штук) подключается к бортовой телеметрической системе и используется в процессе измерений при наземной подготовке модуля и в полете, вторая часть датчиков подключается к наземной (технологической) системе контроля параметров заправленных систем модуля и используется для измерения температуры теплоносителя при длительном хранении модуля (чтобы при измерении температуры не подавать электропитание на борт модуля и не включать бортовые системы).To measure the mass-average temperature of the coolant, temperature sensors are installed on the surface of the hydraulic lines of the system located in different parts of the module. Part of the sensors (8-10 pieces) is connected to the on-board telemetry system and is used in the process of measurement during ground preparation of the module and in flight, the second part of the sensors is connected to the ground (technological) control system of the parameters of the charged systems of the module and is used to measure the temperature of the coolant during long-term storage module (so that when measuring temperature not to supply power to the board of the module and not to include on-board systems).
На этапе наземной подготовки модуля (как правило, после заправки системы терморегулирования теплоносителем до установки штатного рабочего давления в системе) проводят контрольное измерение среднемассовой температуры теплоносителя, заправленного в гидромагистрали системы, и соответствующий ей свободный объем газовой полости гидропневматического компенсатора.At the stage of ground preparation of the module (as a rule, after refueling the thermal control system with the coolant before setting the standard operating pressure in the system), a control measurement of the mass-average temperature of the coolant charged in the hydraulic line of the system and the corresponding free volume of the gas cavity of the hydropneumatic compensator are carried out.
С целью снижения энергозатрат в полете, связанных с наведением контрольной среднемассовой температуры теплоносителя, измерение свободного объема газовой полости гидропневматического компенсатора при наземной подготовке системы проводят при номинальной среднемассовой рабочей температуре теплоносителя, определяемой основным номиналом настройки канала автоматического регулирования температуры.In order to reduce the energy consumption in flight associated with the establishment of the control mass-average temperature of the coolant, the measurement of the free volume of the gas cavity of the hydropneumatic compensator during ground preparation of the system is carried out at the nominal mass-average working temperature of the coolant, determined by the basic rating of the automatic temperature control channel.
Например, если номинальная среднемассовая рабочая температура теплоносителя системы в полете составляет 15±2°С (основной номинал настройки канала автоматического регулирования) при имеющейся возможности ее изменения (за счет перенастройки канала) в диапазоне 10-25°С, то при наземной подготовке системы измерение свободного объема газовой полости гидропневматического компенсатора проводят именно при этой (15±2°С) температуре.For example, if the nominal average mass operating temperature of the system coolant in flight is 15 ± 2 ° С (the main nominal setting of the automatic control channel) with the possibility of its change (due to channel reconfiguration) in the range of 10-25 ° С, then with ground preparation of the system the free volume of the gas cavity of the hydropneumatic compensator is carried out precisely at this (15 ± 2 ° C) temperature.
Так как в зале монтажно-испытательного корпуса, где проводится наземная подготовка модуля, температура окружающего воздуха поддерживается в диапазоне 22±3°С, то на время проведения этой операции к системе терморегулирования через штатный бортовой теплообменник подключаются средства наземного термостатирования и с их помощью среднемассовая температура теплоносителя системы снижается до необходимого уровня (15±2°С). Для равномерного распределения температуры теплоносителя по гидромагистрали одновременно включается гидронасос системы.Since the ambient temperature is maintained in the range of 22 ± 3 ° С in the assembly and test building’s building hall, where the ambient temperature is maintained, for the duration of this operation, ground-based thermostatic controllers are connected to the thermal control system via a standard on-board heat exchanger and, with their help, the mass-average temperature the coolant of the system is reduced to the required level (15 ± 2 ° C). To evenly distribute the temperature of the coolant along the hydraulic line, the hydraulic pump of the system is simultaneously turned on.
Контроль температуры теплоносителя во время этой операции производится с помощью бортовой телеметрической системы, при этом показания температурных датчиков с целью получения заданной точности в достижении необходимой среднемассовой температуры теплоносителя обрабатываются наземным компьютером по специальному алгоритму.The temperature of the coolant during this operation is controlled using the on-board telemetry system, while the readings of the temperature sensors in order to obtain the desired accuracy in achieving the required mass average temperature of the coolant are processed by the ground computer using a special algorithm.
После того, как среднемассовая температура теплоносителя в системе достигла необходимого значения, к дренажному клапану газовой полости гидропневматического компенсатора подключают устройство для измерения объема и измеряют этот объем. Измеренные значения среднемассовой температуры теплоносителя и соответствующего ей свободного объема газовой полости гидропневматического компенсатора являются контрольными (реперными) значениями для последующих операций контроля герметичности заправленной теплоносителем системы.After the mass-average temperature of the coolant in the system has reached the required value, a volume measuring device is connected to the drain valve of the gas cavity of the hydropneumatic compensator and this volume is measured. The measured values of the mass-average temperature of the coolant and the corresponding free volume of the gas cavity of the hydropneumatic compensator are the control (reference) values for subsequent operations of tightness control of the system filled with coolant.
Эти значения заносятся в формуляры системы терморегулирования и модуля и используются в дальнейшем при эксплуатации системы в полете.These values are entered in the forms of the temperature control system and the module and are used later in the operation of the system in flight.
После измерения свободного объема газовой полости гидропневматического компенсатора системы устройство для измерения объема отключается от дренажного клапана и укладывается на место хранения в обитаемом отсеке.After measuring the free volume of the gas cavity of the hydropneumatic compensator of the system, the device for measuring volume is disconnected from the drain valve and placed in a storage place in the inhabited compartment.
В течение полета в соответствии с инструкцией по эксплуатации модуля экипаж проводит периодический контроль герметичности системы терморегулирования. В планируемое Центром управления полетом время экипаж контролирует текущую настройку канала автоматического регулирования температуры теплоносителя и при необходимости выбирает номинал настройки, обеспечивающий заданную контрольную среднемассовую температуру теплоносителя (в рассматриваемом случае 15±2°С). Контроль этой температуры осуществляется на дисплее системного Laptop’а с помощью датчиков системы телеметрических измерений, показания которых во время этой операции транслируется в бортовой вычислительный комплекс, где они обрабатываются по специальному алгоритму с выдачей результата на Laptop. После достижения среднемассовой температурой контрольного значения экипаж подключает к дренажному клапану газовой полости гидропневматического компенсатора устройство для измерения объема и проводит это измерение. При этом необходимое избыточное давление в газовой полости гидропневматического компенсатора создается с помощью бортового источника давления, подключаемого к устройству на время этой операции.During the flight, in accordance with the module operating instructions, the crew periodically monitors the tightness of the thermal control system. At the time planned by the Flight Control Center, the crew monitors the current setting of the channel for automatically regulating the temperature of the coolant and, if necessary, selects the setting value that provides the specified control average mass temperature of the coolant (in this case, 15 ± 2 ° C). This temperature is monitored on the display of the Laptop’s system using the sensors of the telemetry measurement system, the readings of which during this operation are transmitted to the on-board computer complex, where they are processed according to a special algorithm with the result being output to the Laptop. After the mass-average temperature reaches the control value, the crew connects a volume measuring device to the drain valve of the gas cavity of the hydropneumatic compensator and performs this measurement. In this case, the necessary overpressure in the gas cavity of the hydropneumatic compensator is created using an on-board pressure source connected to the device for the duration of this operation.
Затем с помощью Laptop’а экипаж вводит полученные данные (исходное давление газа в газовой полости гидропневматического компенсатора, исходное давление в эталонной емкости устройства, установившееся давление газа в объединенном объеме, текущее время полета) в бортовой вычислительный комплекс, где по программе, составленной на основании формул 1, 2 и заложенных констант (объем эталонной емкости, нормативная величина объемной потери теплоносителя), проводится вычисление текущего свободного объема газовой полости гидропневматического компенсатора.Then, with the help of the Laptop, the crew enters the obtained data (the initial gas pressure in the gas cavity of the hydropneumatic compensator, the initial pressure in the device’s reference capacity, the steady-state gas pressure in the combined volume, the current flight time) into the on-board computer complex, where according to the program compiled on the basis of formulas 1, 2 and fixed constants (volume of the reference capacity, standard value of the volume loss of the coolant), the calculation of the current free volume of the gas cavity of the hydropneumatic comp sensor.
В результате вычислений бортового комплекса экипаж на дисплее Laptop’a получает следующую информацию:As a result of the on-board complex calculations, the crew on the Laptop’a display receives the following information:
- время проведения операции (календарная дата, текущее время, время с начала полета);- time of the operation (calendar date, current time, time from the start of the flight);
- временной интервал между последним и предыдущим измерениями;- time interval between the last and previous measurements;
- свободный объем газовой полости гидропневматического компенсатора, полученный во время предыдущего измерения;- the free volume of the gas cavity of the hydropneumatic compensator obtained during the previous measurement;
- текущий свободный объем газовой полости гидропневматического компенсатора;- current free volume of the gas cavity of the hydropneumatic compensator;
- текущую фактическую величину объемной потери теплоносителя в единицу времени;- the current actual value of the volumetric loss of coolant per unit time;
- потери теплоносителя из системы за время эксплуатации;- loss of coolant from the system during operation;
- заключение о герметичности (негерметичности) системы;- a conclusion on the tightness (leakage) of the system;
- номер экспедиции, фамилии членов экипажа.- expedition number, names of crew members.
При этом полученный во время последнего измерения текущий свободный объем газовой полости гидропневматического компенсатора автоматически записывается в память бортового вычислительного комплекса.Moreover, the current free volume of the gas cavity of the hydropneumatic compensator obtained during the last measurement is automatically recorded in the memory of the on-board computer complex.
Таким образом, совокупность новых признаков, отсутствующих в известных технических решениях, позволяет достичь нового технического результата, а именно:Thus, the combination of new features that are absent in the known technical solutions, allows to achieve a new technical result, namely:
- создать высокоточный способ контроля герметичности заправленных теплоносителем гидравлических систем терморегулирования, точность которого определяется только классом точности манометра абсолютного давления (для прибора, например, ВК-316М - шкала от 0 до 950 мм рт.ст., - точность измерения составляет ±0,5 мм рт.ст.);- to create a high-precision method for monitoring the tightness of hydraulic thermal control systems charged with a coolant, the accuracy of which is determined only by the accuracy class of the absolute pressure gauge (for the device, for example, VK-316M - a scale from 0 to 950 mm Hg, - the measurement accuracy is ± 0.5 mmHg.);
- определять величину фактической потери теплоносителя из системы с момента ее заправки во время каждой операции контроля герметичности;- determine the value of the actual loss of coolant from the system from the moment of its refueling during each tightness control operation;
- с учетом временного интервала между двумя последовательными операциями контроля герметичности определять величину фактической потери теплоносителя в единицу времени и путем сравнения ее с нормативной величиной давать однозначное заключение о герметичности (или негерметичности) системы;- taking into account the time interval between two sequential operations of tightness control, determine the actual loss of coolant per unit time and, by comparing it with the standard value, give an unambiguous conclusion about the tightness (or leakage) of the system;
- на основе анализа текущей динамики изменения величины фактических потерь теплоносителя из системы в единицу времени и количества компенсационного остатка жидкости в гидропневматическом компенсаторе давать прогноз на срок дальнейшей эксплуатации системы;- based on an analysis of the current dynamics of changes in the magnitude of the actual loss of coolant from the system per unit time and the amount of the compensation liquid remainder in the hydropneumatic compensator, give a forecast for the period of further operation of the system;
- повысить надежность эксплуатации системы терморегулирования (и модуля в целом) за счет достоверной информации о ее фактических характеристиках и прогноза на срок дальнейшей эксплуатации.- increase the reliability of operation of the temperature control system (and the module as a whole) due to reliable information about its actual characteristics and forecast for the period of further operation.
Для своей реализации предложенный способ не требует создания эталонных гидравлических аналогов системы терморегулирования и проведения длительных циклов наземных гидравлических испытании, а также постоянного сопровождения полета на эталонных наземных системах.For its implementation, the proposed method does not require the creation of standard hydraulic analogs of the thermal control system and long cycles of ground hydraulic tests, as well as continuous flight support on standard ground systems.
Реализация предложенного способа требует незначительных материальных затрат.Implementation of the proposed method requires negligible material costs.
Предложенный способ разработан в порядке выполнения служебного задания с целью дальнейшего совершенствования способов контроля герметичности систем терморегулирования модулей Российского сегмента Международной космической станции.The proposed method was developed in the order of performance of the assignment with the aim of further improving the methods of tightness control of thermal control systems of modules of the Russian segment of the International Space Station.
Список литературы:List of references:
1. В.М.Сапожников, “Монтаж и испытания гидравлических и пневматических систем на летательных аппаратах”, Москва, 1977 г., Машиностроение.1. V. M. Sapozhnikov, “Installation and testing of hydraulic and pneumatic systems on aircraft”, Moscow, 1977, Mechanical Engineering.
2. ОСТ 92-9470-81 Система терморегулирования. Методика заправки теплоносителями.2. OST 92-9470-81 Thermal control system. The technique of refueling with coolants.
3. Патент Российской федерации №2067954 (заявка №4512110 от 10.04.1989 г.).3. Patent of the Russian Federation No. 2067954 (application No. 4512110 dated 04/10/1989).
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2003128543/28A RU2246102C1 (en) | 2003-09-23 | 2003-09-23 | Method of inspecting leak-proofness of spacecraft temperature control hydraulic system provided with hydropneumatic compensator and supplied with heat-transfer agent |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2003128543/28A RU2246102C1 (en) | 2003-09-23 | 2003-09-23 | Method of inspecting leak-proofness of spacecraft temperature control hydraulic system provided with hydropneumatic compensator and supplied with heat-transfer agent |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2246102C1 true RU2246102C1 (en) | 2005-02-10 |
Family
ID=35208854
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2003128543/28A RU2246102C1 (en) | 2003-09-23 | 2003-09-23 | Method of inspecting leak-proofness of spacecraft temperature control hydraulic system provided with hydropneumatic compensator and supplied with heat-transfer agent |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2246102C1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2487331C2 (en) * | 2011-09-13 | 2013-07-10 | Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королева" | Method to detect location of leak in closed hydraulic manifold equipped with flow booster and hydraulic-pneumatic compensator of temperature change of working fluid volume |
| RU2497731C1 (en) * | 2012-04-02 | 2013-11-10 | Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королева" | Device to compensate for losses of working medium from hydraulic main line of sealed manned compartment thermal control system and method of its operation |
| RU2788472C1 (en) * | 2022-05-30 | 2023-01-19 | Общество с ограниченной ответственностью "Технический центр контроля и диагностики - Атомкомплект" | System of density control and repair of heat exchange pipes of the heat exchanger of the passive heat removal system |
-
2003
- 2003-09-23 RU RU2003128543/28A patent/RU2246102C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| В.М.САПОЖНИКОВ, МОНТАЖ И ИСПЫТАНИЯ ГИДРАВЛИЧЕСКИХ И ПНЕВМАТИЧЕСКИХ СИСТЕМ НА ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТАХ, М., МАШИНОСТРОЕНИЕ, 1977. * |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2487331C2 (en) * | 2011-09-13 | 2013-07-10 | Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королева" | Method to detect location of leak in closed hydraulic manifold equipped with flow booster and hydraulic-pneumatic compensator of temperature change of working fluid volume |
| RU2497731C1 (en) * | 2012-04-02 | 2013-11-10 | Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королева" | Device to compensate for losses of working medium from hydraulic main line of sealed manned compartment thermal control system and method of its operation |
| RU2788472C1 (en) * | 2022-05-30 | 2023-01-19 | Общество с ограниченной ответственностью "Технический центр контроля и диагностики - Атомкомплект" | System of density control and repair of heat exchange pipes of the heat exchanger of the passive heat removal system |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Beattie | The Apparatus and Method Used for the Measurement of the Compressibility of Several Gases in the Range 0 to 325 C | |
| CN203643083U (en) | Low temperature pressure sensor automatic calibration device | |
| US9664585B2 (en) | Method and device for verification and/or calibration of a pressure sensor | |
| US5693871A (en) | Low differential pressure generator | |
| RU2379641C1 (en) | Method for control of tightness in space object hydraulic temperature control system filled with working medium and equipped with hydraulically pneumatic compensator | |
| RU2246102C1 (en) | Method of inspecting leak-proofness of spacecraft temperature control hydraulic system provided with hydropneumatic compensator and supplied with heat-transfer agent | |
| 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 | |
| KR101031221B1 (en) | Portable type calibrator of volume corrector for gasmeter | |
| RU2402002C1 (en) | Method of monitoring airtightness of hydraulic system filled with working medium for controlling temperature of manned spacecraft, fitted with hydropneumatic compensator of temperature change of volume of working medium | |
| CN106644173B (en) | International temperature comparison device using refrigerator as cold source | |
| US5214957A (en) | Integrity and leak rate testing of a hermetic building | |
| CN108535136A (en) | A kind of concrete gas testing permeability device and method | |
| CN202420769U (en) | Portable calibrating device of leak detector | |
| RU2680159C1 (en) | Method for determining volumes of closed cavities | |
| Iizumi et al. | A high gas pressure calibration system using a liquid-lubricated pressure balance | |
| RU202066U1 (en) | DEVICE FOR TIGHTNESS CONTROL OF LARGE VESSELS | |
| CN115326303A (en) | System and method for testing leakage rate of sealing gasket in high-temperature and high-pressure environment | |
| RU2298774C1 (en) | Method for controlling reservoir sealing tightness | |
| RU2668628C1 (en) | Method of consumption characteristics control for differential-safety devices and installation for method implementation | |
| CN115876760A (en) | Background-controllable gas leakage spectral imaging system testing device and method | |
| KR20180045458A (en) | Cooling system for freezing tes of soil | |
| RU2297372C2 (en) | Method of filling the hydraulic temperature control systems of spacecraft with heat-transfer agent equipped with hydro-pneumatic volume expansion compensator of working medium | |
| Chahine et al. | Establishment of an Ultra-High Accuracy 670 PVTt Gas Flow Primary Standard at NMIA | |
| Vennix et al. | Low Temperature Determination of PVT Properties of Gases and Liquids | |
| SU1065752A1 (en) | Liquid thermal coefficient of pressure measuring method |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180924 |