RU2393450C1 - Способ контроля и диагностирования жидкостного ракетного двигателя - Google Patents
Способ контроля и диагностирования жидкостного ракетного двигателя Download PDFInfo
- Publication number
- RU2393450C1 RU2393450C1 RU2009110514/06A RU2009110514A RU2393450C1 RU 2393450 C1 RU2393450 C1 RU 2393450C1 RU 2009110514/06 A RU2009110514/06 A RU 2009110514/06A RU 2009110514 A RU2009110514 A RU 2009110514A RU 2393450 C1 RU2393450 C1 RU 2393450C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- engine
- pressure
- temperature
- liquid
- diagnosing
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)
Abstract
Изобретение относится к способам функционального контроля и диагностирования состояния при испытаниях сложных пневмогидравлических объектов, например жидкостных ракетных двигателей (ЖРД). Способ контроля и диагностирования жидкостного ракетного двигателя заключается в циклическом измерении контролируемых параметров, сравнении их с заданными пороговыми значениями и по результатам сравнения осуществлении контроля и диагностирования двигателя. В качестве измеряемых параметров используют температуру и давление в газовых и жидкостных трактах двигателя, причем дополнительно измеряют давление и температуру среды в двигательном отсеке, сравнивают измеренные параметры с пороговыми значениями и по результатам сравнения фиксируют неисправности в двигателе и его узлах. Изобретение обеспечивает повышение быстродействия системы управления и сокращение времени локализации отказа. 1 з.п.ф-лы, 1 ил.
Description
Изобретение относится к способам функционального контроля и диагностирования состояния при испытаниях сложных пневмогидравлических объектов, например, жидкостных ракетных двигателей (ЖРД).
Известно, что ЖРД эксплуатируются в экстремальных условиях, в условиях высоких температур и давлений в газовых и жидкостных трактах при весьма жестких ограничениях по текущим параметрам. В таких условиях даже кратковременный выход параметра (параметров) за пределы допустимых значений способен привести к выходу двигателя из строя. Поэтому весьма важно при возникновении неисправности в работе ЖРД как можно быстрее определить ее, диагностировать узел, в котором возникла неисправность, определить степень ее влияния на работу ЖРД и принять управляющее решение - либо продолжить работу, либо отключить неисправный узел, либо отключить ЖРД.
Опыт эксплуатации ЖРД показывает, что из всех возможных неисправностей, которые могут возникнуть при работе ЖРД, более половины (до 70%) связаны с возникновением негерметичности газовых или жидкостных трактов.
Поэтому весьма важна быстрота реакции на такие случаи, которая должна обеспечиваться системой управления ЖРД. В то же время инерционность известных систем управления зачастую не позволяет осуществить функцию скорейшего отключения ЖРД в случае возникновения такого класса неисправностей.
Известен способ контроля состояния 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).
Данный способ осуществляет контроль состояния объекта и не позволяет диагностировать неисправность, т.е. определять место, степень и наименование неисправности.
Наиболее близким к предлагаемому является способ контроля и диагностирования пневмогидравлического объекта, заключающийся в том, что циклически измеряют параметры в контрольных точках полостей объекта, сравнивают их с расчетными пороговыми значениями (уровнями) и диагностируют (локализуют) неисправность в случае выхода текущего значения параметра за его пороговый уровень (патент РФ №2018900, кл. G05B 23/00, 1990 г.) - наиболее близкий аналог.
В результате анализа известного способа необходимо отметить, что технологические отклонения характеристик узлов и агрегатов, комплектующих ЖРД, приводят к необходимости назначения широких пороговых значений (±6% от номинального уровня), что снижает чувствительность способа и приводит к ошибкам контроля, недостоверности заключения о состоянии объекта, несвоевременному прекращению его функционирования.
Задачей, решаемой изобретением, является повышение чувствительности способа, а также сокращение времени локализации отказа ЖРД для своевременного принятия решения о возможности его дальнейшего функционирования.
Поставленная задача достигается тем, что в способе контроля и диагностирования жидкостного ракетного двигателя, заключающемся в циклическом измерении контролируемых параметров, сравнении их с заданными пороговыми значениями и по результатам сравнения осуществлении контроля и диагностирования двигателя, новым является то, что в качестве измеряемых параметров используют температуру и давление в газовых и жидкостных трактах двигателя, причем дополнительно измеряют давление и температуру среды в двигательном отсеке, сравнивают измеренные параметры с пороговыми значениями и по результатам сравнения фиксируют неисправности в двигателе и его узлах, при этом при возрастании давления и температуры в двигательном отсеке фиксируют негерметичность в газовых трактах двигателя и анализируют информацию с датчиков, установленных на них, увеличивая при этом частоту их опроса за счет снижения частоты опроса датчиков в жидкостных полостях, а при возрастании давления и снижении температуры в двигательном отсеке фиксируют негерметичность в жидкостных трактах, увеличивая частоту опроса датчиков, установленных на них, за счет снижения частоты опроса датчиков в газовых полостях.
Сущность заявленного способа поясняется чертежом, на котором представлена информационно-управляющая система (ИУС) для осуществления способа.
На данной схеме объект контроля и диагностики (ЖРД) 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 со входами коммутирующего устройства 5. Выход коммутирующего устройства 5 связан через устройство сопряжения 6 со входом ЭВМ 7, которая через устройство сопряжения 8 связана с магнитными носителями информации 9 (предназначены для анализа работы системы) и с устройством 10 аварийного выключения ЖРД, входящим в систему управления 11 ЖРД, которая в свою очередь связана со входом устройства 5.
Способ осуществляют следующим образом.
До начала испытания ЖРД известным образом, например, с помощью математической модели формируют пороговые значения измеряемых параметров (температуры и давления в газовых и жидкостных трактах) в зависимости от технологических отклонений характеристик узлов и агрегатов, комплектующих двигатель и программы испытания. При этом пороговые значения измеряемых параметров в полостях двигателя составляют 6-7% (25-40 бар) от номинального уровня, а пороговые значения давления и температуры в двигательном отсеке могут быть приняты на уровне ожидаемых расчетных, полученных с использованием математических моделей, которые заносят в систему управления 11.
При работе ЖРД датчики 2, 3, 4 циклически замеряют текущие значения параметров в жидкостных и газовых трактах двигателя, а также значения давления и температуры в двигательном отсеке. Частота опроса датчиков задается системой управления 11.
Сигналы измеренных параметров и сигналы пороговых значений параметров поступают на коммутирующее устройство 5, где осуществляется операция сравнения измеренных значений каждого параметра 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 устройство 10 аварийного отключения ЖРД.
При нахождении всех параметров в диапазоне между пороговыми уровнями принимают состояние двигателя нормальным и ЖРД продолжает работу.
При выходе любого первого из параметров за его пороговый уровень устанавливают факт появления неисправности и переходят к ее диагностированию, которое осуществляется в ЭВМ.
Учитывая узкие пороговые значения допусков на давление и температуру в двигательном отсеке при возникновении негерметичности ЖРД первыми параметрами, значения которых выйдут за пороговые значения, будут давление и температура в двигательном отсеке. Если значения измеренных параметров значительно отличаются от заданных, устройство 10 дает команду на отключение ЖРД, иначе может произойти его разрушение.
Однако задачей настоящего способа является не только контроль работы ЖРД, но и диагностирование состояния его основных узлов.
Экспериментально установлено, что повышение температуры и давления в двигательном отсеке связано с появлением негерметичности в газовых трактах ЖРД, а возрастание давления с одновременным снижением температуры в двигательном отсеке связано с появлением негерметичности в жидкостных трактах ЖРД. Это явление и положено в основу диагностирования узлов и агрегатов ЖРД.
В случае повышения давления и температуры в двигательном отсеке, которые регистрируются датчиками 4, и выходов выхода параметров за пределы установленного интервала, увеличивают частоту опроса датчиков, устанавливаемых в газовых полостях ЖРД (за счет уменьшения частоты опроса датчиков в жидкостных полостях) и на основе данных показаний вычисляют обобщенные характеристики узлов и агрегатов газового тракта двигателя и по результатам сравнения их с пороговыми значениями производят локализацию отказа, определяя отказавший узел.
При возникновении негерметичности в жидкостных трактах, вследствие испарения компонента топлива, в двигательном отсеке происходит снижение температуры среды и увеличение давления, что приведет к выходу температуры в двигательном отсеке за нижний пороговый уровень, а давление за верхний пороговый уровень.
В данном случае увеличивают частоту опроса датчиков, установленных в жидкостных трактах ЖРД за счет снижения частоты опроса датчиков, установленных в газовых трактах, вычисляют обобщенные характеристики узлов и агрегатов гидравлического тракта двигателя, сравнивают их с пороговыми значениями и по результатам сравнения производят локализацию отказа, определяя отказавший узел.
Уменьшение частоты опроса датчиков позволяет не перегружать систему управления и тем самым повысить ее быстродействие и сократить время локализации отказа.
Claims (2)
1. Способ контроля и диагностирования жидкостного ракетного двигателя, заключающийся в циклическом измерении контролируемых параметров, сравнении их с заданными пороговыми значениями и по результатам сравнения осуществление контроля и диагностирования двигателя, отличающийся тем, что в качестве измеряемых параметров используют температуру и давление в газовых и жидкостных трактах двигателя, причем дополнительно измеряют давление и температуру среды в двигательном отсеке, сравнивают измеренные параметры с пороговыми значениями и по результатам сравнения фиксируют неисправности в двигателе и его узлах.
2. Способ контроля и диагностирования жидкостного ракетного двигателя по п.1, отличающийся тем, что при возрастании давления и температуры в двигательном отсеке фиксируют негерметичность в газовых трактах двигателя и анализируют информацию с датчиков, установленных на них, увеличивая при этом частоту их опроса за счет снижения частоты опроса датчиков в жидкостных полостях, а при возрастании давления и снижении температуры в двигательном отсеке фиксируют негерметичность в жидкостных трактах, увеличивая частоту опроса датчиков, установленных на них, за счет снижения частоты опроса датчиков в газовых полостях.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009110514/06A RU2393450C1 (ru) | 2009-03-25 | 2009-03-25 | Способ контроля и диагностирования жидкостного ракетного двигателя |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009110514/06A RU2393450C1 (ru) | 2009-03-25 | 2009-03-25 | Способ контроля и диагностирования жидкостного ракетного двигателя |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2393450C1 true RU2393450C1 (ru) | 2010-06-27 |
Family
ID=42683744
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2009110514/06A RU2393450C1 (ru) | 2009-03-25 | 2009-03-25 | Способ контроля и диагностирования жидкостного ракетного двигателя |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2393450C1 (ru) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2476850C1 (ru) * | 2011-11-30 | 2013-02-27 | Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Научно-Производственное Объединение "Техномаш" | Способ контроля и диагностирования ракетного двигателя |
WO2016092183A1 (fr) | 2014-12-12 | 2016-06-16 | Snecma | Procede d'essai |
RU2750875C1 (ru) * | 2020-07-24 | 2021-07-05 | Акционерное общество "НПО Энергомаш имени академика В.П. Глушко" | Способ локализации неисправности жидкостного ракетного двигателя при огневом испытании |
RU2758781C1 (ru) * | 2020-07-24 | 2021-11-01 | Акционерное общество "НПО Энергомаш имени академика В.П. Глушко" | Способ контроля технического состояния жидкостного ракетного двигателя на переходных режимах стендового испытания |
RU2781738C2 (ru) * | 2020-10-09 | 2022-10-17 | Акционерное общество "НПО Энергомаш имени академика В.П. Глушко" | Способ функционального диагностирования жидкостного ракетного двигателя при огневом испытании |
-
2009
- 2009-03-25 RU RU2009110514/06A patent/RU2393450C1/ru active
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2476850C1 (ru) * | 2011-11-30 | 2013-02-27 | Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Научно-Производственное Объединение "Техномаш" | Способ контроля и диагностирования ракетного двигателя |
WO2016092183A1 (fr) | 2014-12-12 | 2016-06-16 | Snecma | Procede d'essai |
FR3030037A1 (fr) * | 2014-12-12 | 2016-06-17 | Snecma | Procede d'essai |
US10641211B2 (en) | 2014-12-12 | 2020-05-05 | Safran Aircraft Engines | Testing method |
RU2750875C1 (ru) * | 2020-07-24 | 2021-07-05 | Акционерное общество "НПО Энергомаш имени академика В.П. Глушко" | Способ локализации неисправности жидкостного ракетного двигателя при огневом испытании |
RU2758781C1 (ru) * | 2020-07-24 | 2021-11-01 | Акционерное общество "НПО Энергомаш имени академика В.П. Глушко" | Способ контроля технического состояния жидкостного ракетного двигателя на переходных режимах стендового испытания |
RU2781738C2 (ru) * | 2020-10-09 | 2022-10-17 | Акционерное общество "НПО Энергомаш имени академика В.П. Глушко" | Способ функционального диагностирования жидкостного ракетного двигателя при огневом испытании |
RU2804438C1 (ru) * | 2022-11-03 | 2023-09-29 | Акционерное общество "НПО Энергомаш имени академика В.П. Глушко" | Способ контроля технического состояния жидкостного ракетного двигателя многократного использования в составе возвращаемой ступени ракеты-носителя |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2667691C1 (ru) | Способ диагностирования неисправности и система диагностирования неисправности | |
US6898554B2 (en) | Fault detection in a physical system | |
CA2354944C (en) | Sensor fault detection, isolation and accomodation | |
RU2393450C1 (ru) | Способ контроля и диагностирования жидкостного ракетного двигателя | |
CN109991956B (zh) | 一种液体火箭发动机稳态故障预测方法 | |
WO2018113873A1 (en) | Detecting electrical failures in a wind turbine generator control system | |
WO2021157567A1 (ja) | 宇宙機液体推進システムの故障診断システム、及び宇宙機液体推進システムの故障診断方法 | |
CN112377333B (zh) | 大推力液体火箭发动机涡轮泵实时故障监控方法 | |
RU2476850C1 (ru) | Способ контроля и диагностирования ракетного двигателя | |
Kumar et al. | Fault diagnosis and prognosis of a hydro-motor drive system using priority valve | |
CN113678107B (zh) | 检测和定位采集系统中故障的方法和计算装置 | |
EP3090313B1 (en) | Analysis method for measurement error of operating parameters of gas turbine and control apparatus | |
KR20120090662A (ko) | 다목적 현장계측기기 테스트 시스템 | |
RU2781738C2 (ru) | Способ функционального диагностирования жидкостного ракетного двигателя при огневом испытании | |
Kratz et al. | A finite memory observer approach to the design of fault detection algorithms | |
Guo et al. | A distributed fault-detection and diagnosis system using on-line parameter estimation | |
RU2133952C1 (ru) | Способ контроля и диагностирования состояния пневмогидравлического объекта | |
Sedighi et al. | Intermittent fault detection on an experimental aircraft fuel rig: Reduce the no fault found rate | |
Rouissi et al. | Fault tolerance in wind turbine sensor systems for diagnosability properties guarantee | |
US11378934B2 (en) | Shadow function for protection monitoring systems | |
RU2758781C1 (ru) | Способ контроля технического состояния жидкостного ракетного двигателя на переходных режимах стендового испытания | |
Khan et al. | A system-level platform for dependability enhancement and its analysis for mixed-signal SoCs | |
RU2750874C1 (ru) | Способ контроля характеристик агрегатов жидкостного ракетного двигателя при огневом испытании | |
RU2056506C1 (ru) | Способ определения технического состояния системы автоматического регулирования турбоагрегата | |
Rouissi et al. | Fault tolerant sensor network design with respect to diagnosability properties |