RU2624997C1 - Method of graduating cylindrical fuel tanks of liquid rockets by trigger levels of controlling sensors - Google Patents

Method of graduating cylindrical fuel tanks of liquid rockets by trigger levels of controlling sensors Download PDF

Info

Publication number
RU2624997C1
RU2624997C1 RU2016139797A RU2016139797A RU2624997C1 RU 2624997 C1 RU2624997 C1 RU 2624997C1 RU 2016139797 A RU2016139797 A RU 2016139797A RU 2016139797 A RU2016139797 A RU 2016139797A RU 2624997 C1 RU2624997 C1 RU 2624997C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
tank
volume
volumes
fuel tank
internal
Prior art date
Application number
RU2016139797A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Сергеевич Морозов
Original Assignee
Акционерное Общество "Научно-Исследовательский Институт "Гермес"
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 Акционерное Общество "Научно-Исследовательский Институт "Гермес" filed Critical Акционерное Общество "Научно-Исследовательский Институт "Гермес"
Priority to RU2016139797A priority Critical patent/RU2624997C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2624997C1 publication Critical patent/RU2624997C1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01FMEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F17/00Methods or apparatus for determining the capacity of containers or cavities, or the volume of solid bodies
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01FMEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F25/00Testing or calibration of apparatus for measuring volume, volume flow or liquid level or for metering by volume

Abstract

FIELD: measuring equipment.
SUBSTANCE: method is proposed, consisting in determining the volume of the fuel tank under each i-th trigger level of the controlling sensor Vi, which is predetermined when testing each of the sensors in a vertically mounted chamber when filling and draining it with a liquid. Volumes are calculated by the ratio:
Figure 00000093
The values of Vndn and
Figure 00000094
, as well as the average value of the inner diameter of the tank cylindrical part
Figure 00000095
are determined by the results of preliminary measurement of the volumes of the constituent elements of the fuel tank by the gas method, incl. the total internal volume of the finally collected fuel tank, internal volumes of the upper and lower bottoms, external volumes of the intra-tank systems. The value
Figure 00000095
is calculated by the ratio:
Figure 00000096
EFFECT: invention extends the technological capabilities of the measurement methodology, reduces the labour and time costs on performing control work, improves the quality and correctness of the control results.
2 dwg

Description

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к методам градуировки объемов по уровням, т.е. определения объемов бака, соответствующих контрольным уровням рабочей жидкости. Предлагаемое изобретение должно расширить технологические возможности методики измерений, уменьшить затраты труда и времени на выполнение контрольных работ, повысить качество и корректность результатов контроля.The invention relates to the field of engineering, and in particular to methods of graduating volumes by levels, i.e. determination of tank volumes corresponding to control fluid levels. The present invention should expand the technological capabilities of the measurement methodology, reduce labor and time spent on control work, improve the quality and accuracy of the control results.

Известно, что измерение полных объемов топливных баков жидкостных ракет и градуировка их по уровням срабатывания датчиков уровня в настоящее время выполняется методом заполнения баков технологической контрольной жидкостью при вертикальном положении осевой линии. Основными недостатками такой технологии является необходимость эксплуатации крупногабаритного и дорогостоящего оборудования, а также большая трудоемкость и длительность самого процесса измерительных работ. (см. «Новые наукоемкие технологии в технике», Энциклопедия, под ред. Касаева К.С., т. 1, стр. 257, М.. МЦ «Аспект», 1994).It is known that the measurement of the total volumes of fuel tanks of liquid rockets and their graduation according to the level of response of level sensors is currently performed by filling the tanks with a process control liquid with a vertical center line. The main disadvantages of this technology is the need to operate large and expensive equipment, as well as the great complexity and duration of the measurement process itself. (see. "New high technology in technology", Encyclopedia, under the editorship of Kasaev KS, t. 1, p. 257, M .. MC "Aspect", 1994).

В настоящее время на ведущих ракетно-космических предприятиях России (ГКНПЦ им. М.В. Хруничева, ГНП РКЦ «ЦСКБ-«Прогресс», ПО «Полет») созданы и эксплуатируются специальные стенды замера объемов топливных баков ракет-носителей и градуировки баков по уровням. Стенды работают по способу заполнения объемов вертикально установленных баков контрольной технологической жидкостью, взвешивания заполняющей среды и оценки объемов заполнения по соотношению

Figure 00000001
, где Gi - вес заполняющей среды на i-м уровне заполнения объема бака, ρ(t) - плотность заполняющей среды при температуре испытания t.At present, the leading rocket and space enterprises of Russia (GKNPTs named after MV Khrunichev, GNP RSC "TsSKB-Progress, PO Polet") have created and operate special stands for measuring the volume of fuel tanks of launch vehicles and graduating tanks for levels. The stands work by the method of filling the volumes of vertically installed tanks with a control process fluid, weighing the filling medium and estimating the filling volumes by the ratio
Figure 00000001
where G i is the weight of the filling medium at the ith level of filling the tank volume, ρ (t) is the density of the filling medium at the test temperature t.

Необходимо отметить следующие негативные стороны такой технологии:The following negative aspects of this technology should be noted:

- весьма длительные циклы контрольно-измерительных операций: для обмера одного изделия затрачивается не менее 10…15 суток рабочего времени;- very long cycles of control and measuring operations: at least 10 ... 15 days of working time are spent for measuring one product;

- необходимость значительных энергетических затрат - 500,0…1000,0 квт-час;- the need for significant energy costs - 500.0 ... 1000.0 kWh;

- точность измерения объемов по контрольным уровням не достаточно высока, относительные случайные погрешности достигают ±0,2%;- the accuracy of measuring volumes by reference levels is not high enough, relative random errors reach ± 0.2%;

- в качестве контрольной, технологической жидкости обычно используется дистиллированная или обессоленная вода с добавлением ингибитора коррозии (двухромово-кислый калий по ГОСТ 4220-75 или двухромово-кислый натрий по ГОСТ 4237-76), поэтому по окончании работ и слива контрольной жидкости требуется промывка внутренних поверхностей бака дистиллированой (обессоленной) водой для удаления ингибитора коррозии и последующая осушка их для удаления остатков влаги до степени сухости объема: (точка росы в заполняющем газе - не должна быть выше -55°C);- distilled or demineralized water with the addition of a corrosion inhibitor (dichromic acid potassium according to GOST 4220-75 or dichromic acid sodium according to GOST 4237-76) is usually used as a control, process fluid, therefore, after the work is completed and the control fluid is drained, internal flushing is required the surfaces of the tank with distilled (desalted) water to remove the corrosion inhibitor and their subsequent drying to remove moisture residues to the degree of dryness of the volume: (dew point in the filling gas - should not be higher than -55 ° C);

- заполнение объемов топливных баков водными растворами ингибитора для изделий с высокими требованиями по герметичности не допустимо в связи с опасностью возможной закупорки микронеплотностей и, как следствие, не выявления их при последующем контроле герметичности газовыми методами;- filling the volumes of the fuel tanks with water solutions of the inhibitor for products with high tightness requirements is not permissible due to the danger of possible clogging of micro-leaks and, as a consequence, not revealing them during subsequent tightness monitoring by gas methods;

- большую проблему представляет также утилизация использованной контрольной технологической жидкости - раствора ингибитора коррозии в воде.- the disposal of the used control process fluid, a solution of a corrosion inhibitor in water, is also a big problem.

В настоящее время известны также способы измерения внутренних объемов емкостей методами обмера наружных контуров (см., например, ГОСТ 8.570-2000 «ГСОЕИ. Резервуары стальные вертикальные цилиндрические. Методика поверки.»), в том числе с применением контрольно-измерительных машин, а также безконтактных оптических приборов (лазерных теодолитов - тахеометров, лазерных трекеров, лазерных радаров и т.п.). Микронная точность современных лазерных радаров обеспечивает минимальные погрешности измерения внешней геометрии емкостей, т.е. за вычетом толщин оболочек внутренней геометрии емкостей, определяющей размеры их внутреннего объема.At present, methods are also known for measuring the internal volumes of capacities by measuring the external contours (see, for example, GOST 8.570-2000 “GSOEI. Steel vertical cylindrical tanks. Verification procedure.”), Including using control and measuring machines, as well as non-contact optical devices (laser theodolites - total stations, laser trackers, laser radars, etc.). The micron accuracy of modern laser radars provides minimal errors in measuring the external geometry of capacities, i.e. minus the shell thicknesses of the internal geometry of the containers, which determines the dimensions of their internal volume.

Применение оптических приборов и в особенности лазерных радаров (например, бесконтактная измерительная система на базе лазерного радара MV 300) для точного измерения геометрических размеров крупногабаритных изделий позволяет оценивать внутренние объемы топливных баков путем точного обмера их наружных поверхностей, корректируя их на величину толщины оболочек. Лазерный радар MV 300 позволяет определять расстояния практически до любых поверхностей с предельной погрешностью 16 мкм + 2,5 мкм/м (мкм/м - дополнительная погрешность в зависимости от расстояния прибора от контролируемой поверхности, выражаемого в метрах).The use of optical instruments and especially laser radars (for example, a non-contact measuring system based on the MV 300 laser radar) for accurate measurement of the geometric dimensions of large-sized products allows us to estimate the internal volumes of fuel tanks by accurately measuring their outer surfaces, adjusting them to the thickness of the shells. Laser radar MV 300 allows you to determine the distance to almost any surface with a marginal error of 16 μm + 2.5 μm / m (μm / m - additional error depending on the distance of the device from the controlled surface, expressed in meters).

Точностной анализ показывает, что благодаря высокой точности измерения расстояний с помощью лазерного радара применение такого метода позволяет достигать при измерении объемов баков с относительно гладкими внутренними и наружными поверхностями меньших погрешностей в сравнении с методом заполнения объема контрольной средой.A precision analysis shows that due to the high accuracy of measuring distances using a laser radar, the use of this method allows smaller errors when measuring volumes of tanks with relatively smooth internal and external surfaces in comparison with the method of filling the volume with a control medium.

Однако такой способ трудно реализуем и не способен обеспечить высокую точность оценки объемов, если внутренние и наружные поверхности оребрены (например, имеют вафельную конфигурацию), либо экранированы защитными оболочками.However, this method is difficult to implement and is not able to provide high accuracy in estimating volumes if the inner and outer surfaces are finned (for example, have a waffle configuration) or are shielded by protective shells.

В последние годы для измерения внутренних объемов топливных баков отработан и применяется т.н. газовый метод, регламентированный ОСТ 92-1039-82. К настоящему времени произведена отработка этого метода при измерении объемов в диапазоне 1,0…150,0 м3 с относительной погрешностью, не превышающей ±0,08…0,1%.In recent years, the so-called gas method regulated by OST 92-1039-82. To date, this method has been tested while measuring volumes in the range of 1.0 ... 150.0 m 3 with a relative error not exceeding ± 0.08 ... 0.1%.

Высокая точность измерения внутренних объемов газовым методом определяет потенциальную возможность использования его в технологии градуировки топливных баков жидкостных ракет.The high accuracy of measuring internal volumes by the gas method determines its potential use in the technology of graduating fuel tanks of liquid rockets.

Основные преимущества в сравнении с традиционным методом, предусматривающим использование контрольной жидкости:The main advantages in comparison with the traditional method involving the use of control fluid:

- значительно более высокая производительность измерительного процесса (не менее чем в 2…3 раза превышающая производительность методики замера заполнением топливных баков контрольной жидкостью);- significantly higher productivity of the measuring process (not less than 2 ... 3 times the performance of the measurement method by filling the fuel tanks with a control liquid);

- исключается негативное воздействие контрольной среды, нет необходимости в последующей промывке и осушке бака;- eliminates the negative impact of the control environment, there is no need for subsequent flushing and drying of the tank;

- не сопоставимо малая стоимость, габариты и сложность необходимого технологического оборудования;- incomparably low cost, dimensions and complexity of the necessary technological equipment;

- не сопоставимо малые энергозатраты на проведение измерительных операций.- incomparably small energy costs for measuring operations.

Технической проблемой, на решение которой направлено предлагаемое изобретение является расширение технологических возможностей методики градуировки топливных баков жидкостных ракет, повышение достоверности и точности измерений, уменьшение затрат труда и времени, требуемых энергозатрат на выполнение контрольно-измерительных работ.The technical problem to be solved by the present invention is aimed at expanding the technological capabilities of the method for calibrating fuel tanks of liquid rockets, increasing the reliability and accuracy of measurements, reducing labor costs and time required for energy costs to perform test work.

Техническая проблема решается тем, что определение объемов внутренней полости топливного бака под каждым уровнем срабатывания контрольного датчика Vi, предварительно оцененного при испытании каждого из датчиков в специальной вертикально установленной технологической камере при заполнении и сливе ее контрольной жидкости, выполняются расчетным методом на основе результатов предварительных промеров газовым методом объемов основных составляющих элементов бака, в том числе полного свободного объема его после окончательной сборки, внутренних объемов верхнего и нижнего днищ бака, внешних объемов внутрибаковых систем (комплекта датчиков и сигнализаторов уровня, комплекта внутрибаковой кабельной сети, шпангоутов, воронкогасительных устройств и т.п.), причем значение Vi вычисляется по соотношению:The technical problem is solved in that the determination of the volume of the internal cavity of the fuel tank under each response level of the control sensor V i , previously estimated when testing each of the sensors in a special vertically mounted process chamber when filling and draining its control liquid, is performed by the calculation method based on the results of preliminary measurements the gas method of the volumes of the main constituent elements of the tank, including its total free volume after final assembly, inside the actual volumes of the upper and lower bottoms of the tank, the external volumes of the internal tank systems (a set of sensors and level alarms, a set of an internal tank cable network, frames, funnel extinguishing devices, etc.), and the value of V i is calculated by the ratio:

Figure 00000002
, м3, где
Figure 00000002
, m 3 , where

Figure 00000003
- среднее значение внутреннего диаметра цилиндрической части бака, м;
Figure 00000003
- the average value of the inner diameter of the cylindrical part of the tank, m;

hц - высота контролируемого уровня по отношению к плоскости нижнего торца цилиндрической части бака, м;h n - height manageable level with respect to the plane of the lower end of the cylindrical part of the tank, m;

Vндн - внутренний объем нижнего днища топливного бака, м3;V NDN - the internal volume of the lower bottom of the fuel tank, m 3 ;

Figure 00000004
- наружный объем j-го внутрибакового агрегата, расположенного ниже контролируемого уровня, м3;
Figure 00000004
- the external volume of the j-th internal tank unit located below the controlled level, m 3 ;

n - общее количество внутрибаковых систем, расположенных ниже контролируемого уровня, ед.;n is the total number of tank systems located below the controlled level, units;

а значение

Figure 00000005
рассчитывается:and value
Figure 00000005
calculated:

Figure 00000006
, м, где
Figure 00000006
, m, where

Vо - свободный внутренний объем окончательно собранного топливного бака, измеренный газовым методом;V about - the free internal volume of the finally assembled fuel tank, measured by the gas method;

Vвдн, Vндн - внутренние объемы соответственно верхнего и нижнего днищ топливного бака, измеренные газовым методом после подрезки торцов днищ для сварки с цилиндрической частью топливного бака, м3;V vdn , V ndn - internal volumes of the upper and lower bottoms of the fuel tank, respectively, measured by the gas method after trimming the ends of the bottoms for welding with the cylindrical part of the fuel tank, m 3 ;

Figure 00000007
- наружный объем j-го внутрибакового элемента, измеренный газовым методом;
Figure 00000007
- the outer volume of the j-th inner tank element, measured by the gas method;

k - общее количество внутрибаковых элементов в объеме топливного бака.k is the total number of internal tank elements in the volume of the fuel tank.

Отличительными признаками предлагаемого способа являются:Distinctive features of the proposed method are:

- применение для оценки внутренних и наружных объемов составляющих элементов конструкции топливного бака газового метода измерения; благодаря достигнутой к настоящему времени достаточно высокой точности этого метода (относительная погрешность не превышает значений ±(0,1…0,2%); при этом обеспечивается возможность расчетной оценки значений контролируемых объемов при градуировке с погрешностью менее ±0,2%);- application for evaluating the internal and external volumes of the constituent elements of the fuel tank structure of the gas measurement method; due to the sufficiently high accuracy of this method achieved so far (the relative error does not exceed the values ± (0.1 ... 0.2%); at the same time, it is possible to calculate the estimated values of the controlled volumes during graduation with an error of less than ± 0.2%);

- применение аналитического расчетного метода для оценки свободных объемов топливного бака под контролируемыми уровнями срабатывания датчиков;- the use of an analytical calculation method for estimating the free volumes of a fuel tank under controlled sensors response levels;

- возможность проверки правильности расчетно-аналитических оценок объемов бака под контрольными уровнями при совпадении суммы результатов оценки элементарных объемов, полученной при измерении его полного свободного объема газовым методом.- the ability to verify the correctness of the calculation and analytical estimates of the volume of the tank under the control levels if the sum of the results of the assessment of elementary volumes obtained by measuring its total free volume by the gas method coincides.

Сравнение заявляемого технического решения с уровнем техники по научно-технической литературе и патентным источникам показывает, что совокупность существенных признаков заявленного решения не была известна. Следовательно, оно соответствует условию патентоспособности - «новизна».Comparison of the claimed technical solution with the prior art in the scientific and technical literature and patent sources shows that the set of essential features of the claimed solution was not known. Therefore, it meets the condition of patentability - “novelty”.

Анализ известных технических решений в данной области техники показывает, что предлагаемое устройство имеет признаки, которые отсутствуют в известных технических решениях, а использование их в заявленной совокупности признаков дает возможность получить новый технический эффект, следовательно, предлагаемое техническое решение имеет изобретательский уровень по сравнению с существующим уровнем техники.Analysis of the known technical solutions in the art shows that the proposed device has features that are not available in the known technical solutions, and their use in the claimed combination of features makes it possible to obtain a new technical effect, therefore, the proposed technical solution has an inventive step compared to the existing level technicians.

Предлагаемый способ может применяться взамен используемого в настоящее время на предприятиях ракетно-космической промышленности метода измерения заполнением объема контрольной жидкостью.The proposed method can be used instead of the currently used at the enterprises of the rocket and space industry measurement method of filling the volume with a control liquid.

Изобретение иллюстрируется чертежом, где на фиг. 1 - схематически представлена схема градуируемого бака, а на фиг. 2 - конструкция технологической камеры.The invention is illustrated in the drawing, where in FIG. 1 is a schematic diagram of a graduated tank, and FIG. 2 - design of a technological chamber.

Регламентируется следующий порядок работ по градуировке топливного бака по уровням срабатывания контрольных датчиков без заполнения его объема контрольной жидкостью.The following procedure for graduating a fuel tank by the response levels of control sensors without filling its volume with control liquid is regulated.

В ходе технологического процесса изготовления топливного бака выполняются операции измерения газовым методом с относительной погрешностью в пределах ±0,1…0,2% следующих конструктивных элементов:During the technological process of manufacturing a fuel tank, gas measurements are performed with a relative error within ± 0.1 ... 0.2% of the following structural elements:

- внутренние объемы верхнего Vвдн и нижнего Vндн днищ бака; измерения объемов днищ производить после выполнения операции подрезки стыковочного торца для сварки их с цилиндрической частью бака;- internal volumes of the upper V vdn and lower V vdn tank bottoms; measurement of the volumes of the bottoms to be performed after the operation of trimming the butt end to perform welding them with the cylindrical part of the tank;

- внешние объемы внутрибаковых систем

Figure 00000008
(расходных и тоннельных трубопроводов, комплекта датчиков и сигнализаторов уровня, комплекта внутрибаковой кабельной системы, силовых шпангоутов, воронкогасительных устройств, внутрибаковых пневмо-гидросистем с арматурой и автоматикой и т.п.);- external volumes of internal tank systems
Figure 00000008
(consumable and tunnel pipelines, a set of sensors and level alarms, a set of inside tank cable system, power frames, funnel extinguishing devices, inside tank pneumatic and hydraulic systems with fittings and automation, etc.);

- свободный внутренний объем окончательно собранного топливного бака Vо.- the free internal volume of the finally assembled fuel tank V about .

Определяется среднее значение диаметра цилиндрической части бака по соотношению:The average diameter of the cylindrical part of the tank is determined by the ratio:

Figure 00000009
, м, где
Figure 00000009
, m, where

Vо - свободный внутренний объем окончательно собранного топливного бака, измеренный газовым методом, м3;V about - the free internal volume of the finally assembled fuel tank, measured by the gas method, m 3 ;

Vвдн, Vндн - внутренние объемы соответственно верхнего и нижнего днищ топливного бака, измеренные газовым методом после подрезки торцов днищ для сварки с цилиндрической частью топливного бака, м3;V vdn , V ndn - internal volumes of the upper and lower bottoms of the fuel tank, respectively, measured by the gas method after trimming the ends of the bottoms for welding with the cylindrical part of the fuel tank, m 3 ;

Figure 00000010
- наружный объем j-го внутрибакового элемента, измеренный газовым методом, м3;
Figure 00000010
- the outer volume of the j-th inner tank element, measured by the gas method, m 3 ;

k - общее количество внутрибаковых элементов в объеме топливного бака, ед.;k is the total number of inside tank elements in the volume of the fuel tank, units;

Lц - измеренная длина цилиндрической части бака, м.L C - the measured length of the cylindrical part of the tank, m

По результатам испытания датчиков, контролирующих уровень компонентов топлива в баке, в специальной установленной вертикально технологической камере при ее заполнении и сливе контрольной жидкости устанавливается с погрешностью не более ±1,0 мм положение срабатывания каждого датчика относительно базового уровня их установки внутри корпуса бака (осевая координата срабатывания датчика на уровень жидкости в топливном баке).According to the test results of sensors that monitor the level of fuel components in the tank, in a special vertically mounted process chamber, when it is filled and the control fluid is drained, the trigger position of each sensor relative to the base level of their installation inside the tank body is set with an error of ± 1.0 mm (axial coordinate sensor response to the liquid level in the fuel tank).

Затем рассчитываются координаты уровней срабатывания каждого датчика относительно положения плоскости нижнего торца цилиндрической части топливного бака -

Figure 00000011
.Then, the coordinates of the response levels of each sensor are calculated relative to the position of the plane of the lower end of the cylindrical part of the fuel tank -
Figure 00000011
.

Для каждого уровня срабатывания контрольного датчика рассчитывается значение свободного объема топливного бака от уровня срабатывания до нижней точки бака по соотношению:For each response level of the control sensor, the value of the free volume of the fuel tank from the response level to the lower point of the tank is calculated by the ratio:

Figure 00000012
, м3, где
Figure 00000012
, m 3 , where

Vо - свободный внутренний объем окончательно собранного топливного бака, измеренный газовым методом;V on - a free internal volume finally assembled fuel tank, measured by gas;

Vвдн, Vндн - внутренние объемы соответственно верхнего и нижнего днищ топливного бака, измеренные газовым методом после подрезки торцов днищ для сварки с цилиндрической частью топливного бака, м3;V vdn , V ndn - internal volumes of the upper and lower bottoms of the fuel tank, respectively, measured by the gas method after trimming the ends of the bottoms for welding with the cylindrical part of the fuel tank, m 3 ;

Figure 00000013
- наружный объем j-го внутрибакового элемента, измеренный газовым методом;
Figure 00000013
- the outer volume of the j-th inner tank element, measured by the gas method;

k - общее количество внутрибаковых элементов в объеме топливного бака.k is the total number of internal tank elements in the volume of the fuel tank.

При освоении предлагаемого способа в производстве будут достигнуты следующие преимущества в сравнении с применяемым в настоящее время методом оценки объемов заполнением контрольной жидкостью:When mastering the proposed method in production, the following advantages will be achieved in comparison with the currently used method for estimating the volume of filling with a control liquid:

- более высокая точность измерений: относительная случайная погрешность оценки величин объемов не превысит ±0,15%;- higher measurement accuracy: the relative random error in the estimation of volume values will not exceed ± 0.15%;

- значительно более высокая производительность измерительного процесса (не менее чем в 2…3 раза превышающая производительность методики замера заполнением топливных баков контрольной жидкостью);- significantly higher productivity of the measuring process (not less than 2 ... 3 times the performance of the measurement method by filling the fuel tanks with a control liquid);

- исключается негативное воздействие контрольной среды, нет необходимости в последующей промывке и осушке бака;- eliminates the negative impact of the control environment, there is no need for subsequent flushing and drying of the tank;

- несопоставимо малая стоимость, габариты и сложность необходимого технологического оборудования;- incomparably low cost, dimensions and complexity of the necessary technological equipment;

- несопоставимо малые энергозатраты на проведение измерительных операций.- incomparably small energy costs for measuring operations.

Конкретное выполнение предлагаемой методики осуществлено на макете топливного бака с размерами: внутренний диаметр цилиндрической части 2 - 1800 мм, длина ее - Lц=3600 мм, днища 1 - полусферической формы - выпуклые, внутренний радиус полусферы - R=900 мм (см. схему на фиг 1). Толщина оболочек - 3 мм. Конструкционный материал - сплав АМг-6. Во внутренней полости бака расположены:The specific implementation of the proposed technique performed on the fuel tank layout with dimensions: inner diameter of the cylindrical part 2 - 1800 mm, its length - L n = 3600 mm, the bottom 1 - hemispherical shape - convex, the inner radius of the hemisphere - R = 900 mm (see scheme. on fig 1). The thickness of the shells is 3 mm. Structural material - alloy AMg-6. In the inner cavity of the tank are located:

- система контроля уровня топлива СУРТ, расположенная в объеме цилиндрической части бака, - 3;- SURT fuel level control system located in the volume of the cylindrical part of the tank, - 3;

- воронкогасительные устройства - 4;- funnel extinguishing devices - 4;

- внутрибаковая кабельная сеть - 5;- internal tank cable network - 5;

- 3 силовых шпангоута 6 на внутренней поверхности цилиндрической части корпуса бака.- 3 power frames 6 on the inner surface of the cylindrical part of the tank body.

Система контроля уровня топлива (СУРТ) расположена в объеме цилиндрической части бака по его оси и включает семь датчиков уровня 7, равномерно, через равные расстояния расположенных по оси бака, на расстояниях h1…h7 от нижнего торца цилиндрической части бака. Внутри бака смонтирован нижний базовый торец СУРТ - на расстоянии Δ=50 мм от плоскости нижнего торца цилиндрической части бака. Общая длина блока СУРТ

Figure 00000014
Расстояния между положениями соседних датчиков - 500,0 мм. Конструктивное положение уровней срабатывания датчиков относительно расположения плоскости нижнего торца цилиндрической части (см. схему фиг. 1) соответственно:The fuel level control system (SURT) is located in the volume of the cylindrical part of the tank along its axis and includes seven level 7 sensors, evenly, at equal distances located along the axis of the tank, at distances h 1 ... h 7 from the lower end of the cylindrical part of the tank. The lower base end of the SURT is mounted inside the tank - at a distance Δ = 50 mm from the plane of the lower end of the cylindrical part of the tank. The total length of the CURT block
Figure 00000014
Distances between positions of adjacent sensors are 500.0 mm. The structural position of the sensor response levels relative to the location of the plane of the lower end of the cylindrical part (see the diagram of Fig. 1), respectively:

h1=350 мм;h 1 = 350 mm;

h2=850 мм;h 2 = 850 mm;

h3=1350 мм;h 3 = 1350 mm;

h4=1850 мм;h 4 = 1850 mm;

h5=2350 мм;h 5 = 2350 mm;

h6=2850 мм;h 6 = 2850 mm;

h7=3350 мм.h 7 = 3350 mm.

Измерения газовым методом внутренних объемов верхнего и нижнего днищ после подрезки перед сваркой с цилиндрической частью корпуса показали следующие результаты:The gas measurements of the internal volumes of the upper and lower bottoms after trimming before welding with the cylindrical part of the body showed the following results:

- Vвдн=1,525 м3;- V int = 1.525 m 3 ;

- Vндн=1,528 м3.- V NDN = 1.528 m 3 .

Измерение газовым методом свободного внутреннего объема топливного бака после окончательной сборки показало:The gas measurement of the free internal volume of the fuel tank after final assembly showed:

- Vо=12,22 м3.- V o = 12.22 m 3 .

Измерения газовым методом наружных объемов внутрибаковых систем показали следующие результаты:The gas measurements of the external volumes of the internal tank systems showed the following results:

- система контроля уровня расхода топлива

Figure 00000015
;- fuel consumption level control system
Figure 00000015
;

- воронкогасительные устройства

Figure 00000016
;- funnel extinguishing devices
Figure 00000016
;

- внутрибаковая кабельная сеть

Figure 00000017
;- inside cable network
Figure 00000017
;

- 3 силовых шпангоута на внутренней поверхности цилиндрической части корпуса бака

Figure 00000018
.- 3 power frames on the inner surface of the cylindrical part of the tank body
Figure 00000018
.

Полный наружный объем внутрибаковых системTotal external volume of internal tank systems

Figure 00000019
.
Figure 00000019
.

Оценку фактических координат срабатывания датчиков уровня относительно базового уровня СУРТ-6 провели после испытания системы в специальной технологической камере, установленной вертикально, при использовании в качестве контрольной жидкости ГХФУ-растворителя хладон 122 (см. схему на фиг. 2).The actual coordinates of the response of the level sensors relative to the base level of the SURT-6 were estimated after testing the system in a special process chamber installed vertically, using HFC 122 as a control liquid, HFC 122 (see diagram in Fig. 2).

Конструкция технологической камеры включает: корпус 8, крышку 9, уровнемерное устройство 10, клапан подачи контрольной жидкости 11, слива контрольной жидкости 12, вакуумный насос 13 с клапаном 14 и датчиком вакуума 15. Контролируемая система СУРТ 16 размещается в объеме технологической камеры, камера герметизируется, и из объема камеры вакуумным насосом 13 через клапан 15 удаляется атмосферный воздух до остаточного давления менее 0,1 мм рт.ст. Для операции контроля объем камеры заполняется предварительно дегазированной контрольной жидкостью (в качестве контрольной жидкости использовался хладон 141b). Плавно понижая уровень контрольной жидкости сливом через клапан 12, определяют уровень жидкости, при котором происходит срабатывание очередного датчика системы, момент срабатывания регистрируется прибором 17, координата срабатывания датчика определяется относительно базовой плоскости 18.The design of the technological chamber includes: a housing 8, a cover 9, a level gauge 10, a control fluid supply valve 11, a control fluid drain 12, a vacuum pump 13 with a valve 14 and a vacuum sensor 15. The controlled system СУРТ 16 is placed in the technological chamber, the chamber is sealed, and atmospheric air is removed from the chamber volume by a vacuum pump 13 through a valve 15 to a residual pressure of less than 0.1 mm Hg. For the control operation, the chamber volume is filled with a previously degassed control fluid (Freon 141b was used as the control fluid). By smoothly lowering the level of the control fluid by draining through valve 12, the fluid level is determined at which the next sensor of the system is triggered, the response time is recorded by the device 17, the coordinate of the response of the sensor is determined relative to the base plane 18.

Погрешность измерения положения уровня срабатывания датчика - не более ±(0,5…1,0) мм.The error in measuring the position of the sensor response level is not more than ± (0.5 ... 1.0) mm.

Установленные опытные значения координат срабатывания датчиков уровня h1…h7:The established experimental values of the coordinates of the response of the level sensors h 1 ... h 7 :

h1=351,5 мм;h 1 = 351.5 mm;

h2=848,7 мм;h 2 = 848.7 mm;

h3=1350,6 мм;h 3 = 1350.6 mm;

h4=1847,2 мм;h 4 = 1847.2 mm;

h5=2346,3 мм;h 5 = 2346.3 mm;

h6=2852,5 мм;h 6 = 2852.5 mm;

h7=3348,6 мм.h 7 = 3348.6 mm.

Рассчитаны значения объемов внутрибаковых систем под уровнями срабатывания контрольных датчиков:The values of the volume of the internal tank systems under the response levels of the control sensors are calculated:

-

Figure 00000020
;-
Figure 00000020
;

-

Figure 00000021
;-
Figure 00000021
;

-

Figure 00000022
;-
Figure 00000022
;

-

Figure 00000023
;-
Figure 00000023
;

-

Figure 00000024
;-
Figure 00000024
;

-

Figure 00000025
;-
Figure 00000025
;

-

Figure 00000026
.-
Figure 00000026
.

Определяется среднее значение диаметра цилиндрической части бака по соотношению:The average diameter of the cylindrical part of the tank is determined by the ratio:

Figure 00000027
, м,
Figure 00000027
, m

Lц=3,602 м - измеренная длина цилиндрической части бакаL i = 3.602 m - measured length of the cylindrical part of the tank

По соотношению

Figure 00000028
рассчитываются объемы топливного бака под каждым уровнем срабатывания контрольных датчиков уровня СУРТ.By ratio
Figure 00000028
the fuel tank volumes are calculated under each response level of the control sensors of the level of the CURT.

Figure 00000029
;
Figure 00000029
;

Figure 00000030
;
Figure 00000030
;

Figure 00000031
;
Figure 00000031
;

Figure 00000032
;
Figure 00000032
;

Figure 00000033
;
Figure 00000033
;

Figure 00000034
;
Figure 00000034
;

Figure 00000035
.
Figure 00000035
.

Выполним оценку достижимой точности градуировки топливного бака при следующих исходных условиях:Let us evaluate the achievable accuracy of the fuel tank calibration under the following initial conditions:

- координаты срабатывания датчиков блока СУРТ относительно базы блока предварительно установлены при испытании в специальной технологической камере с погрешностью - не более ±(0,5…1,0) мм;- the coordinates of the triggering of the sensors of the SURT block relative to the base of the block were previously set during testing in a special technological chamber with an error of not more than ± (0.5 ... 1.0) mm;

- координаты базы привязки блока СУРТ в корпусе топливного бака относительно плоскости нижнего торца цилиндрической части бака установлены с погрешностью - не более ±(0,5…1,0) мм;- the coordinates of the binding base of the SURT unit in the fuel tank body relative to the plane of the lower end of the cylindrical part of the tank are set with an error of not more than ± (0.5 ... 1.0) mm;

- полный свободный объем бака и объемы днищ (верхнего и нижнего до плоскости стыка с цилиндрической частью) определены с относительной погрешностью - в пределах 0,1…0,2%;- the full free volume of the tank and the volumes of the bottoms (upper and lower to the plane of the junction with the cylindrical part) are determined with a relative error within 0.1 ... 0.2%;

- установленный допуск на длину цилиндрической части бака не превышает значения - ±3 мм.- the established tolerance on the length of the cylindrical part of the tank does not exceed a value of ± 3 mm.

В технологическом процессе изготовления бака подвергаются измерению газовым методом:In the technological process of manufacturing the tank are measured by the gas method:

- объемы верхнего Vвдн и нижнего Vндн днищ;- volumes of the upper V bottom and bottom V bottom days ;

- полный объем топливного бака Vо.- the total volume of the fuel tank V about .

Следует учитывать, что:Please note that:

- измерение объемов верхнего Vвдн и нижнего Vндн днищ газовым методом выполняется после операции подрезки стыковочного торца для сварки днищ с цилиндрической частью корпуса бака;- the measurement of the volumes of the upper V in and bottom V in bottoms by the gas method is performed after the trimming of the butt end to weld the bottoms with the cylindrical part of the tank body;

- измерение полного объема топливного бака Vо выполняется после окончательной сборки бака и монтажа всех внутрибаковых систем.- the measurement of the total volume of the fuel tank V about is performed after the final assembly of the tank and installation of all internal tank systems.

Средний диаметр цилиндрической части бака

Figure 00000036
может быть вычислен, если известны ее объем Vц и длина Lц. Если измерены газовым методом значения Vо, Vвдн, Vндн и
Figure 00000037
, а также оценены расчетным путем значения внешних объемов внутрибаковых систем под каждым уровнем срабатывания контрольных датчиков:The average diameter of the cylindrical part of the tank
Figure 00000036
can be calculated if its volume V c and length L c are known. If measured by the gas method, the values of V o , V vdn , V ndn and
Figure 00000037
, and also estimated by calculation the values of the external volumes of the internal tank systems under each level of operation of the control sensors:

Vц=Vо-Vвдн-Vндн+Vвбс V c = V o -V vdn -V vdn + V wbs

Абсолютная ошибка оценки значения Vц определится:The absolute error in evaluating the value of V C will be determined:

Figure 00000038
Figure 00000038

Произведем оценку ΔVц.We make an estimate of ΔV c.

Значения ΔVо, ΔVвдн, ΔVндн при измерении Vо, Vвдн, Vндн газовым методом с относительной ошибкой в пределах 0,1…0,2%:Values ΔV о , ΔV int , ΔV vat when measuring V о , V vd , V vdn by the gas method with a relative error in the range of 0.1 ... 0.2%:

ΔVо - абсолютная погрешность измерения газовым методом полного объема бака:ΔV about - absolute measurement error by the gas method of the total tank volume:

- при относительной погрешности измерения объемов ±0,1%- with a relative measurement error of volumes ± 0.1%

ΔVо=0,001⋅Vо=0,001⋅12,22=±0,01222 м3;ΔV о = 0.001⋅V о = 0.001⋅12.22 = ± 0.01222 m 3 ;

- при относительной погрешности измерения объемов ±0,2%- with a relative measurement error of the volume of ± 0.2%

ΔVо=0,002⋅Vо=0,002⋅12.33=+0,02444 м3.ΔV о = 0.002⋅V о = 0.002⋅12.33 = + 0.02444 m 3 .

ΔVвдн - абсолютная погрешность измерения газовым методом объема верхнего днища:ΔV VDN - absolute error measurement gas by volume upper bottom:

- при относительной погрешности измерения объемов ±0,1%- with a relative measurement error of volumes ± 0.1%

ΔVвдн=0,001⋅Vвдн=0,001⋅1,525=±0,001525 м3;ΔV = 0,001⋅V VDN VDN = 0,001⋅1,525 = ± 0,001525 m 3;

- при относительной погрешности измерения объемов ±0,2%- with a relative measurement error of the volume of ± 0.2%

ΔVвдн=0,002⋅Vвдн=0,002⋅1,525=±0,00305 м3 ΔV vdn = 0.002⋅V vdn = 0.002⋅1.525 = ± 0.00305 m 3

ΔVндн - абсолютная погрешность измерения газовым методом объема нижнего днищаΔV NDN - absolute measurement error of the lower bottom volume using the gas method

- при относительной погрешности измерения объемов ±0,1%- with a relative measurement error of volumes ± 0.1%

ΔVндн=0,001⋅Vндн=0,001⋅1,528=±0,001528 м3;ΔV bpd = 0.001⋅V bpd = 0.001⋅1.528 = ± 0.001528 m 3 ;

- при относительной погрешности измерения объемов ±0,2%- with a relative measurement error of the volume of ± 0.2%

ΔVндн=0,002⋅Vндн=0,002⋅1,5280=±0,003056 м3.ΔV bpd = 0.002⋅V bpd = 0.002⋅1.5280 = ± 0.003056 m 3 .

ΔVвсб - абсолютная погрешность измерения общего объема внутрибаковых систем:ΔV VSB - the absolute error of measuring the total volume of internal tank systems:

- при средней относительной ошибке измерения объемов ±0,1%- with an average relative error of volume measurement ± 0.1%

ΔVвбс=0,001⋅Vвбс=0,001⋅0,093=±0,000093 м3;ΔV VBS = 0.001⋅V VBS = 0.001⋅0.093 = ± 0.000093 m 3 ;

- при средней относительной ошибке измерения объемов ±0,2%- with an average relative error of volume measurement ± 0.2%

ΔVвбс=0002⋅Vвбс=0,002⋅0,093=±0,000186 м3.ΔV VBS = 0002⋅V VBS = 0.002⋅0.093 = ± 0.000186 m 3 .

Абсолютная ошибка измерения Vц газовым методом:The absolute error of measuring V c gas method:

- при средней относительной ошибке измерения объемов ±0,1%:- with an average relative error of volume measurement ± 0.1%:

Figure 00000039
;
Figure 00000039
;

- при средней относительной ошибке измерения объемов ±0,2%:- with an average relative error of volume measurement ± 0.2%:

Figure 00000040
.
Figure 00000040
.

При оценке погрешности измерения среднего диаметра цилиндрической части бака

Figure 00000041
следует также учесть дополнительную ошибку, связанную с неточностью измерения ее длины - ΔLц When assessing the measurement error of the average diameter of the cylindrical part of the tank
Figure 00000041
should also take into account the additional error associated with the inaccuracy of measuring its length - ΔL c

Figure 00000042
Figure 00000042

При принятых значениях ΔL=±3 мм=±0,003 м, d=1809,7 мм=1,8097 м получаем:With the accepted values ΔL = ± 3 mm = ± 0.003 m, d = 1809.7 mm = 1.8097 m, we obtain:

Figure 00000043
.
Figure 00000043
.

Таким образом, погрешность оценки значения среднего диаметра цилиндрической части бака

Figure 00000044
следует оценивать по значению полной погрешности
Figure 00000045
Thus, the error in estimating the mean diameter of the cylindrical part of the tank
Figure 00000044
should be estimated by the value of the total error
Figure 00000045

Figure 00000046
.
Figure 00000046
.

- при относительной погрешности измерения объемов ±0,1%- with a relative measurement error of volumes ± 0.1%

Figure 00000047
Figure 00000047

- при относительной погрешности измерения объемов ±0,2%- with a relative measurement error of the volume of ± 0.2%

Figure 00000048
.
Figure 00000048
.

Значение

Figure 00000049
оценивается по соотношению:Value
Figure 00000049
estimated by the ratio:

Figure 00000050
Figure 00000050

- при относительной погрешности измерения объемов ±0,1%- with a relative measurement error of volumes ± 0.1%

Figure 00000051
;
Figure 00000051
;

- при относительной погрешности измерения объемов ±0,1%- with a relative measurement error of volumes ± 0.1%

Figure 00000052
.
Figure 00000052
.

Оценим теперь значения ожидаемой погрешности градуировки топливного бака при использовании значений объемов ниже плоскости срабатывания датчиков уровня СУРТ, вычисленных по результатам измерений газовым методом.Let us now evaluate the values of the expected error in the calibration of the fuel tank when using volume values below the response plane of the level sensors of the SURT calculated by the results of measurements by the gas method.

Общая расчетная абсолютная погрешность оценки объема под каждой плоскостью срабатывания каждого уровня определяется:The total estimated absolute error in estimating the volume under each plane of operation of each level is determined by:

- неточностью определения осевой координаты срабатывания датчика уровня при его градуировке в технологической камере Δhг,

Figure 00000053
; где Δhг=±1,0 мм;- the inaccuracy of determining the axial coordinate of the level sensor when it is calibrated in the process chamber Δh g ,
Figure 00000053
; where Δh g = ± 1.0 mm;

- погрешностью осевого базового уровня датчика СУРТ в объеме топливного бака относительно нижнего торца его цилиндрической части Δhу:- the error of the axial basic level of the SURT sensor in the volume of the fuel tank relative to the lower end of its cylindrical part Δh y :

Figure 00000054
; где Δhу=±1,0 мм;
Figure 00000054
; where Δh y = ± 1.0 mm;

- ошибкой оценки величины объема цилиндрической части топливного бака под плоскостью срабатывания очередного датчика

Figure 00000055
, где- an error in estimating the volume of the cylindrical part of the fuel tank under the plane of operation of the next sensor
Figure 00000055
where

Figure 00000056
- длина цилиндрической части бака под i-м уровнем срабатывания очередного датчика;
Figure 00000056
- the length of the cylindrical part of the tank under the i-th level of operation of the next sensor;

- погрешностью измерения объема нижнего днища газовым методом ΔVндн;- the error in measuring the volume of the lower bottom by the gas method ΔV NDN ;

- погрешностью оценки внешнего объема внутрибаковых элементов, расположенных ниже контрольного i-го уровня срабатывания очередного датчика -

Figure 00000057
- an error in estimating the external volume of internal tank elements located below the control i-th level of operation of the next sensor -
Figure 00000057

Figure 00000058
.
Figure 00000058
.

Относительная ошибка оценки объема δVi под каждой плоскостью срабатывания датчиков уровня СУРТ определяется:

Figure 00000059
.The relative error in estimating the volume δV i under each plane of operation of the sensors of the level of SURT is determined by:
Figure 00000059
.

Значение ошибки δVi определим для трех положений уровня жидкости в объеме бака:The error value δV i is determined for three positions of the liquid level in the tank volume:

- верхнего - Lц=3348,6 мм; Vв=10,0469 м3;- upper - L q = 3348.6 mm; V in = 10.0469 m 3 ;

- среднего - Lц=1847,2 мм; Vcp=6,22176 м3;- Medium - L q = 1847.2 mm; V cp = 6.22176 m 3 ;

- нижнего - Lц=351,5 мм; Vн=2,4146 м3.- lower - L c = 351.5 mm; V n = 2.4146 m 3 .

Значение ΔVi при Lц=3348,6 мм для случая измерения объемов газом с погрешностью ±0,1%:The value ΔV i L when i = 3348.6 mm for the case of gas volume measurement with an accuracy of ± 0,1%:

Figure 00000060
Figure 00000060

Figure 00000061
.
Figure 00000061
.

Значение ΔVi при Lц=3348,6 мм для случая измерения объемов газом с погрешностью ±0,2%:The value ΔV i L when i = 3348.6 mm for the case of gas volume measurement with an accuracy of ± 0,2%:

Figure 00000062
Figure 00000062

Figure 00000063
.
Figure 00000063
.

Значение ΔVi при Lц=1847,2 мм для случая измерения объемов газом с погрешностью ±0,1%.The value ΔV i L when i = 1847.2 mm for the case of gas volume measurement with an accuracy of ± 0,1%.

Figure 00000064
Figure 00000064

Figure 00000065
.
Figure 00000065
.

Значение ΔVi при Lц=1847,2 мм для случая измерения объемов газом с погрешностью ±0,2%:The value ΔV i L when i = 1847.2 mm for the case of gas volume measurement with an accuracy of ± 0,2%:

Figure 00000066
Figure 00000066

Figure 00000067
.
Figure 00000067
.

Значение ΔVi при Lц=351,5 мм для случая измерения объемов газом с погрешностью ±0,1%:The value ΔV i at n = L 351.5 mm for the case of gas volume measurement with an accuracy of ± 0,1%:

Figure 00000068
Figure 00000068

Figure 00000069
.
Figure 00000069
.

Значение ΔVi при Lц=351,5 мм для случая измерения объемов газом с погрешностью ±0,2%:The value ΔV i at n = L 351.5 mm for the case of gas volume measurement with an accuracy of ± 0,2%:

Figure 00000070
Figure 00000070

Figure 00000071
.
Figure 00000071
.

Выполненные расчеты показывают, что градуировка топливных баков с установлением значений объемов бака под всеми контролируемыми уровнями с относительной погрешностью, не превышающей ±0,2%, возможна, если относительная погрешность газового метода измерения объемов составляющих элементов не более ±0,15%. Если достигается большая точность измерений газовым методом, относительная погрешность градуировки уменьшается до значения ±0,14…0,15%.The performed calculations show that calibration of fuel tanks with setting tank volumes under all controlled levels with a relative error not exceeding ± 0.2% is possible if the relative error of the gas method for measuring the volumes of constituent elements is not more than ± 0.15%. If greater accuracy of measurements by the gas method is achieved, the relative calibration error decreases to a value of ± 0.14 ... 0.15%.

Последние отработки такого метода измерения объемов показывают возможность достижения точности, при которой относительная погрешность не превышает значения 0,08…0,1%.Recent developments of this method of measuring volumes show the possibility of achieving accuracy at which the relative error does not exceed the value of 0.08 ... 0.1%.

Предлагаемый способ градуировки объемов топливных баков жидкостных ракет при освоении в производстве обеспечит необходимую точность измерений: относительная погрешность измерения - до ±0,15%. При этом будут достигнуты следующие преимущества в сравнении с применяемым в настоящее время методом оценки объемов заполнением контрольной жидкостью: значительно более высокая производительность измерительного процесса, меньшая стоимость, сложность и энергоемкость необходимого технологического оборудования, исключается негативное воздействие контрольной жидкости.The proposed method for calibrating the volumes of fuel tanks of liquid rockets during development in production will provide the necessary measurement accuracy: the relative measurement error is up to ± 0.15%. At the same time, the following advantages will be achieved in comparison with the currently used method of estimating the volume of filling with a control fluid: significantly higher productivity of the measuring process, lower cost, complexity and energy consumption of the necessary technological equipment, the negative impact of the control fluid is eliminated.

Claims (14)

Способ градуировки цилиндрических топливных баков жидкостных ракет по уровням срабатывания контролирующих датчиков, заключающийся в определении объема топливного бака под каждым i-м уровнем срабатывания контролирующего датчика Vi, который предварительно определен при испытании каждого из датчиков в специальной вертикально установленной технологической камере при заполнении и сливе ее контрольной жидкости, и расчета его значения по соотношению:A method for calibrating cylindrical fuel tanks of liquid rockets according to the response levels of control sensors, which consists in determining the volume of the fuel tank under each i-th response level of the control sensor V i , which is predefined when testing each of the sensors in a special vertically mounted process chamber when filling and draining it control fluid, and calculating its value by the ratio:
Figure 00000072
, где
Figure 00000072
where
Figure 00000073
- среднее значение внутреннего диаметра цилиндрической части бака, м;
Figure 00000073
- the average value of the inner diameter of the cylindrical part of the tank, m;
Figure 00000074
- высота контролируемого уровня по отношению к плоскости нижнего торца цилиндрической части бака, м;
Figure 00000074
- the height of the controlled level relative to the plane of the lower end of the cylindrical part of the tank, m;
Figure 00000075
- внутренний объем нижнего днища топливного бака, м3;
Figure 00000075
- internal volume of the bottom of the fuel tank, m 3 ;
Figure 00000076
- наружный объем j-го внутрибакового агрегата, расположенного ниже контролируемого уровня, м3;
Figure 00000076
- the external volume of the j-th internal tank unit located below the controlled level, m 3 ;
n - общее количество внутрибаковых систем, расположенных ниже контролируемого уровня, ед.;n is the total number of tank systems located below the controlled level, units; причем значения
Figure 00000077
и
Figure 00000078
, а также среднее значение внутреннего диаметра цилиндрической части бака
Figure 00000079
определяются по результатам предварительного измерения газовым методом объемов составляющих элементов топливного бака, в т.ч. полного внутреннего объема окончательно собранного топливного бака, внутренних объемов верхнего и нижнего днищ, внешних объемов внутрибаковых систем, а значение
Figure 00000080
рассчитывается по соотношению:
moreover, the values
Figure 00000077
and
Figure 00000078
, as well as the average internal diameter of the cylindrical part of the tank
Figure 00000079
determined by the results of a preliminary measurement by gas method of the volumes of the constituent elements of the fuel tank, including the total internal volume of the finally assembled fuel tank, the internal volumes of the upper and lower bottoms, the external volumes of the internal tank systems, and the value
Figure 00000080
calculated by the ratio:
Figure 00000081
, где
Figure 00000081
where
Vo - свободный внутренний объем окончательно собранного топливного бака, измеренный газовым методом, м3;V o is the free internal volume of the finally assembled fuel tank, measured by the gas method, m 3 ;
Figure 00000082
,
Figure 00000083
- внутренние объемы соответственно верхнего и нижнего днищ топливного бака, измеренные газовым методом после подрезки торцов днищ для сварки с цилиндрической частью топливного бака, м3;
Figure 00000082
,
Figure 00000083
- internal volumes of the upper and lower bottoms of the fuel tank, respectively, measured by the gas method after trimming the ends of the bottoms for welding with the cylindrical part of the fuel tank, m 3 ;
Figure 00000076
- наружный объем j-го внутрибакового элемента, измеренный газовым методом, м3;
Figure 00000076
- the outer volume of the j-th inner tank element, measured by the gas method, m 3 ;
k - общее количество внутрибаковых элементов в объеме топливного бака, ед.;k is the total number of inside tank elements in the volume of the fuel tank, units;
Figure 00000084
- измеренная длина цилиндрической части бака, м.
Figure 00000084
- the measured length of the cylindrical part of the tank, m
RU2016139797A 2016-10-10 2016-10-10 Method of graduating cylindrical fuel tanks of liquid rockets by trigger levels of controlling sensors RU2624997C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016139797A RU2624997C1 (en) 2016-10-10 2016-10-10 Method of graduating cylindrical fuel tanks of liquid rockets by trigger levels of controlling sensors

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016139797A RU2624997C1 (en) 2016-10-10 2016-10-10 Method of graduating cylindrical fuel tanks of liquid rockets by trigger levels of controlling sensors

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2624997C1 true RU2624997C1 (en) 2017-07-11

Family

ID=59495225

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016139797A RU2624997C1 (en) 2016-10-10 2016-10-10 Method of graduating cylindrical fuel tanks of liquid rockets by trigger levels of controlling sensors

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2624997C1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4354383A (en) * 1979-09-20 1982-10-19 Bosch & Pierburg System Ohg Method of and device for measuring the amount of liquid fuel in a tank
US8555697B2 (en) * 2007-10-16 2013-10-15 Asis Akaryakit Servis Istasyon Sistemleri Ve Insaat Sanayi Ve Ticaret Limited Sirketi Method and apparatus for forming the calibration chart for the underground fuel tanks
RU2498233C1 (en) * 2012-03-22 2013-11-10 Открытое Акционерное Общество "Научно-Исследовательский Институт "Гермес" Method of calibrating vessel level indicators
RU2532608C1 (en) * 2013-10-22 2014-11-10 Открытое Акционерное Общество "Научно-Исследовательский Институт "Гермес" Method for determining volume of large-sized tank
RU2577090C1 (en) * 2014-12-18 2016-03-10 Открытое Акционерное Общество "Научно-Исследовательский Институт "Гермес" Method of measuring internal volume of liquid rocket fuel tank and calibration of volume of tank on levels

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4354383A (en) * 1979-09-20 1982-10-19 Bosch & Pierburg System Ohg Method of and device for measuring the amount of liquid fuel in a tank
US8555697B2 (en) * 2007-10-16 2013-10-15 Asis Akaryakit Servis Istasyon Sistemleri Ve Insaat Sanayi Ve Ticaret Limited Sirketi Method and apparatus for forming the calibration chart for the underground fuel tanks
RU2498233C1 (en) * 2012-03-22 2013-11-10 Открытое Акционерное Общество "Научно-Исследовательский Институт "Гермес" Method of calibrating vessel level indicators
RU2532608C1 (en) * 2013-10-22 2014-11-10 Открытое Акционерное Общество "Научно-Исследовательский Институт "Гермес" Method for determining volume of large-sized tank
RU2577090C1 (en) * 2014-12-18 2016-03-10 Открытое Акционерное Общество "Научно-Исследовательский Институт "Гермес" Method of measuring internal volume of liquid rocket fuel tank and calibration of volume of tank on levels

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN114439042B (en) Immersed tube tunnel installation precision testing method
RU2635751C2 (en) System and method for inspecting underwater pipelines
CN112050912A (en) Method, device and system for water meter online calibration based on ultrasonic flowmeter
KR20080021300A (en) Structure diagnostic system by lidar and diagnostic method
CN104019790A (en) Measurement device and method for long-time-accumulation deformation of underwater pressure-resistant structure
CN106932277A (en) Based on interface ultrasonic reflections rate pressure relation curve method for building up and bracket loading test platform that fillet plane contact is theoretical
CN105466521A (en) Method for measuring liquid level of liquid in container
RU2577090C1 (en) Method of measuring internal volume of liquid rocket fuel tank and calibration of volume of tank on levels
CN108344474A (en) A kind of liquid level gauge automatic calibrator
CN105319233A (en) Method for testing propellant loading heat insulating layer material volume expansion coefficients according to liquid infiltration method
RU2624997C1 (en) Method of graduating cylindrical fuel tanks of liquid rockets by trigger levels of controlling sensors
CN109471998A (en) A kind of corrosion fatigue method for predicting residual useful life based on three-dimensional fractal dimension
CN103616436B (en) A kind of high-precision ultrasound detection method of contact stiffness
US20070220969A1 (en) Leakage Inspection Apparatus for Liquid Storage Tank Technical Field
US9500461B2 (en) Method for quantifying corrosion at a pressure containing boundary
RU98579U1 (en) MOBILE INSTALLATION FOR VERIFICATION OF MEASURES FOR WEIGHT OR VOLUME FLOW
CN114877856B (en) Method, system and equipment for monitoring morphology of GIL pipeline
CN108981643A (en) A kind of cable conductor or the quick accurate measurement method of insulating layer sectional area
CN115790423A (en) Immersed tube tunnel monitoring device and monitoring method
CN104089602A (en) Method for measuring dynamic deflection through fiber grating differential pressure gauges
RU2601618C1 (en) Method of fuel flow rate control system sensors calibrating in tanks of liquid-propellant rockets
CN104655235B (en) Depth of water detection means and method in ultrasonic detecting equipment
CN102539077B (en) Big tank statistics-compiling material balance leak detecting method and leak detecting system
RU2671296C1 (en) Method of metal corrosion loss assessment in pipeline inaccessible area
US20210172860A1 (en) System and method for analyzing cathodic protection current shielding of a coating