×
25.01.2020
220.017.f9ef

Тягоизмерительное устройство для испытаний жидкостных ракетных двигателей малой тяги в импульсных режимах работы

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к испытательным стендам для жидкостных ракетных двигателей малой тяги (ЖРДМТ). Тягоизмерительное устройство состоит из корпуса, выполненного в виде круговой балки, упругих элементов, представляющих собой радиально ориентированные лепестки прямоугольного сечения, соединяющие корпус устройства и технологический фланец, на котором крепится испытуемый двигатель, а их количество, длина и параметры профиля обеспечивают требуемую собственную частоту конструкции, не менее чем в десять раз превышающую частоту измеряемых импульсов тяги, кроме того, в устройстве используются высокоточные лазерные датчики перемещения, которые в процессе работы двигателя могут быть установлены либо в барокамере в герметичном корпусе, либо вне ее. Изобретение обеспечивает повышение точности измерений импульсной тяги. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к ракетно-космической технике (испытательным стендам для жидкостных ракетных двигателей малой тяги (ЖРДМТ)), используемых в качестве исполнительных органов систем управления космических аппаратов, разгонных блоков и других объектов.

Основную долю времени такие двигатели работают на орбите в импульсных режимах. Минимальная длительность импульса составляет τи~5⋅10-2 с, максимальная частота включений f~20 Гц.

В настоящее время принято импульс тяги ЖРДМТ в импульсном режиме определять как произведение импульса давления, полученного в импульсном режиме работы, на тяговый комплекс, полученный в непрерывном режиме работы двигателя.

Для повышения точности определения основных параметров ЖРДМТ в импульсных режимах работы необходима оценка тягового комплекса в режимах одиночных включений, отличающегося от полученного в непрерывном режиме, на величину потерь в переходных процессах при запуске и останове двигателя. Чем меньше длительность импульса ЖРДМТ, тем большее влияние оказывают переходные процессы на значение тягового комплекса.

Известно устройство (Жуковский А.Е. Испытания жидкостных ракетных двигателей: Учебник для студентов авиационных специальностей ВУЗов [Текст] / А.Е. Жуковский, B.C. Кондрусев, В.В. Окорочков. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1992. - 352 с. (стр. 291…298), реализующее активный метод измерения импульсной тяги, когда измеряется не реакция истекающих из сопла двигателя газов, а прямое силовое воздействие сверхзвуковой струи продуктов сгорания. При этом методе за соплом ЖРДМТ устанавливается газоприемная ловушка закрытого типа, обеспечивающая разворот газов строго на 90° по отношению к оси двигателя и их отвод в радиальном направлении. Ловушка выполняет роль мембраны, являющаяся упругим силовым элементом тягоизмерительного устройства. При малых перемещениях и использовании аппаратуры высокочастотного преобразователя давления индуктивного типа (ДД-10 со срезанной мембраной) получены результаты измерения импульсной тяги активным тягоизмерительным устройством удовлетворительно отражающие, в том числе, изменение давления в камере сгорания.

Недостатками данного технического решения являются:

- отсутствие достоверных методов расчета газодинамического тракта ловушки;

- необходимость использования экспериментальных методов выбора: размера, профиля отводных каналов ловушки и расстояния от среза сопла до плоскости входа в ловушку и др.;

- сравнительно невысокая точность;

- малый ресурс ловушки из-за ее взаимодействия с высокотемпературными продуктами сгорания и др.

Наиболее близким к заявленному техническому решению является датчик тяги (патент ФРГ № DE 3238951 C2, МПК G01L 1/22, опубл. 1985-10-17), в котором достигается уменьшение влияния поперечных нагрузок и повышение чувствительности. Это обеспечивается применением двух одинаковых профилированных мембран, одна из которых препарирована тензодатчиками. Кроме того, конструкция имеет элемент защиты от перегрузок.

Наличие двух разнесенных по оси силопередачи звездообразных элементов повышает собственную частоту конструкции и снижает конструктивную погрешность при измерении силы. Предложенный упругий элемент с несколькими тензопреобразователями может быть использован для создания тензоустройства импульсных усилий.

Недостатками описанного технического решения являются:

- ограничения по величине тяги испытуемых изделий;

- ограничения по собственной частоте тягоизмерительного устройства (существенное влияние массы различных двигателей);

- влияние на показания тензодатчиков температуры окружающей среды при испытаниях двигателей (отсутствие температурной компенсации);

- необходимость строгого соблюдения технологии приклеивания тензодатчиков на рабочее место;

- сравнительно невысокая точность.

Задачами, на решение которых направлено заявляемое изобретение являются: создание тягоизмерительного устройства для определения тяги жидкостного ракетного двигателя малой тяги, тягового комплекса в импульсных режимах работы с максимально возможной точностью.

Техническим результатом является расширение возможностей тягоизмерительного устройства по значениям тяги и собственной частоте, а также увеличение точности измерений импульсной тяги.

Технический результат достигается за счет того, что заявляемое тягоизмерительное устройство для испытаний жидкостных ракетных двигателей малой тяги в импульсных режимах работы, состоящее из корпуса и упругих элементов, отличающееся тем, что корпус устройства выполнен в виде круговой балки, упругие элементы представляют собой радиально ориентированные лепестки прямоугольного сечения, скрепляющие корпус устройства и технологический фланец с испытуемым двигателем, а их количество, длина и параметры профиля обеспечивают собственную частоту конструкции, не меньше, чем в десять раз превышающую частоту измеряемых импульсов тяги, при этом в устройстве используются высокоточные лазерные датчики перемещения, которые в процессе работы двигателя располагаются либо в барокамере в герметичном корпусе, либо вне ее.

Тягоизмерительное устройство для испытаний ЖРДМТ в импульсных режимах работы, отличающееся тем, что в качестве лепестковых элементов установлены сильфонные герметичные тензодатчики.

Тягоизмерительное устройство для испытаний ЖРДМТ в импульсных режимах работы, отличающееся тем, что в устройстве для расширения диапазона тяг испытуемых двигателей могут быть применены 2, 3, 4, 6 лепестковых упругих элементов.

Тягоизмерительное устройство для испытаний ЖРДМТ в импульсных режимах работы, отличающееся тем, что датчики передают измерительную информацию в стендовую компьютерную систему.

Техническим результатом, обеспечиваемым приведенной совокупностью признаков является возможность измерения тяги ЖРДМТ в импульсных режимах работы, поскольку тягоизмерительное устройство может обеспечить требуемую собственную частоту, а высокая эффективность измерения реализуется за счет точности определения перемещений лазерным датчиком, который механически развязан с конструкцией устройства.

Сущность изобретения поясняется следующими чертежами:

- на фиг. 1 схематично представлено тягоизмерительное устройство для испытаний ЖРДМТ в импульсных режимах работы (вид сверху);

- на фиг. 2 представлено сечение А-А тягоизмерительного устройства для испытаний ЖРДМТ в импульсных режимах работы.

Устройство состоит из рабочего стола вакуумной камеры 1, кольцевой балки 2, ЖРДМТ 3, крепежного фланца двигателя 4, технологического фланца 5, упругой балки (лепесткового типа) 6, крепежных элементов 7, лазерного датчика перемещения 8 и отражающей поверхности 9.

Работает тягоизмерительное устройство следующим образом. После сборки тягоизмерительного устройства с испытуемым двигателем и его установки на рабочее место, подключения всех систем, производится проверка собственной частоты конструкции путем ударного воздействия и записи в компьютер колебаний системы. При выполнении условия: собственная частота устройства превышает частоту следования импульсов тяги в десять и более раз, проводится градуировка устройства весовым методом посредством рычажного механизма с помощью поверенных грузов в стационарных условиях в требуемом диапазоне изменения импульсной тяги. В случае получения линейной зависимости сигнала лазерного датчика от тяги осуществляется подготовка вакуумной системы и проводятся испытания ЖРДМТ по программе работы. Затем следует экспресс анализ результатов и, в случае необходимости - повтор отдельных режимов. После чего, выполняется послепусковая градуировка тягоизмерительного устройства и отображаются результаты испытаний в электронном виде и на бумажном носителе.


Тягоизмерительное устройство для испытаний жидкостных ракетных двигателей малой тяги в импульсных режимах работы
Тягоизмерительное устройство для испытаний жидкостных ракетных двигателей малой тяги в импульсных режимах работы
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 77.
25.08.2017
№217.015.ccdc

Устройство для получения воды из атмосферного воздуха и выработки электроэнергии

Изобретение относится к области экологии и энергетики, а именно к получению пресной воды из атмосферного воздуха и выработке электроэнергии. Устройство включает в себя два концентрически расположенных вертикальных цилиндра (6 и 7), образующих «сухой» (9) и «влажный» (10) воздушные каналы,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002620830
Дата охранного документа: 30.05.2017
26.08.2017
№217.015.e474

Устройство бесконтактного измерения электромагнитных параметров тонких пленок

Устройство относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для бесконтактного оперативного измерения удельной электрической проводимости, а также диэлектрической и магнитной проницаемостей тонких пленок и наноматериалов. Устройство состоит из генератора 1, выход которого...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002626573
Дата охранного документа: 28.07.2017
29.12.2017
№217.015.f1b1

Способ изготовления упругого притира

Изобретение относится к технологии инструментального производства и может быть использовано при изготовлении упругого притира для обработки отверстий. Используют заготовку в виде оправки, на рабочей части которой вдоль ее оси выполняют сквозную прорезь. Образуют рабочие упругие элементы в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002636773
Дата охранного документа: 28.11.2017
29.12.2017
№217.015.f684

Способ защиты ворот шлюза судоходного гидротехнического сооружения

Изобретение относится к гидротехнике, в частности к технологии защиты двустворчатых ворот судоходного шлюза гидротехнического сооружения от навала судна при шлюзовании при применении предохранительных систем с гидравлическими амортизаторами. Способ осуществляется следующим образом. Производится...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002634116
Дата охранного документа: 24.10.2017
29.12.2017
№217.015.fa2b

Устройство для автоматизированного контроля соосности и центровки механических конструкций

Предлагаемое изобретение относится к измерительной и роботизированной технике и предназначено для выполнения автоматизированного контроля соосности и центровки механических конструкций. Изобретение может быть использовано в двигателестроении для контроля соосности опор, статорных колец и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002639993
Дата охранного документа: 25.12.2017
13.02.2018
№218.016.21f3

Ракетный двигатель малой тяги на газообразном водороде и кислороде с форсунками типа струя в сносящем потоке

Изобретение относится к ракетным двигателям малой тяги. Ракетный двигатель малой тяги на газообразных водороде и кислороде, состоящий из свечи зажигания топлива, смесительной головки, обеспечивающей смешение топлива и внутреннее охлаждение стенки камеры сгорания, камеры сгорания и сопла, в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002641785
Дата охранного документа: 22.01.2018
04.04.2018
№218.016.2fa5

Способ формирования массовой линии ионов во времяпролетном масс-спектрометре

Изобретение относится к области масс-спектрометрии, преимущественно для космических исследований и для применения в других областях при условиях жестких ограничений массы и габаритов. Способ основан на выталкивании ионов из ускоряющего промежутка нелинейным полем и отклонении ионов в бесполевом...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002644578
Дата охранного документа: 13.02.2018
04.04.2018
№218.016.3491

Способ армирования слоистых полимерных композиционных материалов короткими частицами

Изобретение относится к технологии изготовления полимерных композиционных материалов (ПКМ) трансферными технологиями и может быть применено для увеличения межслоевой прочности слоистых ПКМ. Поставленная задача решается за счет того, что заявленный способ армирования слоистых полимерных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002646007
Дата охранного документа: 28.02.2018
10.05.2018
№218.016.39cf

Сборная дисковая фреза

Изобретение относится к обработке материалов резанием и может быть использовано при изготовлении инструментов с механическим креплением сменных многогранных пластин. Фреза содержит корпус, резцовые вставки, режущие пластины и крепежные винты и снабжена упорными проставками и фланцем,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002647202
Дата охранного документа: 14.03.2018
10.05.2018
№218.016.3c71

Ракетный двигатель малой тяги на газообразном водороде и кислороде с предварительным смешением компонентов в смесительной головке

Изобретение относится к ракетным двигателям малой тяги. Ракетный двигатель малой тяги на газообразных водороде и кислороде, состоящий из электропневмоклапанов горючего и окислителя, смесительной головки, включающей воспламенительное устройство со свечой зажигания, дозвуковую газовую завесу для...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002648040
Дата охранного документа: 21.03.2018
Показаны записи 1-10 из 13.
13.01.2017
№217.015.8cb1

Двухкомпонентная центробежная форсунка с интенсивным смесеобразованием

Изобретение предназначено для организации смесеобразования и горения самовоспламеняющегося топлива в жидкостных ракетных двигателях малой тяги (ЖРДМТ), работающих в вакууме. Устройство состоит из предкамеры 1 и камеры сгорания 2. В предкамере 1 выполнены каналы 3 для подачи компонентов топлива,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002604974
Дата охранного документа: 20.12.2016
25.08.2017
№217.015.bb11

Ракетный двигатель малой тяги (рдмт) с многокаскадной камерой сгорания на газообразных водороде и кислороде

Изобретение относится к ракетным двигателям малой тяги. Двигатель содержит свечу зажигания поверхностного разряда 1, разрядную полость 2 свечи зажигания, диафрагму 3, каналы 4, соединяющие разрядную полость 2 свечи зажигания и ступень воспламенения устройства 5 (вторую ступень), первую ступень...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002615883
Дата охранного документа: 11.04.2017
26.08.2017
№217.015.d995

Водородно-кислородный ракетный двигатель малой тяги

Изобретение относится к области ракетных двигателей малой тяги (РДМТ), работающих на газообразных водороде (Н) и кислороде (О) в космическом пространстве в качестве исполнительных органов систем управления объектов ракетно-космической техники. Двигатель содержит свечу зажигания поверхностного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002623610
Дата охранного документа: 28.06.2017
26.08.2017
№217.015.dc1e

Ракетный двигатель малой тяги на газообразных водороде и кислороде со щелевой форсункой

Изобретение относится к области ракетных двигателей малой тяги. Ракетный двигатель малой тяги на газообразных водороде и кислороде, состоящий из головки двигателя, свечи зажигания топлива, системы подачи компонентов топлива в камеру сгорания и внутреннего охлаждения камеры сгорания, при этом...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002624419
Дата охранного документа: 03.07.2017
26.08.2017
№217.015.e43a

Ракетный двигатель малой тяги на газообразных водороде и кислороде с центробежной и струйными форсунками

Изобретение относится к области ракетных двигателей малой тяги (РДМТ). Ракетный двигатель малой тяги, состоящий из головки двигателя, свечи зажигания топлива, системы подачи компонентов топлива в зону электроискрового разряда и в камеру сгорания с внутренним охлаждением, при этом в камере...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002626189
Дата охранного документа: 24.07.2017
26.08.2017
№217.015.e9c1

Ракетный двигатель малой тяги на газообразных водороде и кислороде с центробежными форсунками

Изобретение относится к области ракетных двигателей малой тяги (РДМТ), работающих на газообразных водороде (Н) и кислороде (О) в качестве исполнительных органов систем управления объектов ракетно-космической техники. Смесительная головка имеет две центробежные форсунки подачи горючего и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002628143
Дата охранного документа: 15.08.2017
13.02.2018
№218.016.21f3

Ракетный двигатель малой тяги на газообразном водороде и кислороде с форсунками типа струя в сносящем потоке

Изобретение относится к ракетным двигателям малой тяги. Ракетный двигатель малой тяги на газообразных водороде и кислороде, состоящий из свечи зажигания топлива, смесительной головки, обеспечивающей смешение топлива и внутреннее охлаждение стенки камеры сгорания, камеры сгорания и сопла, в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002641785
Дата охранного документа: 22.01.2018
10.05.2018
№218.016.3c71

Ракетный двигатель малой тяги на газообразном водороде и кислороде с предварительным смешением компонентов в смесительной головке

Изобретение относится к ракетным двигателям малой тяги. Ракетный двигатель малой тяги на газообразных водороде и кислороде, состоящий из электропневмоклапанов горючего и окислителя, смесительной головки, включающей воспламенительное устройство со свечой зажигания, дозвуковую газовую завесу для...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002648040
Дата охранного документа: 21.03.2018
06.04.2019
№219.016.fdb7

Устройство с кормовым диффузором для высотных испытаний ракетных двигателей малой тяги

Изобретение относится к области испытаний ракетных двигателей малой тяги. Устройство для высотных испытаний ракетных двигателей выполнено с кормовым диффузором для обеспечения безотрывного течения продуктов сгорания в сопле ракетного двигателя при испытаниях и включает две вакуумные камеры и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002684071
Дата охранного документа: 03.04.2019
20.06.2019
№219.017.8d8a

Устройство для измерения массы жидких компонентов топлива при работе ракетных двигателей малой тяги в режиме одиночных включений и в импульсных режимах

Изобретение относится к испытаниям жидкостных ракетных двигателей малой тяги. Устройство для измерения массы жидких компонентов топлива при работе ракетного двигателя малой тяги в режиме одиночных включений и в импульсных режимах, состоящее из электропневмоклапана, градуированных стеклянных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002691873
Дата охранного документа: 18.06.2019
+ добавить свой РИД