Эксплуатация испытательных комплексов ракетно-космических систем (стр. 15 )

Рис. 2.18. Схема глушителей шума:

а - камерный; б - пластинчатый: 1 - корпус; 2 - звукопоглотитель; в - реактивный: 1 - камера; 2 - канал

 

В стендовых системах шумо-глушения при испытании ДУ возможно применение указанных элементов, но для этого необходимо обеспечить торможение потока и его охлаждение.

Применение охлаждающих устройств выхлопной струи ДУ обеспечивает уменьшение интенсивности шума на 15...40 дБ, но это оказывается недостаточным при испытании двигателей больших тяг. В этом случае применяют выхлопные системы в виде диффузоров, эжекторных установок и поворотных устройств струи. Все эти устройства являются громоздкими сооружениями, имеют большую протяженность выхлопного тракта, требуют больших расходов газа и воды для эжектирования струи (восстановления давления) и охлаждения конструкции.

На рис. 2.19 показано устройство шумоглушения с диффузором и водяными рассекателями выхлопной струи, которое применялось при испытаниях кислородно-водородного двигателя РД-0120 блока “Ц” РН “Энергия” на испытательном стенде НИИХМ.

 

Рис. 2.19. Испытание ЖРД РД-0120 на стенде с устройством глушения шума

 

Так, например, устройство с двухступенчатой эжекторной откачкой газов в схеме высотного стенда для испытаний ДУ (см. рис. 2.37) обеспечивает уменьшение интенсивности шума до допустимых по санитарным нормам значений.

В помещениях бункера управления, расположенных в непосредственной близости от испытательного стенда, для защиты обслуживающего персонала от шума работающего двигателя предусматривается использование звукоизолирующих материалов для облицовки стен и панелей помещения пультовой.

В производственных помещениях, измерительных залах и т. п. при установке устройств, издающих шум большой интенсивности (например, вентиляторов, компрессоров, насосов и др.), необходимо закрывать оборудование звукоизолирующими кожухами. Кожух должен быть съемным или откидным и иметь смотровые окна. Снижение уровня звукового давления при использовании кожухов достигает 15...25 дБ.

 

2.3.5. Информационно-управляющие системы

 

Системы управления (СУ), регулирования процессом испытания, диагностики и аварийной защиты (САЗ) испытуемого двигателя. В системах управления в последнее время используются ЭВМ для автоматизированного управления технологическими процессами (АСУ ТП). САЗ включает контроль параметров двигателя и ДУ (например, давления, температуры и сплошности потока на входе в насосы, оборотов ТНА, давления и температуры в теплонапряженных узлах камеры и газогенератора, пульсации давления, вибраций и др.).

Для автоматизации работы испытательных стендов необходимо решить следующие основные задачи:

- задание информации для получения стимулирующих воздействий различной физической природы (механических, тепловых, гидравлических, газовых, электрических и т. д.), постоянных или изменяющихся по требуемым законам;

- задание информации для получения номинальных (эталонных) значений контролируемых параметров - постоянных или изменяющихся во времени по определенным законам;

- задание командных сигналов;

- измерение и преобразование информации;

- коммутация контролируемых параметров;

- оценка результатов контроля;

- отыскание неисправных элементов в случае обнаружения дефектов;

- прогнозирование технического состояния объекта испытания;

- индикация и регистрация результатов контроля с помощью средств отображения информации.

Задание управляющей информации осуществляется с помощью специальных устройств двух групп:

- устройств для задания управляющей информации, определяющей закон изменения физических величин;

- устройств для задания управляющей информации, состоящей из последовательности командных сигналов (необходимых для включения и отключения различных устройств стенда и объекта испытания в требуемые моменты времени) и обеспечивающей координацию всей системы испытания согласно заранее составленной программе.

К первой группе устройств, обеспечивающих контурное управление, относятся:

- специальные устройства и механизмы, служащие для передачи объекту испытания как управляющей информации, так и энергии;

- системы программного управления с жесткими физическими носителями информации;

- системы гибкого программного управления, в которых программа не изменяется в процессе испытания;

- системы автоматического управления, основанные на применении ЭВМ, в которых программа управления может изменяться в зависимости от результатов контроля параметров в процессе испытания.

Ко второй группе устройств относятся электронные распределительные устройства и командоалпараты, обеспечивающие цикловое программное управление испытательными стендами.

Автоматизация испытательных стендов включает автоматизацию операций по подготовке и проведению испытаний и рассматривается в специальной литературе.

Регулирование параметров в процессе испытаний рассмотрим на примере автономных испытаний камеры сгорания на стенде с вытес-нительной системой подачи компонентов топлива. Регулирование тяги или эквивалентной величины давления в камере рк обеспечивается изменением массовых расходов компонентов топлива при Fкр = const:

рк = , (2.35)

где b - удельный импульс давления в камере сгорания.

При известных гидравлических сопротивлениях трактов питания путем регулирования давления на входе в магистрали окислителя и горючего камеры можно обеспечить соответствующие изменения расхода компонентов топлива и режима работы камеры по рк и km.

Давление компонентов топлива на входе в камеру можно изменять следующими способами:

- регулированием давления в топливных баках при вытеснительной системе подачи или на выходе из насосов при насосной системе подачи при постоянных гидравлических сопротивлениях трактов подачи;

- введением регулируемых гидравлических сопротивлений в топливных магистралях подачи в виде регуляторов расхода при постоянных давлениях в топливных баках или на выходе из питающего насоса.

В общем случае система автоматического контроля и управления с ЭВМ является замкнутой (рис. 2.20). На вход ЭВМ от соответствующих датчиков (Д) поступает измерите-

Рис. 2.20. Структурная схема автоматического контроля и регулирования с ЭВМ

объекта испытания

 

тельная информация о параметрах Xi, которую машина обрабатывает в соответствии с принятым законом управления, определяет параметры управляющих воздействий Uj, которые необходимо приложить к исполнительным механизмам (ИМ) для изменения корректируемых параметров Хi. С целью уменьшения объема оборудования применяют коммутаторы (К) измерительных и выходных цепей системы. Для совмещения непрерывно протекающих процессов в объекте испытания (давления, температуры, расходов и др.) и дискретных (цифровых) процессов в вычислительной машине на входе в систему вводят аналого-дискретные преобразователи (АДП) и дискретно-аналоговые преобразователи (ДАП) - на выходе. Синхронизация работы ЭВМ с объектом достигается тактированием ее работы с использованием службы времени (СВ) и обеспечением соответствующих реакций через схему прерывания (СП) по сигналам от датчиков прерывания (ДП), установленных на объекте испытания.

Наряду с прямым цифровым управлением объектом, когда ЭВМ через исполнительные механизмы воздействует на его параметры, применяют системы управления, в которых объект испытания управляется автономными регуляторами, а ЭВМ, обрабатывая измерительную информацию, рассчитывает и устанавливает оптимальные режимы настройки этих регуляторов. При этом если нет связи ЭВМ с регулирующими органами, то система работает в разомкнутом цикле и ЭВМ выполняет функции советчика оператора.

На рис. 2.21 для примера представлены структурные схемы регулирования параметров рк и km при автономных испытаниях камеры на стенде с вытеснительной системой подачи компонентов топлива. В представленных схемах регулирование рк

Рис. 2.21. Структурные схемы регулирования параметров рк и km при испытаниях камеры на стенде с вытеснигельной системой подачи:

а - изменением давления в баке окислителя и за редуктором подачи горючего;

б - изменением гидравлического сопротивления магистралей питания введением регуляторов расхода окислителя и горючего;

1 - камера сгорания; 2 - датчик давления системы регулирования; 3,12 - усилитель-преобразователь измерительных сигналов, 4,13 - блоки управления;

5 - электропневмоклапан; 6 - рессивер; 7 - газовый редуктор; 8 - баллоны с газообразным горючим; 9 - система наддува; 10 - баллон с окислителем; 11 - датчик расхода; 14, 17 - пусковые клапаны подачи окислителя и горючего; 15, 16 - регуляторы расхода горючего и окислителя; —— магистрали пневмогидросистем;

-----магистрали подачи электрических сигналов систем регулирования

 

обеспечивается изменением расхода горючего  по сигналам датчика давления 2 системы обратной связи регулирования воздействием на настройку газового редуктора 7 (рис. 2.21,а) или изменением настройки регулятора 15 (рис. 2.21,б).

Регулирование коэффициента соотношения компонентов топлива km обеспечивается блоком регулирования 13 по сигналам датчиков расхода 11 окислителя и горючего воздействием на давление наддува баллонов 10 (рис. 2.17,а) или на регулятор расхода окислирис. 2.21,6) [8].

Стендовая информационно-измерительная система (ИИС). В современных ИИС для получения информации о параметрах и характеристиках систем испытательного стенда и объекта испытания применяются средства цифровых информационных технологий с оптико-волоконными каналами передачи информации. В некоторых современных интегрированных системах функции управления и информационно-измерительные функции могут быть объединены.