Диагностирование состояния контура автомата разгрузки и стояночного уплотнения турбонасосного агрегата жидкостного ракетного двигателя

DOI: 10.34759/vst-2021-3-24-32

Авторы

Гемранова Е. А.

HПO Энергомаш им. академика В. П. Глушко, ул. Бурденко,1 Химки, Московская область, 141400, Россия

e-mail: gemranova@yandex.ru

Аннотация

Рассматривается задача диагностирования контура автомата разгрузки и стояночного уплотнения турбонасосного агрегата жидкостного ракетного двигателя (ЖРД). Предлагается для корректного замыкания системы уравнений контура интегрировать его частную математическую модель в полную математическую модель ЖРД. Введено определение диагностической модели ЖРД. Определены параметры сопряжения контура с параметрами математической модели двигателя. Приведён пример обнаружения и локализации неисправности, возникшей при огневом испытании. Достоверность принятия решения о нормальном или ненормальном функционирование двигателя и локализации неисправности обеспечивается за счет применения многоэтапного контроля, включающего метод контроля характеристик конструкции и метод структурного исключения.

Ключевые слова:

жидкостный ракетный двигатель, диагностическая модель, автомат разгрузки, стояночное уплотнение, диагностические признаки

Библиографический список

1. Васин А.С., Венгерский Э.В. Автоматизированный контроль и диагностика сложных пневмогидравлических объектов // Новые наукоемкие технологии в технике: Энциклопедия. – М.: МЦ «Аспект», 1994. Т.1. – 280 с.

2. Буканов В.Т., Колбасенков А.И., Мартиросов Д.С. Анализ связи между процедурами диагностирования, управления и регулирования ЖРД // Труды НПО Энергомаш им. Академика В.П.Глушко. 2012. № 29. С.174-187.

3. Каменский С.С., Мартиросов Д.С., Коломенцев А.И. Применение методов теории подобия для анализа стационарных рабочих процессов жидкостных ракетных двигателей // Вестник Московского авиационного института. 2016. Т. 23. № 1. С.32-37.

4. Тирский А.А. Разработка и исследование автоматизированной системы функционального контроля и диагностирования ЖРД: Дисс. ...канд. техн. наук. – М.: МАТИ, 2001. – 200 с.

5. Meyer C.M., Zakrajsek J.F. Rocket engine failure detection using system identification techniques // NASA Contractor Report 185259. AIAA-90-1993, 18 p. DOI: 10.2514/6.1990-1993

6. Чебаевский В.Ф., Петров В.И. Кавитационные характеристики высокооборотных шнеко – центробежных насосов. – М.: Машиностроение, 1973. – 152 с.

7. Чебаевский В.Ф., Петров В.И. Кавитация в высокооборотных лопастных насосах. – М.: Машиностроение, 1982. – 192 с.

8. Галеев А.Г., Иванов В.Н., Катенин А.В. и др. Методология экспериментальной отработки ЖРД и ДУ, основы проведения испытаний и устройства испытательных стендов: монография. – Киров: Международный центр научно-исследовательских проектов, 2015. – 435 с.

9. Беляев Е.Н., Чванов В.К., Черваков В.В. Математическое моделирование рабoчего процесса жидкостных ракетных двигателей: Учебник. – М.: Изд-во МАИ, 1999. −226 с.

10. Коломенцев А.И., Мартиросов Д.С. Методы функциональной диагностики двигателей летательных аппаратов. – М.: Изд-во МАИ, 2002. – 112 с.

11. Гребенюк А.Т., Каналин Ю.И., Полетаев Н.П. Расчетно — методическое обеспечение проектирования стояночного уплотнения кислородного насоса ЖРД // Труды НПО Энергомаш им. академика В.П.Глушко. 2014. № 31. С. 131-145.

12. Видишев В.И., Каналин Ю.И., Кухарев В.Н., Маликова С.А., Полетаев Н.П. Уравновешивание и контроль осевой нагрузки радиально – упорных подшипников агрегатов подачи ЖРД РД-170 // Труды НПО Энергомаш им. академика В.П.Глушко. 2000. № 18. С. 100-114.

13. Demiyanenko Yu.V., Dmitrenko A.I., Pershin V.K. Boost Turbopump Assemblies for Hydrogen-oxygen Liquid Propellant Rocket Engines // 40th AIAA/ASME/SAE/ASEE Joint Propulsion Conference and Exhibit (11-14 July 2004; Fort Lauderdale, Florida). AIAA 2004-3685. DOI: 10.2514/6.2004-3685

14. Дмитренко А.И., Першин В.К. Устройство для осевой разгрузки ротора турбонасосного агрегата. Патент RU 2099567 C1, 20.12.1997.

15. Demiyanenko Yu.V., Dmitrenko A.I., Pershin V.K., Grebennikov D.Yu. Investigation of the Performance of a Thrust Balance Device for a Centrifugal Pump Rotor // 40th AIAA/ASME/SAE/ASEE Joint Propulsion Conference and Exhibit (11-14 July 2004; Fort Lauderdale, Florida). AIAA 2004-3689. DOI: 10.2514/6.2004-3689

16. Moshiri B., Jazbi S.A. Fault Detection and Isolation with RBF Neural Network // IFAC Proceedings Volumes. 1997. Vol. 30. No. 25, рр. 91-96. DOI: 10.1016/S1474-6670(17)41306-1

17. Koppen-Seliger B., Frank P.M. Fault detection and isolation in technical processes with neural network // 34th IEEE Conference on Decision and Control (13-15 December 1995; New Orleans, LA, USA). DOI: 10.1109/CDC.1995.480701

18. Левочкин П.С., Мартиросов Д.С., Буканов В.Т. Проблемы функциональной диагностики жидкостных ракетных двигателей // Вестник Московского государственного технического университета им Н.Э. Баумана. Серия Машиностроение. 2013. № 1(90). С. 72-78.

19. Мартиросов Д.С. Диагностирование сложных технических систем на основе математических моделей физических процессов и измеряемых параметров методом структурного исключения. – М.: Изд-во МАИ, 1998. – 53 с.

20. Марцинковский В.А., Ворона П.Н. Насосы атомных электростанций. – М.: Энергоатомиздат, 1987. – 256 с.

21. Gear CW. Differential-algebraic equation index transformations // SIAM Journal on Scientific and Statistical Computing. 1988. Vol. 9. No. 1, pp. 39-47. DOI: 10.1137/0909004