Метод контроля текущего состояния жидкостного ракетного двигателя на стационарных и переходных режимах испытания

DOI: 10.34759/vst-2021-3-46-53

Авторы

Каменский К. В.¹, Мартиросов Д. С.^2*

1. HПO Энергомаш им. академика В. П. Глушко, ул. Бурденко,1 Химки, Московская область, 141400, Россия
2. Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет), 125993, г. Москва, Волоколамское шоссе, д. 4

*e-mail: mrtsv@mail.ru

Аннотация

Предлагается метод контроля текущего состояния жидкостного ракетного двигателя (ЖРД) на стационарных и переходных режимах стендового огневого испытания. Предполагается, что неисправность ЖРД является одной из возможных причин изменения статистических характеристик телеметрии, полученных до момента возникновения неисправности. В методе использован алгоритм статистического анализа с использованием критерия Стьюдента. Контроль текущего состояния двигателя на основе данного метода осуществляется в режиме непрерывного сканирования телеметрии медленно меняющихся параметров и обеспечивает оперативное принятие решения о прекращении испытания неисправного двигателя. Метод не требует предварительных оценок границ критериев нормальной работы контролируемого ЖРД и адаптивен к режимам его работы в широких диапазонах изменения тяги и соотношения компонентов топлива.

Ключевые слова:

ЖРД, контроль состояния двигателя, статистические методы, аномальные погрешности измерений, критерий Стьюдента

Библиографический список

1. Антипов Ю.С., Давыдов И.Б., Ильин О.В. и др. Стендовая система аварийной защиты ЖРД // Труды НПО Энергомаш им. академика В.П. Глушко. 2002. № 20. С. 173-183.

2. Давыдов И.Б. Бортовая система аварийной защиты ЖРД перспективных РН // Труды НПО Энергомаш им. академика В.П. Глушко. 2015. № 32. С. 323-334.

3. Лёвочкин П.С., Мартиросов Д.С., Каменский С.С. и др. Система функциональной диагностики жидкостных ракетных двигателей в режиме реального времени // Вестник Московского авиационного института. 2019. Т. 26. № 2. С. 147-154.

4. 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.

5. Морозов С.А., Костюков В.Н., Трушников С.Г. Использование методов технической диагностики для оценки качества изделий и параметров технологических процессов // Прогрессивная технология и автоматизация производства двигателей и агрегатов. – М.: НИИД, 1986. С. 60.

6. Вешкурцев Ю.М., Костюков В.Н., Бойченко С.М., Костюков А.В. Принципы построения измерительно-диагностических систем машин и оборудования // Актуальные проблемы электронного приборостроения. АПЭП-96: сборник трудов третьей международной научно-технической конференции: В 11 т. Т. 5. Измерения в радиоэлектронике. – Новосибирск: Изд-во Новосибирского государственного технического университета, 1996. С. 81-86.

7. Kryter R.C., Haynes H.D. Condition Monitoring of Machinery Using Motor Current Signature Analysis // Sound and vibration. 1989. No. 9, pp. 14-21.

8. Таршиш М.С. Контроль и диагностика при испытаниях авиадвигателей и гидроагрегатов. – М.: Машиностроение, 1997. – 168 с.

9. Муромцев Ю.Л. Безаварийность и диагностика нарушений в химических производствах. Методы, модели, алгоритмы. – М.: Химия, 1990. – 144 с.

10. Костюков В.Н. Синтез инвариантных диагностических признаков и моделей состояния агрегатов для целей диагностики // Омский научный вестник. 2000. № 12. С. 77-81.

11. Михлин В.М. Прогнозирование технического состояния машин. – М.: Колос, 1976. – 288 с.

12. Александровская Л.Н., Круглов В.И., Кузнецов А.Г. и др. Теоретические основы испытаний и экспериментальная отработка сложных технических систем: Учеб. пособие. – М.: Логос, 2003. – 736 с.

13. Александровская Л.Н., Афанасьев А.П., Лисов А.А. Современные методы обеспечения безотказности сложных технических систем: Учебник. – М.: Логос, 2001. – 208 с.

14. Swikert M. Innovative online monitoring reduces maintenance costs // Orbit. 1997. No. 3, pp. 15-16.

15. Mitchell J.S. Introduction to Machinery Analysis and Monitoring. – Second edition. – Tusla (Oklahoma): Pennwell Corp, 1993. – 566 p.

16. Бершадский В.А. Коломенцев А.И. Основы технологии стендовых испытаний двигательных установок жидкостных ракет. Автономная отработка. – М: Изд-во МАИ, 2014. – 216 с.

17. Жуковский А.Е., Кондрусев В.С., Левин В.Я., Окорочков В.В. Испытания жидкостных ракетных двигателей: Учеб. пособие. / Под ред. проф. В.Я. Левина. – М.: Машиностроение, 1981. – 199 с.

18. Волок В.П. Испытательные стенды. – М.: Знание, 1980. – 63 с.

19. Шишкин И.Ф., Сергушев Г.Ф. Испытания и испытательное оборудование: Учеб. пособие. – СПб.: СЗТУ, 1999. – 50 с.

20. 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.

21. Ardell B.L. Failure Analysis of Centrifugal Pumps // Sound and vibration. 1997. No. 09, pp. 20-25.

22. Челькис Ф.Ю., Александров В.П. К вопросу о коэффициенте охвата аварийных ситуаций. // Труды НПО Энергомаш им. академика В.П. Глушко. 2007. № 25. С. 247-250.

23. Третьяк Л.Н. Обработка результатов наблюдений. – Оренбург: ГОУ ОГУ, 2004. – 171 с.

24. Закс Л. Статистическое оценивание / Пер. с нем. В.Н. Варыгина. – Новосибирск: Наука, Сиб. отд-ние, 1979. – 120 с.

25. Новицкий П.В., Зограф И.А. Оценка погрешностей результатов измерений. – Л.: Энергоатомиздат. Ленинградское отделение, 1985. – 248 с.

26. Шишкин И.Ф. Прикладная метрология: Учеб. пособие. – М.: ВЗПИ, 1990. – 115 с.

27. Львовский Е.Н. Статистические методы построения эмпирических формул. – М.: Высшая школа, 1982. – 224 с.