СТЕНД ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ГИДРАВЛИЧЕСКИХ ОСТАТКОВ НЕЗАБОРА ТОПЛИВА В БАКЕ РАКЕТЫ
TEST RIG FOR DETERMINATION OF HYDRAULIC RESIDUES OF FUEL IN MISSILE TANK

Изобретение относится к ракетной технике и может быть использовано при экспериментальной отработке заборных устройств, установленных в топливных баках ракет, для экспериментального определения гидравлических остатков незабора топлива в динамических условиях.
Известен стенд для экспериментальных и исследовательских работ, связанных с изучением сопротивлений трубопроводов и струеформирующих устройств. Стенд содержит основной бак, трубопровод с вентилем, сливную емкость, насос и указатель уровня жидкости в основном баке (РФ патент №2275607, МПК G01F 25/00).
Данный стенд позволяет производить исследования и производить тарировку различных расходомеров, но не может использоваться для работ, связанных с исследованием заборных устройств, установленных в топливных баках ракет.
Известен также гидравлический стенд и способ проведения на нем испытаний, описанный в статье В.И. Ильин «Гидравлический стенд для отработки заборных устройств топливных баков», опубликованной в сборнике «Проектирование и отработка изделий и объектов», Вып.3, ЦНТИ «Поиск», 1972 (http://www.rtc.ru/encyk/biogr-book/09I/1125.shtml).
Указанный стенд содержит сливную емкость и расходную магистраль, в которой установлен датчик сплошности, расходомер и отсечной кран. Одной из задач исследований, проводимых на этом стенде, является определение величин гидравлических остатков незабора топлива в баке.
В качестве прототипа принят стенд 32к119 для отработки заборных устройств методом проливки водой, содержащий подвижную горизонтальную платформу с приводом, которая через несколько параллельных шарнирных стоек установлена на раму стенда, сливную емкость с расходной магистралью, на которой установлены расходомер, отсечной кран, регулятор расхода, гидравлический насос, вход которого подсоединен к сливной емкости магистралью закольцовки с установленным на ней клапаном, гибкое звено, гидравлически соединенное с расходной магистралью, жестко закрепленной на раме стенда, при этом в качестве гибкого звена расходной магистрали используется гофрированный рукав диаметром 80-150 мм, и датчик сплошности (СКБ-385, КБ машиностроения, ГРЦ «КБ им. академика В.П. Макеева», М., «Военный парад» - ГРЦ «КБ им. академика В.П. Макеева», 2007, стр.187 и технический отчет №32-182-82 «Испытания заборных устройств емкости Б3 заказа 011 в динамических условиях, ГОНТИ - 11, 1982).
Испытания на этом стенде проводятся в условиях колебания бака с жидкостью, создаваемого движением подвижной платформы, методом проливки воды, заправленной в испытуемый топливный бак, из испытуемого бака в сливную емкость по расходной магистрали с заданным расходом. В процессе испытания производят измерение сплошности потока и при прорыве газа из бака в расходную магистраль закрывают отсечной кран и производят измерение остатков воды в баке тарированной мерной оптически прозрачной трубой.
Недостатком прототипа является недостаточная точность определения гидравлических остатков незабора топлива в баке, обусловленная тем, что между гофрами остается неконтролируемый остаток жидкости, трудно поддающийся измерениям, а также воздействие на сливной трубопровод испытуемого бака значительных силовых нагрузок.
Задачей изобретения является повышение точности определения гидравлического остатка незабора топлива в баке и исключение силовых нагрузок на сливной трубопровод.
Поставленная задача решается тем, что в стенде для определения гидравлических остатков незабора топлива в баке ракеты, содержащем подвижную горизонтальную платформу с приводом, которая через несколько параллельных шарнирных стоек закреплена на раме стенда, сливную емкость с расходной магистралью, на которой установлены расходомер, отсечной кран, регулятор расхода, гидравлический насос, вход которого подключен к сливной емкости магистралью закольцовки с установленным на ней клапаном, и гибкое звено, гидравлически соединенное с расходной магистралью, жестко закрепленной на раме стенда, и со сливным трубопроводом с датчиком сплошности, закрепленным на испытуемом баке, который размещен на подвижной платформе, сливной трубопровод жестко закреплен на платформе, а гибкое звено выполнено в виде трубы с герметичными сферическими шарнирами на концах и расположено параллельно шарнирным стойкам, при этом длина его равна высоте этих стоек.
Совокупность отличительных признаков, а именно жесткое крепление сливного трубопровода к подвижной платформе, выполнение гибкого звена в виде трубы с герметичными сферическими шарнирами на концах, длина которой равна высоте шарнирных стоек, и расположение гибкого звена параллельно шарнирным стойкам обеспечивает решение поставленной задачи.
Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг.1 показана принципиальная схема стенда для определения гидравлических остатков незабора топлива в баке ракеты.
В состав стенда входят подвижная горизонтальная платформа 1 с приводом 2, рама 3, сливная емкость 4 с расходной магистралью 5, а также измерительное устройство 6. На расходной магистрали 5 установлены расходомер 7, отсечной кран 8 и гидравлический насос 9. На вход насоса 9 встроена магистраль закольцовки 10 с запорным клапаном 11, которая соединяет вход насоса со сливной емкостью 4 и при включении насоса обеспечивает выход его на нормальный режим работы. Измерительное устройство 6 соединено с расходной магистралью 5 (или с установленным на платформе 1 испытуемым баком 12) при помощи вентиля 13.
Платформа 1 установлена на раме 3 при помощи четырех шарнирных параллельно установленных стоек 14. На испытуемом баке 12 выполнено заборное устройство 15. Сливной трубопровод 16 с датчиком сплошности 17 жестко закреплен на платформе 1 и подсоединен к испытуемому баку 12, а при помощи гибкого звена - к расходной магистрали 5. Гибкое звено выполнено в виде трубы 18, на концах которой имеются герметичные сферические шарниры 19. Труба 18 расположена параллельно стойкам 14, а длина ее равна высоте этих стоек. Для настройки необходимого заданного расхода на расходной магистрали 5 установлен регулятор расхода 20. На испытуемом баке 12 выполнен люк 21, предназначенный для заправки его и части расходной магистрали 5 водой (до отсечного крана 8). На сливной емкости 4 выполнен люк 22, через который в процессе подготовки к испытанию заполняют водой часть расходной магистрали 5 (после отсечного крана 8), магистраль закольцовки 10 и часть сливной емкости 4.
Датчик сплошности 17 и расходомер 7 электрически связаны с регистрирующей аппаратурой. Привод 2, отсечной кран 8, клапан 11 и насос 9 электрически связаны с пультом системы управления стендом. Регистрирующая аппаратура и пульт системы управления на чертеже не показаны.
Работа стенда при проведении испытания:
1. Исходное положение перед испытанием
Отсечной кран 8 и вентиль 13 закрыты, клапан 11 открыт. Насос 9 выключен. Испытуемый бак 12 и сливная емкость 4 заполнены водой до заданного уровня. Расходная магистраль 5 и магистраль закольцовки 10 также заполнены водой. Гидросистема стенда настроена регулятором расхода 20 на заданный расход опорожнения испытуемого бака 12.
2. Проведение испытания
Включают привод 2. После приведения платформы 1 в движение (на чертеже показано стрелками) и обеспечения колебания заправленного бака 12 включают насос 9, а после выхода его на режим открывают отсечной кран 8.
Вода из испытуемого бака 12 заданным расходом через расходную магистраль 5 опорожняется в сливную емкость 4. При этом регистрируют показания расходомера 7 и датчика сплошности 17. В момент срабатывания датчика сплошности 17 (т.е. после прорыва газа из испытуемого бака 12 в расходную магистраль 5) автоматически закрывается отсечной кран 8, выключается насос 9 и отключается привод 2.
3. Определение гидравлического остатка
Открывают вентиль 13 и, подключив при этом измерительное устройство 6, определяют объем воды в рабочей магистрали 5 и в испытуемом баке 12. Далее по заранее известным характеристикам отсечного крана 8 определяют объем протекшей воды за время его закрытия. После чего вычисляют объем гидравлического остатка незабора, по величине которого делают заключение о работоспособности заборного устройства 15.
Предложенный стенд для определения гидравлических остатков незабора топлива в баке ракеты позволяет повысить точность определения гидравлических остатков в топливном баке в динамических условиях и исключить силовые нагрузки на сливную трубу.
Предложение рекомендовано к внедрению.