Особенности гидродинамических испытаний центробежных насосов ЖРД разгонного блока

Секция

«ДВИГАТЕЛЬНЫЕ УСТАНОВКИ И СИСТЕМЫ ТЕРМОРЕГУЛИРОВАНИЯ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ И КОСМИЧЕСКИХ АППАРАТОВ»

УДК 621.455:621.671

Е. В. Блинков Научный руководитель - В. П. Назаров Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Красноярск

ОСОБЕННОСТИ ГИДРОДИНАМИЧЕСКИХ ИСПЫТАНИЙ ЦЕНТРОБЕЖНЫХ НАСОСОВ ЖРД РАЗГОННОГО БЛОКА

Гидродинамические испытания насосов являются важным этапом технологического цикла изготовления ТНА ЖРД. Они предназначены для определения конкретных параметров и характеристик насосов, проверки качества и стабильности технологии производства турбонасосных агрегатов.

При выборе вида и технологии испытаний каждого наименования насосов руководствуются конструкторской документацией, отраслевыми стандартами, другими нормативными и руководящими материалами.

К самой технологии сборки предъявляются достаточно жесткие требования как к процессу собственно сборки, так и к окружающей среде, включая влажность, температуру, чистоту помещения и т. д.

Основным узлом приспособления испытаний является планшайба, которая несет на себе все другие детали и сборочные единицы насоса. Планшайба имеет установочную поверхность, с помощью которой насос устанавливается и закрепляется на испытательном стенде.

Планшайба принимает все механические и гидравлические силы, действующие на узел при сборке и испытаниях. Конструкция планшайбы должна быть прочной жесткой и виброустойчивой. В связи с этим она выполнена массивной или усиливается дополнительными силовыми элементами. С высокой точностью выполнены поверхности, сопрягаемые с посадочными поверхностями корпуса насоса и поверхности мест установки подшипников, в процессе эксплуатации которые, подвергаются периодической проверке.

Технологический вал является наиболее ответственной деталью и изготавливается с высокой степенью точности.

Условия работы подшипников при испытаниях насосов отличаются от условий эксплуатации в составе ТНА. Поэтому в ряде случаев сборку насосов для испытаний осуществляют с использованием технологических подшипников менее высокого класса, а, следовательно, и меньшей стоимости. Основным критерием выбора технологических подшипников является ресурс работы.

Испытания проводят на стендах специального назначения, который должен обеспечивать возможность определения рабочих и кавитационных характеристик испытуемых насосов. В качестве приводов стенда используются электродвигатели с постоянной или

регулируемой частотой вращения. Передачу момента к валу насосов осуществляют через мультипликаторы, обеспечивающие необходимую угловую скорость насоса.

Особые требования предъявляются также и к измерительной аппаратуре.

Перед испытанием производится проверка функционирования стенда, которая осуществляется с помощью контрольного насоса. Для проверки правильности монтажа гидравлической системы проводится предварительный запуск электродвигателя на пониженной угловой скорости, прослушиваются вибрации, уровень шума, наличие негерметичности и т. п.

Непосредственно после обкатки стенда, без его выключения, приступают к снятию характеристик.

Продолжительность времени испытаний соизмерима со временем работы насоса в составе двигателя.

Элементами, лимитирующими ресурс работы насосов, являются рабочие колеса, шарикоподшипники и уплотнительные устройства.

Двигатели разгонных блоков как правило обеспечивают многоразовое включение, однако проводить гидроиспытия насоса с несколькими включениями не имеет смыла, так как задачей испытаний является определение основных характеристик насоса, для определения которых достаточно одного запуска стенда. Кроме того дополнительные запуски стенда могут вызвать дополнительную погрешность измерений, а использование подшипников более высокого класса точности - дополнительные экономические затраты.

Библиографические ссылки

1. Краев М. В., Назаров В. П., Назарова Л. П., Оратынский Б. Ф. Технология сборки и испытаний насосов жидкостных ракетных двигателей : учеб. пособие ; под общ. ред. проф. М. В. Краева ; САА. Красноярск, 1993.

2. Яременко О. В. Испытания насосов : справ. пособие. М. : Машиностроение, 1976.

© Блинков Е. В., 2012