Выбор эффективного метода испытаний турбонасосного агрегата на герметичность

Актуальные проблемы авиации и космонавтики. Технические науки

УДК 629.444.1

Н. И.Зуев Научный руководитель - В. П. Назаров Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Красноярск

ВЫБОР ЭФФЕКТИВНОГО МЕТОДА ИСПЫТАНИЙ ТУРБОНАСОСНОГО АГРЕГАТА

НА ГЕРМЕТИЧНОСТЬ

Рассмотрены методы испытаний турбонасосного агрегата (ТНА) на герметичность.

Герметичность - это свойство конструкции препятствовать проникновению через нее газов, жидкостей, паров. Полную герметичность изделий обеспечить невозможно, так как совершенно герметичных материалов не существует. Характеристикой герметизированного изделия является степень негерметичности, определяемая суммарным расходом вещества через течи данного изделия. Как показал отечественный и зарубежный опыт эксплуатации всех типов КА, степень негерметичности их узлов, систем, отсеков и агрегатов существенно влияет на надежность КА и на обеспечение безопасности экипажа.

Течью называется канал или пористый участок сборочной единицы либо ее элементов, нарушающий их герметичность. Различают понятия утечки и нате-кания. Утечкой называется проникновение вещества из герметизированной сборочной единицы через течи под действием перепада полного или парциального давления. Натеканием называется проникновение вещества через течи внутрь герметизированной сборочной единицы под действием перепада полного или парциального давления. В КД устанавливаются нормы герметичности сборочных единиц, т. е. наибольшие суммарные расходы вещества через течи данной сборочной единицы, при которых еще обеспечивается ее работоспособное состояние.

Нормы герметичности задаются, а величина течей измеряется в единицах потока, т. е. объемным расходом через течь, приведенным к определенному давлению, в единицу времени. В системе СИ поток р измеряется в ваттах (Вт) или м3 • Па • с-1. Наиболее важной характеристикой методов испытаний герметичности является чувствительность - минимальный поток пробного вещества, надежно регистрируемый конкретным методом испытаний. Важной характеристикой является точность - возможные пределы отклонения результатов измерения от фактического значения измеряемого потока пробного газа.

Существуют два основных метода испытаний ТНА на герметичность. Метод «баро-аквариума» - вакуу-

мируя объем над поверхностью жидкости и погружением в жидкость испытуемого объекта, находящегося под давлением сжатого газа. Если после выдержки объекта в жидкости в течение 3-5 мин не наблюдается выделение пузырьков, объект считается герметичным. Чувствительность метода аквариума зависит от вязкости технологической жидкости. При использовании жидкости с малой вязкостью чувствительность выше (до 5 • 10-7 Вт), а при использовании более вязких жидкостей - снижается до 5 • 10-6 Вт.

Метод, при котором испытуемое изделие помещают в вакуумную камеру. Данный способ испытания на герметичность более чувствителен и точен, так как в этом случае применяют более чувствительную и точную измерительную аппаратуру - вакуумметры, а перепады температуры и атмосферного давления не влияют на измеряемый параметр. Чувствительность данного способа составляет 1 • 10-6 ... 1 • 10-2 Вт.

Турбонасосный агрегат представляет собой сложную конструкцию и предъявляет высокие требования по герметичности. Проанализировав два способа испытаний имеем, что метод вакуумной камеры является оптимальным, так как чувствительность данного метода выше, что позволяет выполнить требования по герметичности установленные в КД.

Библиографические ссылки

1. Технология производства жидкостных ракетных двигателей : учебник / В. А. Моисеев, В. А. Тарасов, В. А. Колмыков, А. С. Филимонов ; под ред. В. А. Моисеева и В. А. Тарасова. М. : Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2008. 381 с. : ил.

2. Теория и расчет агрегатов питания жидкостных ракетных двигателей : учебник / Б. В. Овсянников, Б. И. Боровский. 3-е изд., перераб. и доп. М. : Машиностроение, 1986. 376 с.

© Зуев Н. И., 2012