Жидкостные ракетные двигатели Волков Е.Б. Головков Л.Г. Сырицын Т.А., страница 100

!4.!а. Зависимость времена втрвбвтки от тяги где а, 77, с — параметры надежпости, определяемые по ста- тистическим данным; л — число групп испытаний. 'г!а рис. !4.17 показана зависимость !!4.37). из которой видпо, что иадежиость 0,98 для двигателя с тягой 90 т практи'иски достигается после !6 групп псч!ыта!и!й !гн> 20 п«пы- 574 тапий в каждой группе), а для двигателя с тягой 680 т— соответственно после 24 групп испытаний.

Вависимость вероятности исправной работы камеры двп. гателя от тяги н времени отработки определяется по формуле [40] 2'О,О! Р 5)5 -о,о! Р=-е (14.38) Графики зависимости Р==.Р(Р,;) показаны па ркс. !4.!8. Как и!дпо из графиков, !швышсппе палс'кности значительно увел~пни!нет потребное время разработки, а для досгит!се!55!я задан- !0 пой надежности потребный срок ограбо5ки растет с увеличением 000 тяги. Слсдова гельно, одпокамерный двигатель с большой тягой и с высокоЙ надежностью в сжатые сроки отработать трудно. Поэтому для ракет-носителей, 0,04— пме5ощих большие тяги, примеия!от пакеты камер двигателя !'! 5ип блоки двигателей (под бло- !О 00 00 ьом понимается автономная двн- Рис. Ве!в.

заансимость наасж. гагсльпая установка без баков ности от о!сла испытаний с компопепгами гоплнва). В этом случае надежность камеры двигателя или блока должна быть выше надежности однокамерпой двигательной установки с тягой, равной тяге пакета. Вероятность исправной работы связки двигателей в за. висимости от тяги одиночной камеры и времени отработки определяется формулой [35] -о,о! 2а-1-О,О!5РО,55 ( -т,а !а и) ао,аа ] Р=е (14.39) где и — число камер двигателя в связке.

На рнс. !4.!9 показана зависимость надежности связки от а!ела дии5ателей и ней после 10-летней отраооткн [35]. Следоватслш!о, при малом времени отработки вь5годнсе для ракет-носителей применять двигательные установки, состоящие из блоков с малыми тягами. й 146. РЕЗЕРВИРОВАНИЕ ДВИГАТЕЛЬНЫХ УСТАНОВОК Двигательные установки ракет-носителей должны иметь тяги, измеряемые несколькими тысячами тонн. !'Иисс было ис!к!и!55ио, '5!о созлагь оп5окг!т!с!5И) 55! дви! ательиую устаиовку с большой тягой в ограиичеииь!е сроки практически певозмо,кио.

1!звестио, !то в С.Ш51 двигатель «Р-1» с тягой 680 г создвча.гся на протяжении !5лст Поэтов!х рсальвым и)«ет! созт75И!!я двигательных усгаиовок ракет-иосителсй является компоновка отде,!ьиы; блоков с пеболь1иими Гя! я! и н об!и)ю св57зк!. Тяга дви1ательиой ) ста55овки ракеты-ио и!спи оирс.пх!ИГ!ся в и!!и 7 тх'!!7е так: Р и!'Г (14 10) ГДГ /7 1! ИН Г !1, !Ь!НН 1 !Ь '!НЬ11, ОЗ01 ~ В Г ! ГЯЗК!Ч 7О, !я!И С'ПИИИИИ»О О,И1К;1. Пус!и ие!Ныодимо созлагь лиигагслы!) ю,! ° виояку с тягой 51000 т ПОППИ!!П5! зи сдииичпый блок двигатель «Р-!», пот!учи!! Иис.и! б.пиит и =-1-:-5. 1.сл;! взяп, слипичиый бзик с та!ой !50 т. То,!ля создаю!!твииои ПППГИ гс,!ь!!Ои )стпиовки по!0! б!ется 20 ог!О- ков Каждый блок в сиязк! является авточомиой сис1емой, по»том) можно предположи!ь, что огка ! блоков является ! обы1 ИГО! независимым. Вероятность исиравпой раооты связки Оирсдсл10'ся по у!таииеии!О (14Н!О!!) Аиализ зависимости (!4.40,и) показывает, что даже при 75;=-090!) диигвтслышя уствиовка, состоя!пая из 20 блоков, будет иметь !!1-допустит!о пилку!о иалежиост!ь рави)!о 0,86.

В теории иадежиостп и.!Исстеи метод. который ир!Ииппииал1Н! ИОзволяеГ из х!агизи7!два!И!!х элемеитов созда!ь иадежиу!и систему. Таким методом яв.!яется резервировапие. Как уже указывалос!ь резервирование может быть раздельным и обип;.!. Раз ьелы!ое резервирование может применяться;гля позы!Псина па:!е кш!с!и 0571!!!55!и линг!!Тес!5 ив)1 установки.

В этом !Х !Т '1ВС 'ГНИ!:5! !»1! Н,!и С!'! !НН!В1 !! КРОМ!" и'ИОННЫХ '7. !С![СИ 1О!'. и5!Гег резсрш!и! (заипсиы!), ко!Орые соотвегс!!5)!оии!и образом включвотси в фуи!тииональ5!ую схех!)х При отказе осшвпого зз!5 5!51ыв будет работать рсзсрви1!5! и дв!!гагечьиаи ус!аиои1и Г55«!5И55ИГ Г и!Г! 7ки15с!1, ! !з к!5ис!0) кгинпых Го!юрзнпиий такими пзсмс!мими лвигат!лшиьй ! !Ии!ш! и мо1уг б1!ть 1оиливи17с ила папы а Гтомати1,а т прав 1с!1 1я Пирос ! Ир гери гурбпиы, пусковые устроисгва, резервироваиис которых ие приводит к зпачигельиым усложиениям схемы и практически осуп!Гсгвимо. Резервирование камер двигателя. турбоиасосных агрегатов связано с большпмп труд!то-..тя !и кои«! 01 к ! ПИНО! ! харак!ей!! и прлктич! !1 ОГ(~ Прим«испи!1 н" ИЫ!ч'1. 526 ()б!»1! рсзсрщ!р!»;»иие иримспястся для повып!Гиня излс к»ости льи! птельиых установок, предстзвлякииих сооой с вяз к) з !Г ГГт»Гмии Гх блоков. В лзипом случзс пред)смвтривается кроме осиовиых блоки» О.И!И ПЛ;! »сгКГ ЛЬКО РсзсРвиых, паходящихся в р»- ю1гт! (Торг((с 1) пли иерзбо!см (ното(иох!) гостояипи.

При О!к»и' Ол»ОГО из Г)ГООВ»ых блокОВ Вклк>»В!!си В рзООГТ ГЗП»! ПОИ 111 бы фт !Ь»щ1!пр »1лз гзкзя г!Гма, !ю!и . ! !»м ! »меть ГПГИ»1,О 1и Н! !»!'1ГТ!Т, ! ОГГРЗЯ ПРОГ»ОГИРГГГ ПЗГТТ »1!и!»' ОТ. к» и1» и Г»т!и 3'. О!к'Гн»1»1'г ит» 'лт'Гзс»»зр»!О1!!и и!1! з»пи и пк.!ниии 1;зизсиыс. 11»з!ии м Гзку!о сягггм у с»с!смои О»1» руже»и» ищи прзвпогтсй и иереклкгчеиия блоков !юи (с!смой запилы лвпгз гелей. Система ззи!иты до.!жиз иепрерьщио !омсряп, пврвме!ры двигательной установки, срзвииввть их с ззг!а!Ои!т1» зиз !синями и ири выходе згит изрзме(ров за лоиусгимыг ирсзилы о!ми!1!!Гг!. блок, в когорот! пвс!)изет зяарпйи»» гигу»иия.

)трГтт1! прож!Озиропзиип отквз!щ !! От- 1,ио'Гения»варийиого блок» такая системз (ол'кпз вклн1»зть ззпасиой блок ири «холодном» резерве Таким обрз:Гом. системз защиты дотж!!и состоять из дзг<п(ко«иврит(с!В!»!, (ОГт!з!т г»тпвпого устрпйгти» п и! иа!»»- !с !ы1ыт Ор!»!юи. 1 с. ВзтГО( пики иыклн11!! »ия п зз»,1 к» лвиг;и!лы!ой уг!»вовки.

Очсвидио, издся.иосп связки блоков при прочих рзппых условиях будет зависеть от падеж(юсти юи-!емы ззщиты. 1(аде»споет(, спет~мы перекл!очеиия определяется !Героятпостью »сири»иой рзботы Г.ветс!!ы кзк устройств». состоя!пего пз отдельных з,!смщыов, и вгрояыюсгью пост(Твсриого выклнщсипя ТОЛЬКО ИСИСИРЯВИ(И О О.ГОКВ. В качестве примерз приме»щи(я метод» резервироввиия для повыи!еиия пздежиости можно привести двигзтетьпую установку первой ступени ракеты «Сзтури». Двигзтельивя усгаиовкв имеет восемь равиоиздежиых б1локов, издежпость к»ж,(ого из восьми блоко» !»(еиив»е1гя в Г)6,5в(ы и»дежиигть с!щ!ки, ! Гли и! Ьззы и!с»ищ и, ии!)ст»1!ы, ги!"1,1»л1» ! щ его ?11$.,!1ВГ!Гзтсгп.пзя )сгз!ю»к» спр!»ктиро»ю!и так, что О!ю» сос!ояиии выполнить задачу при работаю»Тих только шести блоках.

Следов»тслыю, лпз блока и»ходятся в горячем рсжрщ. 1 слп Огкз'кг1 т!юььо о !»и б.(ок, изтс»и!Ост1, дки!»- 1сть»!и! )Гтзщщки с!и!»»ит !)?Г)1з, и ири !Окззг .!Г!тх блокиг1. -!!П?т",'», )сГ1Г(1» »1 иргте-матрпзз ггя Гро)Г.провзииг -(вп гзггтсй ио тя!с, отказ блоков '1квиззте»гси сиижсии!о рзгполагаемой тя!'овооружеяиост!ж Отказ б.токов увеличивзет время рзботы п уз!сиыизет скорость в копие вктивщ1го у~1Г1- сткз, зто можно 1!Тх!пеисировать верхипм» Г Гупеиями рв. к гы Рз могрим боле полроби! тч »Г»и,п,1' »ы»ы м !О !ы 1 сзсри!!ровики!!.

'1?7 Г<эрячсе резервирование (постоянно ээклэочеииый резерв) Схемя горячего резсрвирщэяиня покязяиа ия рис. 14.20. Резервировянияя сш зс мя с<ге<о<<э пз и рягнозиа <иых блоков, (зээ иормялыюй рябогы зтои системы необходимо, чтобы псирявиызэп были и б.юков. В резерве находятся т=-гэ — й блоков. Все блок и, кяк основиыг, тяк и резервные, имеют одипаковый рог им раооэы.

Г!олу щм р э«'. п<ьи <!<г<рз<э,э<< щ!юягиости исправной рябом< си< <гээы ири с<<ос<у<<э<<и<э дщ<уи<ю<вг<ги —. огэиапые и резервные блоки равиопядс,~ эи.<, — --- сисэсмя псрсэмэю <синя блоков аосод с и як < з < лкжио пядсжна; — режимы рябить< всех блоков одинаковы и ири отключении одного или нескольких блоков в оставшихся ре'кимы ие измен я кз те 5< . Ряссмятрнвяемый случай справедлив кяк для общего, так и для раздельного резсрвир<эвяиия. Рсзсрвирова<игяя таким обри.

Ряг. !4.2<!. <2<г «я гогг<'<гг«В ' <г'явн- рвввивя Р= ~~~ Рт (14А 1) где Р, — вероятность появления Р; снтуяиии. Ввиду эого что откязы блоков являкэтся событиями независимыми, можно применить частную теорему о повторении опытов, я вероятность появления ситуаций подчиняется бипомиияльному ряспределению, т. е. <з = сг<Рв (1 <зо) .

(14.42) (14А1), получим вероятность ги резервных блоках, которая Подставив уравнение (!4А2) в испрявиой работы системы ири определится тяк: гз, —..— ~~ г','/~," ' (1 гз„)'. (! 4А3) г -О зом сисэсма буде< иядсжиа ири следу<ощих услов<.'ях: — ии один блек ис отказал; — отказвл одэш и последовательно до и — й олоков, Тогда вероятность исправной работы можно зяписять в виде 1'гли <'правгллив эксиопсипиальпь!й закон Р -= с '', '1О и ' следнее урлииепис ыо)кпо п(р<иисл(ь л ипде Р,= Ъ с(е '"''" "!! — г ' ')', 'Фс (- и (11,44) Учет илдгжиогти системы пергкмо шпия мо кпо произвести <лги<юлиям образ(о!.

гл!(т<)!л псргкл!Оч пия к(нпр(ширугт работу каждого блока. 1!рслполлгля, ыъ гпгг(мл псрсклишсп !ш <' б ъм а ми П)!ГГ!. ОСНОВ:1ОГ СПСДПИС- иис, .!ожио записать веров п1(х'1! п< прови(п! П<!. бо(ы сп(;( мы и р ),л(о !сипя спи мг(' )ПО с бло!<Ом слгдующим образом: Рп = г'«Ри, (14.45)) рб и+ —— где Є— вероятиогть исправной работы системы Через иитспсишюс гь отказов ураппспие 1!4.45) павии!ется в виде Рб=- а Рпс. !4.21.

зппп( и по<) и и ).<Сп(погтп о( ((ор:)и( (р,(и р«л пи! и,(пип (14.4.5)) )и где и =- — ' — - коэффициент, учитываюший иптепспшюсть от- Х« казов системы псрекл)очепия. Следовлтельио, для расчета вероятности пспраппой работы резервированной системы пеобкодимо и урлвп<пис (14.43) поставить вместо Р, Рп= РоРп пли в урлвнсиии !14А4) показатель экспоиси) ы утпиожиы !ш вели'!ипу ! ! +)с). На рис. 14.21 показана зависимость всроитпости испрлвпой работы;<виглтельиой установки от пгрлмстров резервировл1ия, Лп:!лиз 1'рлфпкоп показыплс!', 'по лоблвс!сииг рсзерви))к блокоп знлчительпо повышлгт илдг» вость.,=)(!)()Пкг повышения паде)кпости резсрвировлшп м увели пшлетси с ростом количества гшоков в системс.