Лекция 06 Ирьянов 10.03.05 (Электронные лекции)

Лекция 6 Иръянов 10.03.05

Цель экспериментальной отработки может быть достигнута при оптимальном распределении ресурсов и организации отработки.

Первая задача проектирования – распределение подлежащих решению проблем по этапам или стадиям жизненного цикла.

Вторая – назначение и обоснование требований к основным средствам отработки (испытательным стендам испытательным установкам, базам станциям и полигонам).

Третья – разработка и назначение требований к конструкции и оснащению моделей (опытным, головным образцам и т.д.).

Четвертая – разработка методик решения экспериментально-исследовательских задач, связанных с взаимодействием компонентов системы между собой и с компонентами более высокой иерархической структуры.

Пятое – разработка, проектирование и выбор систем измерений, обеспечивающих при наземной отработке и летных испытаниях получение необходимого объема информации.

Шестое – проектирование организации испытания.

Основным показателем качества изделия является надежность, которая обеспечивается:

а) совершенством конструирования

б) высокой культурой производства и квалифицированной эксплуатацией (соблюдением требований технической документации).

Поскольку в процессе эксплуатации двигатели проходят ряд операций, цикл работ, то на разных этапах эксплуатации надежность ее характеризуется такими свойствами, как безотказность, долговечность, сохраняемость, ремонтопригодность.

Безотказностью называется Ракетного двигателя непрерывно сохранять работоспособное состояние в течение единичного рабочего ресурса.

Долговечность – свойство ракетного двигателя сохранять работоспособное состояние (или возможность его восстановления) до наступления предельного состояния при котором дальнейшая эксплуатация двигателя должна быть прекращена из-за наступления старения или износа.

Сохраняемостью называется свойство двигателя непрерывно сохранять работоспособное состояние при хранении транспортировании пребывании в составе летательного аппарата до момента включения в работу.

Ремонтопригодность – свойство двигателя, заключающееся в его приспособленности к предупреждению и обнаружению причин отказов, а также к устранению их последствий путем проведения ремонтов и технического обслуживания.

Программа обеспечения надежности определяет организацию и структуру экспериментальной отработки. Она составляется на стадии изучения ТЗ и эскизного проектирования и служит основным документом, который определяет комплекс конструктивных, научно-методических и организационно-технических мероприятий, направленных на получение требуемых показателей надежности. Эти требования разрабатываются с учетом специфики изделия и в соответствии с существующими нормативными документами (ГОСТ, ОСТ, СТП). При этом она должна быть скоординирована с программой по обеспечению безопасностью. Разрабатывается программа на основе достигнутых ранее результатов по надежности и должна включать в себя перечисление задач по обеспечению надежности, методов их решения, объектов испытания и сроков решения этих задач, а также порядок документирования и контроля состояния работ. Программа должна учитывать требуемый уровень надежности разрабатываемого изделия, его новизну и сложность, характер и объем производства и условия эксплуатации изделия.

На этапе ОКР (проектирования и отработки) к программе обеспечения надежности предъявляются требования:

– должны быть предъявлены основные требования по надежности к комплектующим элементам и собственно изделию, соответствующие ТЗ;

– должны быть приведены и обоснованы основные показатели надежности, определена номенклатура объектов для экспериментальной проверки или подтверждения показателей надежности;

– должны быть изложены требования к программам испытаний комплектующих изделия, опытных образцов и самих изделий обеспечивающие получение данных, необходимых для определения соответствия характеристик установленным.

Результаты испытаний по этим программам должны включать в себя сведения о наработке образцов и отказах с выявлением наиболее ненадежных элементов и отказах, оценку влияния отказов на надежность изделия в целом, сведения о предельных возможностях образцов в условиях их безопасного использования.

Программы испытаний опытных образцов должны планироваться с самых неблагоприятных сочетаний воздействующих факторов.

Программа должна предусматривать максимальное применение ни изделиях унифицированных узлов.

В программе обеспечения надежности должны быть предусмотрены мероприятия по выявлению критических элементов изделия, требующих повышенного внимания при проектировании и отработке.

Признаками критичности являются новизна и сложность конструкции объекта, утяжеленные условия работы, определяющие влияние на безопасность применения, высокая стоимость.

Программа обеспечения надежности служит основой для разработки частных программ испытаний комплексной программы экспериментальной отработки.

КПЭО – Основный организационно-технический документ, определяющий номенклатура и состав объектов испытаний, их цели и задачи, порядок проведения, а также содержащий сведения о порядке оценки показателей надежности по результатам испытаний и экспериментальной отработки, о подтверждении требований по безопасности, о порядке отработки конструкторской и эксплуатационно-технологической документации, о контроле выполнения КПЭО. Она выпускается на стадии создания рабочей документации на опытный образец в развитие программы обеспечения надежности. При разработке КПЭО и частных программ используется та же декомпозиция сложной системы, что и при проектировании двигателя.

При этом каждому уровню соответствуют определенные виды, объем и типы испытаний.

Структурная схема экспериментальной отработки представлена на рисунке.

Нижний уровень составляют частные программы испытаний, которые включают в себя контроль исходных материалов деталей, элементов на стабильность их теплофизических, химических, технологических и других свойств и возможность их применения для узлов и агрегатов в соответствие с ТЗ.

Второй уровень – экспериментальная отработка отдельных узлов на выполнение проектно-конструктивных функций и стабильность их качества в соответствии с ТЗ, но в условиях, подобных эксплуатационным.

Третий уровень – экспериментальная отработка и доводочные испытания агрегатов и функциональных блоков на выполнение проектных функций в имитируемых условиях. Это наиболее объемный уровень по многочисленности номенклатуры и количества испытаний.

Четвертый уровень – комплексная экспериментальная отработка макетов и опытных образцов как отдельных блоков, так и двигателя в целом. Отработка ведется здесь по следующим направлениям:

– прочностные испытания (и статические, и динамические);

– тепловакуумные испытания, то есть испытания на работоспособность в условиях вакуума и широкого диапазона температур.

– стендовые испытания экспериментальных и опытных образцов;

– полигонные испытания (и бросковые);

– летно-конструкторские испытания отдельных блоков и ДУ в целом;

– комплексные испытания (электрические, механические) в составе сложных систем.

– чистовых доводочные испытания и контрольно-проверочные испытания и межведомственные испытания (летные сдаточные).

На нижних уровнях проводятся массовые испытания для выявления структурных и производственных дефектов, а на верхних уровнях – единичного испытания для выявления производственных и конструктивных дефектов, которые могут возникнуть при сборке технических систем.

Семинар

Исходным эталоном является комплекс газовых термометров, международная практическая температурная шкала, построенная по полученным фазометрическим представлением реперных точек путем их интерполяции и экстраполяции выше точек замерзания.

Интерполяция температур реперных точек производится по формулам устанавливающим связь между показаниями эталонных приборов, аттестованных по реперным точкам. В качестве интерполяционных приборов в области низких температур применяются термометры сопротивления и термопары, а в области высоких температур температурные лампы пирометры излучения и специальные эталоны единицы температуры и поверочные схемы, перекрывающие диапазон температур.

Аналоговым прибором для диапазона является платиновый термометр.

Зависимость между сопротивлением определяется при помочи стандартной формулы.

+для которого зависимость между развиваемой ЭЛС и температурой.

В диапазоне 4.2-12.8К используют эталона основе германиевого термометра сопротивления.

Для диапазона от 1.5-1.2К газовый термометр сопротивления на основе изотопа гелия.

В области высоких температур шкала воспроизводится в соответствии с законом Планка и с использованием температуры затвердевания золота в качестве реперной точки.