Диссертация (Влияние входных давлений компонентов топлива на точность управления и регулирования многорежимных маршевых кислородно-керосиновых ЖРД типа РД191), страница 11

В дальнейшем, в соответствии с программойиспытания, двигатель должен был быть переведен на повышенное значениесоотношения расходов компонентов топлива +7%. Однако в процессе переходадвигателя на повышенный режим работы (по Km) двигатель был аварийновыключен стендовой системой аварийной защиты по порогу превышения Km(порог стендовой системы аварийной защиты по каналу Km равен 3,2) на 100 сиспытания.Анализируя приведенные выше цифры, можно отметить, что сочетаниевысоких входных давлений окислителя и горючего на низких режимах работыдвигателя (27%), а также, в данном случае, конкретный экземпляр двигателя,обеспечило существенный рост значения соотношения расходов компонентов посравнению с номинальной величиной.

Превышение составило ~ 9%.В связи с аварийным исходом испытания необходимо было разработатьмеры по предотвращению подобных отключений при проведении дальнейшихиспытаний.85R, %Km3,51003,4903,3Тяга двигателя, задаваемая в программе испытанияТяга двигателя, фактически реализованная11080Km фактически реализованное3,2703,1603502,9402,8302,7202,610Km, задаваемое в программе испытания2,52,40Код N1 (привод регулятора)Код N2 (привод дросселя)Вх. давление окислителяВх.

давление горючегокг/см2(изб.)Рисунок 26. Испытание №114 двигателя РД191 №Д011/1863.3. Предложения по учету влияния входных давлений окислителя игорючего в части введения разовой поправки кода, выдаваемого на приводдросселя горючегоДвигатель №Д011/1 прошел 3 испытания, включая испытание №114. Послепреждевременногосоответствующиеостановадвигательэлектро-пневмоиспытания.былосмотрен,Замечанияпопроведенытехническомусостоянию двигателя отсутствовали. Техническое состояние двигателя позволялопроводить дальнейшие испытания.В результате работы аварийной комиссии по расследованию причинаварийного выключения двигателя был предложен иной способ проведенияпоследующего испытания, в части учета влияния повышенных давленийокислителя и горючего на входе в двигатель.Испытание №115 двигателя №Д011/1 предусматривало работу также втечение 223 с. Однако в целях подтверждения эффективности предложенныхкорректировок значений Km при больших входных давлениях компонентовпредложено провести испытание №115 двигателя №Д011/1 иным образом.Время испытания увеличилось с 223 с до 330 с.

Предусматривался выход нарежим 100% и работа на нем до 40 с, далее снижение (в течение 7 с) до режимадросселирования (27-30%), после чего работа на режиме дросселирования (47 с –217,8 с), форсирование до 38% (217,8 с − 225,8 с), форсирование до режима 100%и работа на этом режиме до 321,8 с, переход на режим КСТ, отключениедвигателя (профили задаваемых по программе тяги и соотношения расходовкомпонентов топлива, фактически полученные значения тяги и соотношениярасходов компонентов топлива, входные давления окислителя и горючего, коды,выдаваемые на приводы регулятора и дросселя в процессе испытания, приведенына рисунке 27).87R, %Km3,41003,3Тяга двигателя, задаваемая в программе испытанияТяга двигателя, фактически реализованная11090Km фактически реализованное3,2803,1703602,9502,8402,7302,62,520Km, задаваемое в программе испытания102,402,3Код N1 (привод регулятора)Код N2 (привод дросселя)Вх.

давление окислителяВх. давление горючегокг/см2(изб.)Рисунок 27. Испытание №115 двигателя РД191 №Д011/188После выхода на режим 100% и далее на режиме дросселирования до ~ 90 сдвигатель работает при пониженных входных давлениях компонентов. С ~ 90 спроизводится повышение входного давления окислителя до уровня ~ 8 кгс/см2(изб.), что должно привести к увеличению значения Km до ~ 3. Через ~ 15 с послереализации данного давления стендовая система управления выдает команды напривод управления дросселем, которые должны обеспечить снижение Km,приближая его к номинальному значению с учетом дальнейшего повышениявходного давления горючего до уровня ~ 3,5 кгс/см2 (изб.).

Дальнейшая работадвигателя проходит при установленных повышенных входных давленияхкомпонентов.В результате проведенного испытания с учетом введения разовой поправкина коды, выдаваемые на привод управления дросселем, и увеличения входныхдавлений на низких режимах работы двигателя было обеспечено Km=2,767.Реализованное значение на ~ 0,6% отличается от номинального значениясоотношения компонентов. Погрешность в обеспечении заданного уровня режимасоставила менее 1% на низких режимах, что не выходит за заданные в ТЗпределы.Таким образом, предлагаемая схема проведения испытания демонстрируетвозможность «парирования» увеличения входных компонентов на режимедросселирования разовой поправкой, вводимой после роста давления окислителя.Однако для подтверждения эффективности принятых мероприятий потребовалосьпровести несколько испытаний на других экземплярах двигателей.Испытание №123 двигателя РД191 №Д016 планировалось проводить по тойже циклограмме, что и при испытании №115 двигателя Д011/1.

В программеиспытания предусматривалось выведение двигателя на режим 100%, споследующей работой на данном режиме ~ 35 с; дросселирование до уровня тяги27% и работа на данном режиме 170 с; форсирование до уровня тяги 38% и работана этом режиме 8 с; форсирование до режима 100%, работа на этом режиме 90 с;переход на КСТ и дальнейшее отключение двигателя (профили задаваемых попрограмме тяги и соотношения расходов компонентов топлива, фактически89полученные значения тяги и соотношения расходов компонентов топлива,входные давления окислителя и горючего, коды, выдаваемые на приводырегулятора и дросселя в процессе испытания, приведены на рисунке 28). Общаяпродолжительность испытания 330 с.После выхода на режим 100% и далее на режиме дросселирования до ~ 90 сдвигатель работает при пониженных входных давлениях компонентов.

С ~ 90 спроизводится повышение входного давления окислителя до уровня ~ 8 кгс/см2(изб.), что должно привести к увеличению значения Km до ~ 3. Через ~ 5 с послеустановления данного давления стендовая система управления выдает команды напривод управления дросселем, которые должны обеспечить снижение Km,приближая его к номинальному значению с учетом дальнейшего повышениявходного давления горючего до уровня ~ 3,5 кгс/см2 (изб.). Дальнейшая работадвигателя проходит при установленных повышенных входных давленияхкомпонентов.В ходе проведения данного испытания двигатель был выведен на режимR=99,758% и Km=2,695. Такое низкое значение Km объясняется особенностямиопределения индивидуальных коэффициентов двигателя, используемых в ходеиспытания алгоритмом управления и регулирования.

Далее (40 с − 47 с) двигательпереведен на режим 29,015%, при этом обеспечено Km=2,733, после проведеннойперекладки дросселя (60 с – 66 с), имитирующей работу системы СУРТ, былообеспечено R=28,664% и Km=2,696. В дальнейшем, в связи с увеличениемвходного давления по линии окислителя, к ~ 125 с были реализованы R=29,451%и Km=2,903, через примерно 15 с после этого была введена разовая поправка накод, выдаваемый на привод дросселя, в результате которой реализованыR=29,607% и Km=2,689. Далее в программе испытания было предусмотреноповышение входного давления по линии горючего, в результате чего реализованызначения R=29,763% и Km=2,64. При дальнейшем снятии разовой поправки напривод дросселя в ходе перевода двигателя с режима 27% на режим 38%90R, %Km3,2Тяга двигателя, задаваемая в программе испытанияТяга двигателя, фактически реализованная110Km, задаваемое в программе испытания3,1100903802,9702,8602,7502,6402,5302,420Km фактически реализованное2,3102,202,1Код N1 (привод регулятора)Код N2 (привод дросселя)Вх.

давление окислителяВх. давление горючегокг/см2(изб.)Рисунок 28. Испытание №123 двигателя РД191 №Д01691обеспечены значения R=37,745% и Km=2,827. Особенностей при последующейработе двигателя на режиме 100% выявлено не было.Анализируя данные, полученные в ходе данного испытания, а такжеучитывая особенности определения индивидуальных коэффициентов двигателя,можно отметить, что отклонение значений тяги и соотношения расходовкомпонентов после роста входного давления окислителя от запланированныхвеличин составило ~ +2,5% по тяге и ~ +5,5% по соотношению компонентов.После роста входного давления по линии горючего и введения разовой поправкиотклонения составили ~ +2,7% по тяге и ~ -2,5% по соотношению расходовкомпонентов. После снятия разовой поправки на режиме 38% отклонениясоставили ~ -0,3% по тяге и ~ +3% по соотношению расходов компонентов.Впрограммеиспытания№138двигателяРД191№Д011/2предусматривалось его выведение на режим 100% (5 с − 40 с); дросселирование(40 с − 47 с) до уровня тяги 27% и работа на данном режиме до 187 с;форсирование до уровня тяги 38%и работа на этом режиме до 195,8 с;форсирование до режима 100%, работа на этом режиме 120 с; переход на КСТ идальнейшее отключение двигателя (профили задаваемых по программе тяги исоотношения расходов компонентов топлива, фактически полученные значениятяги и соотношения расходов компонентов топлива, входные давленияокислителя и горючего, коды, выдаваемые на приводы регулятора и дросселя впроцессе испытания, приведены на рисунке 29).

Общая продолжительностьиспытания 330 с. Циклограмма изменения входных давлений окислителя игорючего практически идентична той, что была реализована при проведениииспытания №123 двигателя №Д016.В ходе проведения данного испытания двигатель был выведен на режимR=99,582% и Km=2,757. Далее (40 с − 47 с) двигатель переведен на режим27,907%, при этом обеспечено Km=2,729, после проведенной перекладкидросселя (60 с – 66 с), имитирующей работу системы СУРТ, было обеспеченоR=27,728% и Km=2,715. В дальнейшем, в связи с увеличением входного давления92R, %KmТяга двигателя, задаваемая в программе испытанияТяга двигателя, фактически реализованная1101003,2Km, задаваемое в программе испытания3,1903,0802,9702,8602,7502,640Km фактически реализованное2,5302,4202,3102,202,1Код N1 (привод регулятора)Код N2 (привод дросселя)Вх.