Диссертация (Совершенствование технологии уточняющих испытаний ракетных двигателей малых тяг), страница 14

Основнымипараметрами РДМТ являются удельный импульс тяги, который показываетэнергетическую эффективность, и температура стенки, которая показываеттепловое состояние конструкции; а факторами являются массовые расходы КТ,которые управляются стендовыми системами. Также, в отличие от существующихтехнологий, сокращено количество запусков до оптимального уровня, дляудельного импульса тяги количество запусков составляет 18, а для температурыстенки – 8 запусков. По результатам экспериментов составляются регрессионныемодели, которые в дальнейшем используются для подтверждения требований надвигатель и оперативной оценки параметров РДМТ, что в свою очередь повышаетинформативность и качество испытаний.117Заключение1. На основании проведенного исследования можно сделать вывод о том, чтов работе предложена усовершенствованная технология уточняющих испытаний,позволяющая сократить объем экспериментальной отработки РДМТ.2.

На основе проведенного анализа существующих методов математическогопланирования испытаний и экспериментальных исследований разработанаметодика проведения испытаний для определения рационального объемапараметров и определяющих факторов, на основе которых может быть установленаработоспособность РДМТ:- для удельного импульса тяги выбрана модель второго порядка и ПФЭ с 18запусками;- для температуры стенки – квазинелинейная модель и ПФЭ с 8 запусками.3. С помощью специально разработанного программного обеспеченияопределены виды функциональных зависимостей и коэффициенты регрессиивыбранныхпараметров,характеризующихработоспособностьдвигателей,испытанных в лаборатории МАИ (НИУ), с использованием методов планированияэкспериментов и регрессионного анализа.4.

Проведено обобщение результатов испытаний РДМТ, с использованиемсобственных и результатов других авторов, для подтверждения применимостиусовершенствованной технологии стендовых испытаний РДМТ, работающих наэкологически безопасных КТ.Для сравнения взяты результаты ЭО двигателей ГНЦ ФГУП «ЦентрКелдыша» и EADS Astrium.Получены адекватные регрессионные модели и подтверждено соответствиепараметров двигателя требованиям ТЗ.Общий вид моделей для удельного импульса тяги и температуры стенкивыглядят следующим образом:22I у  b0  b1 mo  b2 mг  b12 momг  b11 mo  b22 mг ,118Tст  b0  b1 mo  b2 mг  b12 momг .5. Представлена усовершенствованная технология уточняющих испытанийдля повышения качества ЭО РДМТ, которая позволяет:- сократить объем ЭО;- оперативно оценить параметры двигателей;- проводить испытания двигателей в широком диапазоне тяг (от 10 до 500 Н)на различных КТ.Технология может быть использована на предприятиях ракетно-космическойотрасли при испытаниях РДМТ.119Список сокращений и условных обозначенийАВД- аварийное выключение двигателя;АСИ- автоматизированная система измерений;АСУ- автоматизированная система управления;АТ- азотный тетраоксид;АЦП- аналоговоцифровой преобразователь;ВВД- воздух высокого давления;ВПВ- водорода пероксид высококонцентрированный;Г- горючее;ГРД- гибридный ракетный двигатель;ДИ- доводочные испытания;ДЛАДУ- двигатель летательного аппарата;- двигательная установка;ДФЭ- дробный факторный эксперимент;ЖРД- жидкостный ракетный двигатель;РДМТ- ракетный двигатель малой тяги;ЗДИ- завершающие доводочные испытания;ИИС- информационно-измерительная система;КАКПЭО- космический аппарат;- комплексная программа экспериментальной отработки;КС- камера сгорания;КТ- компоненты топлива;ЛА- летательный аппарат;ЛКИ- летно-конструкторские испытания;ММГ- монометилгидразин;МНК- метод наименьших квадратов;МТКК- многоразовый транспортный космический корабль;НДМГ- несимметричный диметилгидразин;НИР- научно-исследовательская работа;120ООДУ- окислитель;- объединённая двигательная установка;ОИ- объект испытаний;ПГС- пневмогидросхема;ПИБ- полиизобутилен;ПО- программное обеспечение;ПФЭ- полный факторный эксперимент;РБ- разгонный блок;РД- ракетный двигатель;РДМТ- ракетный двигатель малой тяги;РДТТ- ракетный двигатель твердого топлива;РН- ракета-носитель;САЗ- система аварийной защиты;САС- система аварийного спасения;СИ- сравнительные испытания;СИУИ- силоизмерительное устройство импульсное;СМП- система мягкой посадки;СПД- стационарный плазменный двигатель;СУ- система управления;СУР- система управления работой;СЧ- составная часть;ТЗ- техническое задание;ЦАП- цифроаналоговый преобразователь;УИ- уточняющие испытания;ХРД- химический ракетный двигатель;ЭД- экспериментальные данные;ЭРД- электроракетный двигатель;ЯЭУ- ядерная энергетическая установка.b- оценка коэффициентов регрессии;121b- доверительный интервал оценки коэффициентов регрессии;С- концентрация добавки полиизобутилена;С- безразмерное значение добавки полиизобутилена;Dвоспр- дисперсия воспроизводимости;D( x j )- дисперсия в U матрице;E (Y )- математическое ожидание выходного параметра;f- число степеней свободы;Fa- площадь среза сопла, м2;Fтабл- табличное значение критерия ФишераFэксп- экспериментальное значение критерия Фишера;H0- нулевая гипотеза;H1- конкурирующая гипотеза;Iу- удельный импульс тяги м/с [c];IТЗmax- максимальное значение удельного импульса тяги, заданное вТЗ, м/с [c];Iсрр- расчетное значение удельного импульса тяги по регрессионноймодели, м/с [c];I- суммарный импульс тяги, м/с [c];k- количество факторов;kT- толерантный множитель;Km- соотношение компонентов топлива;m- количество параметров в X матрице;m- массовый расход в двигатель, кг/с;mг- массовый расход горючего, кг/с;mг- безразмерное значение массового расхода горючего;mo- массовый расход окислителя, кг/с;122mo- безразмерное значение массового расхода окислителя;m- суммарный массовый расход;mi- число параллельных опытов вi -ой строке матрицыпланирования;M (x j )- оценка математического ожидания в U матрице;n- число опытов;nk- число контрольных опытов;n0- число контрольных опытов в центре плана;N- номер неповторного опыта;Nb- число значимых коэффициентов регрессии;p- число уровней варьирования факторов;pa- давление на срезе сопла, Па;pH- внешнее давление, Па;pk- давление в камере сгорания, Па;p- параметрическая вероятность;pi- перепад давления на форсунке двигателя в i -ом опыте;P- тяга двигателя, Н;l- реплика в ДФЭ;rjk- коэффициент ковариации нормированных случайных величин;S (bi )- стандартное значение bi ;t- время работы двигателя, с;tkp- критическая точка распределения Стьюдента;tСт- коэффициент Стьюдента;Тг- температура горючего на входе в двигатель, К;Tст- температура стенки двигателя, К;U- стандартная X матрица;123- квантиль U матрицы;uijWa- скорость истечение продуктов сгорания на срезе сопла, м/с;- длина камеры, на которой измеряется температура, м;xx jxi- вектор значений фактора;- интервал варьирования;xi- значение фактора в безразмерном виде;xij- единичный элемент X матрицы;( xi ) max- максимальное значение фактора;( xi ) ном- номинальное значение фактора;- матрица экспериментальных данных;XX Tyy*- транспонированная матрица по отношению к матрице  X  ;- равно-E (Y ) ;условноеобозначениевыходногопараметра,гдеy*  f ( x2 , x3 ,.., xm ) ;yˆi- функция, где значения параметра, рассчитаны по уравнениюрегрессии;yi , j( yi )ср- результатj -го опыта в i -ой строке матрицы;- средняя величина выходного параметра для совокупностипроведенных опытов при данном сочетании факторов;Y- значение выходного параметра;- «звездная» точка в композиционном плане;o- коэффициент избытка окислителя;- коэффициент регрессии;0- значение выходного параметра на номинальном режиме;i- тангенс угла наклона касательной к поверхности функцииотклика по отношению к оси i -го фактора- доверительная вероятность;124 jk (x j )- оценка корреляционного момента X матрицы;- ошибка аппроксимации экспериментальных данных;- среднеквадратичное отклонение в U матрице;- интегральное время работы двигателя.125Список использованных источников1.Авдуевский, B.C.

Надежность и эффективность в технике: Справочникв десяти томах. Экспериментальная отработка и испытания/ B.C. Авдуевский, В.И.Кузнецов,Н.Д.Кузнецовидр.–М.:«Машиностроение»,1989. –6 т.2.Адлер Ю. П. Введение в планирование эксперимента, «Металлургия»,1969 – 155 с.3.Адлер Ю.

П., Грановский Ю.В. Обзор прикладных работ попланированию эксперимента, Препринт №1-3, Изд. МГУ, 1967-70 гг. – 99 с.4.Адлер, Ю. П. Планирование эксперимента при поиске оптимальныхусловий/ Изд. второе перераб. и доп. Ю.П. Адлер, Е.В. Маркова, Ю. В. Грановский.Издательство «Наука». М., 1976. – 280 с.5.Алабин М.А., Ройтман А.Б. Корреляционно-регрессионный анализстатистическихданныхвдвигателестроении.М.:«Машиностроение»,1974. – 124 с.6.АлександровскаяэкспериментальнаяЛ.Н.отработкаТеоретическиесложныхосновытехническихиспытанийсистем/иЛ.Н.Александровская, В.И. Круглов, А.Г. Кузнецов и др.: Учеб. пособие. – М.: Логос,2003.

– 736 с.7.Алемасов В. Е., Дрегалин А. Ф., Тишин А. П. Теория ракетныхдвигателей. - М.: Машиностроение, 1980. – 464 с.8.Архипов Б. А. Исследование и разработка катодов нового поколениядля стационарных плазменных двигателей (СПД): диссертация на соисканиеученой степени докт. техн. наук: 05.07.10/ Архипов Борис Алексеевич –Калининград, 1998. – 302 с.9.Бершадский В.А., Коломенцев А.И.

Основы технологии стендовыхиспытаний двигательных установок жидкостных ракет: Автономная отработка. –М.: Изд-во МАИ, 2014. – 216 с.12610.Богачева Д. Ю., Боровик И. Н., Воробьев А. Г., Хохлов А.Н. Разработкаэкспериментально-расчетной системы исследования эффективности завесногоохлаждения жидкостного ракетного двигателя малой тяги. [Электронный ресурс].Электронныйжурнал«ТрудыМАИ»№52,2012.URL:http://www.mai.ru/science/trudy/published.php?ID=29479.11.Боровик И.Н., Воробьев А.Г., Хохлов А. Н. и др. Модернизацияиспытательного огневого стенда для исследования рабочих процессов вжидкостных ракетных двигателях малых тяг на экологически чистых компонентахтоплива, Вестник МАИ, т. 17, №1, 2010, М., МАИ.

– с 97-102.12.Боровик И.Н. Жидкостной ракетный двигатель малой тяги на топливегазообразный кислород и газообразный метан - разработка, проектирование,испытания и анализ полученных результатов/ Боровик И.Н., Воробьев А.Г.,Хохлов А.Н. и др. Вестник МАИ, т. 18, №3, 2011, Москва, МАИ.13.Браверман Э.М., Мучник И.Б. Структурные методы обработкиэмпирических данных.