ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ РФ

МОСКОВСКИЙ АВИАЦИОННЫЙ ИНСТИТУТ

(государственный технический университет)

филиал «Восход»

Кафедра Б-11 Сарапулов В. Н.

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

к выполнению лабораторной работы по дисциплине «Контрольно-испытательные системы»

на тему: «Устройства нормализации и датчики ЖРД»

Одобрено Ред. Советом

филиала «Восход» МАИ

протокол №___________

от «___»_________2005 г.

Байконур 2005 г.

Аннотация

Методические указания предназначены для помощи студентам специальности 130900 в выполнении лабораторной работы по курсу «Контрольно-испытательные системы».

Лабораторная работа основана на изучении назначения, состава и принципа действия технологического оборудования, такого, например, как устройство нормализации и датчиков, применяемых в контрольно - испытательных системах, правил их эксплуатации, изучение правил их подготовки к работе с элементами ракетно-космической техники.

Лабораторная работа состоит из 32 листов машинописного текста, в котором представлены 14 рисунков и 1 таблица.

Содержание

Аннотация

Содержание

Основные обозначения 4

Введение 5

Цель лабораторной работы 6

1 Установка нормализации и датчики, применяемые в

контрольно- испытательных системах 6

1.1 Назначение и классификация агрегатов автоматики 6

1.2 Устройство и работа клапанов 9

1.3 Устройство и работа регуляторов и дросселей 16

1.4 Типовые датчики управления, контроля и телеметрии 25

2 Расчет электромагнитных приводов

2 Отчетность по лабораторной работе 31

Контрольные вопросы 32

Литература 33

Приложение А 34

Основные обозначения

ДУ – двигательная установка

ЖРД – жидкостный ракетный двигатель

РДУ- ракетная двигательная установка

РКН – ракета космического назначения

САУ – система автоматического управления

СКЗ – система контроля заправки

СОБ – система опорожнения баков

ТНА – турбонасосный агрегат

ЭПК - электропневмоклапан

Введение

Приступая к выполнению лабораторной работы, студент должен внимательно изучить лекционный материал.

При выполнении работы первоначально надо разобраться в назначении и принципе действия устройств нормализации и датчиков, применяемых в контрольно- испытательных системах. Студент должен уметь разбираться в классификации и конструкции устройств нормализации и датчиков, применяемых в контрольно- испытательных системах, знать их отличительные признаки.

Лабораторная работа должна помочь студентам специальности 130900 лучше усвоить теоретический курс, читаемый по дисциплине «Контрольно-испытательные системы».

Целью лабораторной работы является закрепление знаний лекционного материала по устройству приборов нормоконтроля и датчиков, применяющихся в контрольно-испытательных системах.

1 Устройство нормализации и датчики, применяемые в контрольно-испытательных системах ркт

1.1 Назначение и классификация агрегатов автоматики

Под устройством нормализации понимают агрегаты автоматики, обеспечивающие в РКТ выполнение следующих функций: -«открыт» -«закрыт», -«норма» -«не норма», -«больше» -«меньше» и т.д.

Агрегаты автоматики ЖРД предназначены для управления потоками компонентов топлива и газов при подготовке и функционировании. К данным агрегатам относятся (см. рисунок 1) клапаны, регуляторы и дроссели.

Клапаны предназначены для открытия или перекрытия соответствующих магистралей ЖРД и в большинстве случаев имеют два рабочих положения:

"открыт" и "закрыт". В зависимости от рода среды различают жидкостные (гидравлические) клапаны и клапаны холодного (до 300 К) и горячего (свыше 300 К) газа или пневмоклапаны.

По функциональному предназначению клапаны делятся на следующие ви­ды:

- пусковые (нормально закрытые и открывающиеся для прохода компонента или газа в требуемый момент времени);

- отсечные (нормально открытые и перекрывающие поток компонента или газа);

- обратные (пропускающие поток только в одном направлении);

- дренажные (сбрасывающие компонент или стравливающие газ в окру­жающее пространство);

- предохранительные (дренирующие часть потока при выходе его пара­метров (давления, температуры или расхода) за максимально допустимые

пределы);

Агрегаты автоматики

регуляторы

дроссели

датчики

клапаны

жидкостн.ые

тяги камер

газовые редукторы

исполнительные органы СОБ

непрерывного действия

дискретного или релейного действия

пне-вмокла-паны

холодного газа

горячего газа

Рисунок 1 - Классификация агрегатов автоматики и датчиков ЖРД

По числу срабатываний пусковые, отсечные и дренажные клапаны обычно являются одноразовыми. Обратные, предохранительные и комбинированные клапаны, как правило, обеспечивают многократное срабатывание.

Для практики важным является способ управления клапанами. Различают неуправляемые или автоматические клапаны и клапаны с принудительным управлением.

В первом случае никакого внешнего командного сигнала для срабатыва­ния клапана не требуется. Его состояние определяется величиной давления среды на входе. При достижении определенной величины этого давления в зависимости от конструкции такой клапан открывается или закрывается ав­томатически.

Во втором случае в конструкции клапана обязательно присутствует опре­деленный механизм - привод, обеспечивающий перевод клапана из исходно­го в рабочее положение по некоторому внешнему командному сигналу, по­ступающему либо от системы автоматического управления (САУ) работой ДУ, либо от наземного оборудования. По типу данного привода различают клапаны с электрически (электромагнитным), пневматическим, гидравличе­ским и пиротехническим управлением. В электрическом приводе сила, не­обходимая для открытия или закрытия клапана, создается электромагнитом (соленоидом). В пневматическом, гидравлическом и пиротехническом при­водах для этой цели служит поршень, в рабочую полость которого подаются соответственно сжатый газ (воздух, азот или гелий), жидкость (обычно один из основных компонентов топлива) или продукты сгорания порохового за­ряда специального пиротехнического устройства (пиропатрона).

Регуляторы и дроссели предназначены для плавного изменения в неко­тором диапазоне давлений, расходов или температур жидкостных и газовых потоков, которое производится с целью управления режимами работы ЖРД. Данные агрегаты автоматики в качестве основного элемента конструкции содержат исполнительный (регулирующий) орган, перемещение которого изменяет требуемый параметр потока.

В дросселях такое перемещение осу­ществляется электромоторами, а его величина задается системой управления ДУ. Регуляторы с помощью входящих в их состав чувствительных элемен­тов (датчиков) сами определяют потребную величину этого перемещения, которое затем непосредственно или через специальные усилители (серво­моторы) передается на регулирующий орган. По функциональному предназначению регуляторы, устанавливаемые в гид­равлические магистрали ЖРД, являются либо регуляторами тяги камер, либо регуляторами соотношения компонентов в камерах или газогенераторах. Ре­гуляторы в газовых магистралях ЖРД (газовые редукторы) осуществляют стабилизацию давления газа, предназначенного для наддува баков ДУ или для управления работой пневмоклапанов.

Дроссели устанавливаются в ЖРД как правило, в гидравлических магист­ралях, служат для изменения расхода компонентов и являются либо испол­нительными агрегатами систем синхронного опорожнения баков (СОБ) либо обеспечивают предварительные ступени тяги при запуске ЖРД.