Экологическая безопасность при испытаниях и отработке ракетных двигателей




страница1/7
Дата06.06.2016
Размер0.95 Mb.
  1   2   3   4   5   6   7

Федеральное агентство по образованию



Московский авиационный институт

(государственный технический университет)





А. Г. Галеев




Экологическая безопасность

при испытаниях и отработке

ракетных двигателей
Учебное пособие

Утверждено

На заседании редсовета

27 мая 2005 г.





Москва

Издательство МАИ
2006

Галеев А. Г.

Экологическая безопасность при испытаниях и отработке ракетных

двигателей: Учебное пособие. - М.: Изд-во МАИ, 2006. - 92 с.: ил.


Даны общие принципы обеспечения экологической безопасности испытаний и отработки ракетных двигателей. Приведены описания основных типов двигательных установок с применением различных компонентов ракетных топлив, а также существующих испытательных стендов для их отработки. Рассмотрены экологические проблемы энергетических установок ракетных и транспортных систем, предусматривающие замену органического горючего (ископаемого топлива) в энергетических циклах на водород. Показаны перспективы развития и создания ракетно-космической техники на экологически чистых компонентах топлива.

Для студентов аэрокосмического факультета МАИ по специальностям “Испытания” и “Экология”, а также для специалистов, занятых созданием и эксплуатацией испытательных стендов и испытаниями двигательных установок ЛА.


Рецензенты:

Кафедра биокибернетики МИРЭА (зав. кафедрой д-р техн. наук, проф. Л. Н. Лупичев);

д-р техн. наук М. М. Гойхенберг

Условные обозначения

- коэффициент избытка окислителя

В – масса заряда тринитротолуола

g – ускорение свободного падения

G0, Gк - масса ЛА в момент старта и в конце активного участка траектории

- удельная масса двигателя

d диаметр

Jуд – удельный импульс тяги

Km, kст – массовое и стехиометрическое соотношение массовых секундных расходов компонентов топлива

lф – длина факела

- массовый секундный расход окислителя и горючего

µ -динамический коэффициент вязкости



N, n количество двигателей, испытаний (включений)

- плотность жидкости, газа

ркдавление в камере сгорания

Рннижняя граница вероятности безотказной работы

- перепад давления

- величина ударной волны при взрыве

R тяга двигателя, газовая постоянная, расстояние в (м) от центра взрыва

- значение приведенного расстояния от центра взрыва;

Reкритерий Рейнольдса



Сэ – тротиловый эквивалент водородно-воздушных и водородно-кислородных смесей в стехиометрическом соотношении

Т – температура

Vскорость полета

- время

z коэффициент использования водорода во взрыве

Qэнергетический эквивалент.

Индексы и сокращения

а – активный

без - безопасный

вх – входной

взр – взрыв

вых – выходной

г – горючее

дв – двигатель

з – задержка

ж – жидкость

к - камера

кип – кипение

кр – критический

л – летный

м – модельный

н – натурный

max – максимальный

min – минимальный

о – окислитель

т - топливо

АК – азотная кислота

АТ – азотный тетроксид

АЭС – атомная электростанция

ГГ – газогенератор

ДИ, ЗДИ, КВИ и КТИ – доводочные, завершающие доводочные, контрольно-выборочные и контрольно-технологические испытания;

ДУ – двигательная установка

ЖРД – жидкостный ракетный двигатель

ИК – испытательный комплекс

КА – космический аппарат

КВРБ – кислородно-водородный разгонный блок

КК – космический корабль

КПД – коэффициент полезного действия

КРТ – компоненты ракетного топлива

КС – камера сгорания

ЛА – летательный аппарат

МТКС – многоразовая транспортно-космическая система

НДМГ – несимметричный диметилгидразин

ОК – орбитальный корабль

ПГСП – пнемогидравлическая система питания

ПДК – предельно-допустимая концентрация

ПУ – поджигающее устройство

РКК – ракетно-космический комплекс

РН – ракета-носитель

САЗ – система аварийной защиты

СД – сигнализатор давления

СК – стартовый комплекс

СНиП – строительные нормы и правила

СПГ – сжиженный природный газ

ТНА – турбонасосный агрегат

ТНТ – тринитротолуол

ТЭ – топливный элемент

ХСИ и ОСИ – холодные и огневые стендовые испытания ДУ

ЭХГ – электрохимический генератор.

Введение

Экологическая безопасность испытаний и отработки двигательных установок (ДУ) летательных аппаратов (ЛА) в основном определяется применяемыми компонентами ракетного топлива (КРТ). Многие КРТ отличаются высокой химической активностью, токсичностью, взрыво- и пожароопасностью. Продукты полного и частичного окисления КРТ в элементах двигателя и продукты их сгорания также содержат вредные соединения: окись углерода, углекислый газ, окислы азота (NOx) и др.

Создание ДУ ЛА требует проведения большого объема испытаний их систем в стендовых и летных условиях. При пусках ракет выбрасываются продукты сгорания из камер сгорания и газогенераторов ДУ в атмосферу Земли, остатки КРТ из баков ракет попадают в литосферу при падениях отработанных ступеней, а также при аварийных ситуациях. Для уменьшения вредного влияния указанных факторов на окружающую среду на испытательных стендах и стартовых комплексах (СК) применяют специальное технологическое оборудование, системы нейтрализации и улавливания выбросов.

В представленном учебном пособии сделана попытка в обобщении материалов из отечественной и зарубежной литературы по экологической безопасности испытаний и отработке ДУ ракет, охватывающие следующие вопросы:

- методология экспериментальной отработки ДУ с применением различных КРТ;

- основы устройства ДУ и испытательных комплексов (ИК);

- технология испытаний с имитацией полетных условий применения;

- основы проектирования и расчета основных систем обеспечения испытаний и испытательных стендов.

Рассмотрены также актуальные экологические проблемы создания современных средств выведения ракетно-космической техники и перевода энергетических систем на экологически чистые компоненты с применением метанового и водородного горючего.

  1   2   3   4   5   6   7


База данных защищена авторским правом ©uverenniy.ru 2016
обратиться к администрации

    Главная страница