Спосіб заправки рідкими висококиплячими компонентами палива ампулізованих баків ракет-носіїв

Спосіб заправки рідкими висококиплячими компонентами палива ампулізованих баків ракетносіїв із наземної заправної ємкості шляхом запо 3 75908 4 обладнання. У даному способі задана масова доза заданої маси заправленого компонента, що для заправленого компонента палива визначається з заправки баків РУМТ не допустимо (задається виразу звичайно точність ±0,3 %). Таким чином, недоліком прототипу є низька точність дозування заправлених компонентів па(1) M V t , лива. В основу винаходу поставлена задача шляхом де M - задана масова доза заправленого використання ознак прототипу і заправки баків компонента палива; компонентами палива з температурою на 3... 5°С V - заданий тарований об'єм у баці; вище максимальної температури експлуатації раt - густина заправленого компонента паликети-носія підвищити точність дозування заправва при заданій температурі t компонента палива. лених компонентів палива за рахунок охолодження заправленого бака до заданої температури На заводі-виготовлювачі у баках ракети-носія компонентів палива у баці при безперервному відмірюється заданий об'єм V і встановляється сполученні заправленого бака з наземною заправдатчик контролю рівня, який відповідає заданому ною ємкістю у процесі охолодження бака. об'єму бака і при заправці бака компонентами паСуттєвими відмінними ознаками пропонованолива видає сигнал про закінчення заправки. При го способу є: цьому у бак буде заправлено заданий об'єм ком- заправка у бак компонента палива з темпепонента палива V . Компонент палива перед заратурою, що перевищує на 3...5°С максимальну правкою термостатують у наземній заправній температуру експлуатації ракети-носія; ємкості до одержання заданої температури t , от- охолодження заправленого у бак компонента же після відсікання об'єму V компонента палива з палива до температури, рівній максимальній температурою t у бак буде заправлена (згідно з температурі експлуатації ракети-носія, при безпевиразом (1)) задана маса компонента M . При рервному сполученні охолоджуваного бака з нацьому у складі заправного обладнання відсутні земною заправною ємкістю. наземний ваговий дозатор і спеціальна автомаСукупність суттєвих відмітних ознак пропонотична система керування заправкою, що спрощує ваного способу і суттєвих ознак прототипу (щодо засоби заправки та знижує їх вартість. Звичайно заповнення тарованого паливного бака компонентаким способом здійснюють заправку перших том палива без газового об'єму в баці) забезпеступенів ракети-носія. чить рішення поставленої задачі. У баках РУМТ, для яких звичайно застосовуСуть пропонованого способу полягає в тому, ють мембранні витискні пристрої, що забезпечущо паливний бак заправляють компонентом палиють багаторазовий запуск РУМТ в умовах космосу, ва, нагрітим до температури, що перевищує на встановлювати всередині баків датчики рівня не 3...5°С максимальну температуру експлуатації уявляється можливим. Тому щодо баків РУМТ ракети-носія, і роблять витримування. У процесі відомий спосіб реалізується шляхом тарування витримування безперервно сполучують заправлевсього геометричного об'єму бака на заводіний бак з наземною заправною ємкість, при цьому виготовлювачі (об'єм V ), а при заправці - заповохолоджують заправлений бак до одержання в ненням усього тарованого об'єму бака без газових ньому температури компонента палива, рівній об'ємів. Це можливо, наприклад, при наявності максимальній температурі експлуатації ракетидренажного штуцера, встановленого у верхньому носія, і ампулізують бак. полюсі бака, і при заправці бака до переливу чеСуть винаходу показана на схемі, на прикладі рез дренажний штуцер. У цьому випадку задана заправки бака РУМТ висококиплячими компонентемпература t заправленого компонента у баці тами палива із транспортно-заправного контейнеповинна бути рівною максимальній температурі ра (ТЗК), що містить паливну ємкість і зовнішній кожух, у якому розміщена паливна ємкість. tmax експлуатації ракети-носія. Нижче tmax ця На схемі зображені: 1 - паливна ємкість ТЗК; 2 температура бути не може, оскільки при можливо- кожух ТЗК; 3 - тепловентилятор, що подає гаряче му подальшому нагріванні компонента в повітря всередину кожуха 2; 4 - датчики темпераампулізованому (герметизованому) баці у процесі тури, встановлені на ємкості 1; 5 - джерело стисексплуатації ракети до заданої температури tmax неного газу, наприклад, азоту; 6, 7, 8 - запірні елеможливе руйнування бака за рахунок молекулярменти (вентилі) ТЗК; 9 - заправлюваний бак РУМТ; них сил температурного розширення заправленого 10 - дренажний пристрій; 11 - датчик температури компонента. Заправка бака компонентом палива з бака 9; 12 -запірний елемент (вентиль); 13 - заправний пристрій; 14 - ежектор; 15 - зливна температурою t tmax не спричинить руйнування ємкість; 16 - оглядовий пристрій; 17, 18 - запірні бака, але приведе до помилки дозування (недозаелементи (вентилі) зливної ємкості 15; 19 - маноправка), величина якої пропорційна величині вакууметр; 20 - адсорбер парів компонентів палиt tmax . У той же час величина t tmax є випадва; 21 - запірний елемент (вентиль) адсорбера 20. ковою величиною, яка залежить від точності терПропонований спосіб заправки може бути мостатування компонента, зовнішніх температурпроілюстрований такою технологією робіт з заних факторів, похибки вимірювання температури правки баків РУМТ окислювачем - тетраоксид та ін., а отже, не може бути врахована завчасно діазоту, пальним несиметричний поправкою до дози. Звичайно точність відомого диметилгідразин. Для заправки нагрівають компоспособу дозування не перевищує ±0,5 % від нент палива в ємкості 1 до температури 5 t tmax 5... 10 C подачею всередину кожуха 2 гарячого повітря від тепловентилятора 3. Температура компонента палива в ємкості 1 контролюється датчиками температури 4. Величина перегріву (5...10)°С заправлюваного компонента палива визначалася розрахунково-дослідним шляхом для різних початкових температур конструкції бака (в залежності від пори року) і кількості заправлюваних компонентів (до 450 кг). Здійснюють проливку і заповнення заправних магістралей ТЗК нагрітим компонентом палива, для чого відкривають вентиль 7 і подають у ємкість 1 тиск газу (1...3 кгс/см2) від джерела 5. Відкривають вентиль 8 ТЗК, вентиль 12 магістралі, вентилі 17, 18 зливної ємкості 15, вентиль 21 адсорбера 20, при цьому компонент палива витісняється з ємкості 1, заповнює заправну і дренажну магістраль і надходить у зливну ємкість 15, а парогазова суміш із зливної ємкості дренується в адсорбер 20. Пари палива поглинаються в адсорбері й не забруднюють навколишнє середовище. Заповнення магістралей контролюють за наявністю компонента палива в оглядовому пристрої 16. Закривають вентиль 12 (при цьому роз'єднуються дренажна і заправна магістралі) і подають стиснений газ від джерела 5 в ежектор 14. За допомогою ежектора 14 створюється вакуум в ємкості 15 і в дренажній магістралі. Величину вакууму контролюють мановакууметром 19 ємкості 15. Під дією вакууму спорожняється від компонента палива дренажна магістраль. Спорожнення магістралі контролюють за відсутністю компонента в оглядовому пристрої 16. Відкривають на баці 9 дренажний клапан за допомогою пристрою 10, відкривають заправно-зливний клапан за допомогою заправного пристрою 13 і здійснюють заправку паливного бака 9 компонентом палива. Компонент палива надходить у бак 9, при цьому пари палива інтенсивно заповнюють газовий об'єм бака 9 і потім витісняються у зливну ємкість 15, звідки парогазова суміш надходить через адсорбер 20 у атмосферу. У процесі заправки компонент палива неминуче буде охолоджуватися за рахунок теплообміну з більш холодною конструкцією бака та за рахунок генерації парів палива у баці. Температура заправленого компонента палива у баці 9 контролюється за датчиком 11 температури бака. Заправка продовжується до переливу через дренажний штуцер бака, встановлений у верхньому полюсі бака, при цьому весь геометричний об'єм бака, тарований на заводі з нормованою точністю (звичайно - не гірше ±0,2 %), заповнюється паливом. Контролюють появу палива в оглядовому пристрої 16, після чого фіксують температуру палива у баці за датчиком 11. Заправку продовжують до одержання температури заправленого компо 75908 6 нента палива, що перевищує значення tmax на 3...5°С. Температура (3...5)°С є необхідним температурним запасом, який одночасно ураховує похибку вимірювання температури у баці за датчиком 11 ( t ). Для існуючих моделей датчикової 0,5... 1,0 C . (За умовою заправки апаратури t початкова температура заправленого у бак компонента не повинна бути нижче заданого значення максимальної температури експлуатації ракетиносія). Закривають дренажний клапан бака 9 за допомогою дренажного пристрою 10 і роблять витримку. У процесі витримки безперервно сполучують порожнину бака 9 з паливною ємкістю 1 через відкритий заправно-зливний клапан 13 бака 9. Оскільки температура навколишнього повітря на момент заправки буде завжди нижче tmax (заправку здійснюють у приміщенні заправної станції, в якій підтримується температура не вище 26°С або на відкритому повітрі у прохолодний час доби), то заправлений компонент палива починає охолоджуватися і при цьому зменшуватися в об'ємі (стискуватися). У баці 9 виникає розрідження, під дією якого компонент палива з паливної ємкості 1 буде підживлювати заправлений об'єм бака, при цьому нівелюється можлива похибка недозаправки. Контролюють температуру бака 9 за датчиком 11. Охолодження продовжують до одержання температури палива у баці tmax t , де t - випадкова складова похибки вимірювання датчикової апаратури (не перевищує 1°С). Після досягнення заданої виміряної температури палива у баці tmax 1 C (при цьому реtmax ) закриальна температура палива у баці вають заправно-зливний клапан на баці 9 за допомогою пристрою 13 і відсікають порожнину бака 9 від паливної ємкості 1 ТЗК, і потім ампулізують бак. Аналіз виразу (1) з урахуванням досягнаних похибок забезпечення величин V 1 C) (±0,2 %) та t ( 0,17% - для t підтверджує можливість заправки заданої дози компонентів палива з похибкою не гірше ±0,3 % ( M 0,3% ). Таким чином, запропонована технологія заправки дозволяє в основному компенсувати вплив випадкових експлуатаційних факторів на точність заправки, що забезпечує підвищення точності дозування при заправці без використання складних та багатокоштуємих систем. Даний винахід пропонується до використання в нових зразках ракетної техніки, що розроблюється в теперішній час. 7 Комп’ютерна верстка М. Клюкін 75908 8 Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601