Система термостатування головного блока ракети

Реферат: Система термостатування головного блока ракети містить забірний пристрій повітря навколишнього середовища поєднаний з фільтром попереднього очищення повітря, встановленим перед входом в компресор, який подає повітря в перший і другий охолоджувачі повітря, за якими встановлені електронагрівач повітря, фільтр тонкого очищення повітря, блок контролю чистоти повітря, а також магістральний трубопровід подачі повітря до головного блока. Вона оснащена термоелектричною батареєю, установленою на вході забірного пристрою повітря, оснащеною джерелом живлення і блоком автоматизованого управління і контролю. UA 105764 U (12) UA 105764 U UA 105764 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Запропонована корисна модель належить до наземного технологічного устаткування ракетно-космічної техніки, зокрема до наземних засобів повітряного термостатування, і призначена для забезпечення та автоматичної підтримки необхідних температурних режимів головних блоків (ГБ) ракет. Відомий спосіб забезпечення теплового режиму робочого об'єму ГБ ракети шляхом подачі атмосферного повітря в ГБ за допомогою стаціонарних засобів термостатування і викиду повітря в атмосферу з порожнини ГБ ("Космодром", під заг. Ред. Проф. А.П.Вольского, Військове видавництво МО СРСР, 1977, с. 208-213). Повітря подається за допомогою компресора і очищається фільтрами попереднього та тонкого очищення, встановленими на вході пристрою подачі повітря в ГБ. Також система оснащена елементами нагрівання та охолодження для забезпечення теплового режиму космічних апаратів. Недоліком цього способу забезпечення теплового режиму робочого об'єму ГБ ракети є відсутність можливості його роботи при температурі навколишнього середовища вище +50 °C у зв'язку з температурними обмеженнями функціонування компресора, оскільки компресори не працюють при температурі вище +50 °C. Найбільш близьким до запропонованого технічного рішення є пристрій для повітряного термостатування космічних об'єктів (прототип - патент РФ № 2339554, МПК F25B 29/00, опубліковано 27.11.2008, бюлетень № 33). Пристрій для повітряного термостатування космічних об'єктів, що містить забірний пристрій повітря навколишнього середовища, вентилятори, фільтри попереднього і тонкого очищення повітря, охолоджувачі повітря, магістралі подачі рідкого холодоносія, холодильний центр, електронагрівачі повітря, магістральний трубопровід подачі повітря в космічний об'єкт з встановленим на ньому блоком контролю чистоти повітря, що сполучений кабелем зв'язку з електронним пристроєм індикації, реєстрації та документування результатів контролю чистоти повітря, який розташований в пультовій системі управління пуском ракети-носія, обладнаний додатковим магістральним трубопроводом подачі повітря до апарата, що термостатують, який розташований усередині носія космічного об'єкта, причому на цьому трубопроводі послідовно встановлені нагнітач повітря, охолоджувач повітря, з'єднаний магістралями подачі рідкого холодоносія з холодильним центром, електронагрівач повітря та блоком контролю чистоти повітря, з'єднаний кабелем зв'язку із зазначеним електронним пристроєм індикації, реєстрації та документування, при цьому зазначений додатковий трубопровід подачі повітря в апарат з'єднаний з магістральним трубопроводом подачі повітря в космічний об'єкт після фільтра тонкого очищення повітря. В системі термостатування ГБ ракети функціональні завдання вузла, який в прототипі названий "нагнітач повітря", виконуються компресором. Недоліком наведеного вище пристрою термостатування є відсутність можливості його роботи при температурі навколишнього середовища вище +50 °C у зв'язку з температурними обмеженнями функціонування компресора, який забезпечує напірно-витратні характеристики газу, що надходить в ГБ, оскільки компресори не працюють при температурі забірного повітря вище +50 °C. Технічною задачею є вдосконалення конструкції системи термостатування для забезпечення можливості її роботи при температурі вище +50 °C, за рахунок збільшення верхньої межі температурного діапазону застосування системи термостатування мінімум на 10 °C. Технічним результатом є підвищення верхньої межі температурного діапазону застосування системи на 10 °C, тобто до +60 °C. Рішення технічного задачі досягається за рахунок використання наступних відомих суттєвих ознак - забірний пристрій повітря навколишнього середовища, компресор, фільтри попереднього і тонкого очищення повітря, охолоджувачі повітря, електронагрівач повітря, блок контролю чистоти повітря, холодильний центр, а також наступних відмінних суттєвих ознак термоелектричний модуль (ТЕМ), що встановлюється на вході забірного пристрою повітря і живиться від дизель-генератора системи. Роботу ТЕМ регулює блок автоматичного управління та контролю (БАУК). Застосування сукупності заявлених суттєвих ознак дозволяє досягти технічного результату у вигляді розширення верхньої межі температурного діапазону застосування системи термостатування на 10 °C, довівши її до +60 °C. Для пояснення конструкції системи та її роботи додається ілюстрація, на якій зображена принципова схема системи термостатування ГБ. Система термостатування ГБ ракети містить забірний пристрій повітря навколишнього середовища 1, ТЕМ 2, фільтр попереднього очищення повітря 3, компресор 4, охолоджувачі повітря 5 і 6, холодильний центр 7, електронагрівач повітря 8, фільтр тонкого очищення повітря 1 UA 105764 U 5 10 15 20 25 30 35 9, трубопровід подачі термостатуючого повітря 10, блок контролю чистоти повітря 11. Система подає термостатуюче повітря в ГБ 12 або в атмосферу. Крім цього, система містить дизель-генератор 13, що забезпечує через БАУК 14 та блок живлення з комутатором 15 електричне живлення функціональних вузлів і секцій ТЕМ 2, температура якого контролюється датчиком 16, а температура всередині магістрального трубопроводу контролюється датчиком 17. На вході в систему встановлений ТЕМ, який охолоджує повітря, що проходить через нього до температури необхідної для роботи компресора. Робота системи термостатування здійснюється таким чином. Перед експлуатацією ТЕМ 2 тарують в термостаті, що імітує температуру навколишнього середовища при експлуатації. Характеристика залежності температури ТЕМ 2 від напруги живлення блока живлення при різних значеннях температури навколишнього середовища вводиться в базу даних БАУК 14. Після включення дизель-генератора 13 запускається БАУК 14 і в нього вводяться параметри термостатуючого повітря на вході в ГБ 12. Датчики 16 і 17 вимірюють температуру ТЕМ 2 і магістрального трубопроводу на даній ділянці. Використовуючи тарувальні характеристики бази даних, БАУК 14 визначає параметри напруги блока живлення 15, що подається на ТЕМ 2, для охолодження повітря на вході магістрального трубопроводу до оптимальних для роботи компресора 4 значень температури. Після досягнення заданої температури в забірному пристрої 1 запускається компресор 4, на вхід якого надходить повітря, охолоджене ТЕМ 2 і пропущене через фільтр попереднього очищення повітря 3. Компресор 4 формує задані значення витрати повітря і тиску. Потік повітря з виходу компресора 4 охолоджується повітряним охолоджувачем 5 та охолоджувачем газ-рідина 6, після чого за допомогою вологовідділювача 7 видаляється волога з повітряного потоку. За допомогою електронагрівача 8 забезпечується задана температура повітря на вході в ГБ 12. Повітря фільтрується та скидається в атмосферу до тих пір, поки блок контролю чистоти повітря 11 не покаже, що чистота повітря відповідає нормі. Після чого потік повітря спрямовується в ГБ 12. На вході в ГБ 12 контролюється тиск, витрата і температура термостатуючого повітря та, при необхідності, здійснюється їх регулювання. У випадку, якщо чистота повітря протягом встановленого часового інтервалу не досягає заданого значення, перевіряється перепад тиску на фільтрі тонкого очищення повітря 9, при необхідності, проводиться його заміна. У процесі транспортування періодично контролюється чистота термостатуючого повітря і температура ТЕМ 2. При необхідності, проводиться зміна величини живлячої напруги і відключення секцій ТЕМ 2. БАУК 14 підтримує режим роботи ТЄМ 2, при якому температура забірного повітря знижується до необхідного для роботи компресора значення. Таким чином застосування сукупності істотних ознак дозволяє забезпечити функціонування в жорстких умовах експлуатації при підвищеній температурі, розширивши верхню межу температурного діапазону застосування системи термостатування на 10 °C, довівши її до +60 °C. 40 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 45 50 Система термостатування головного блока ракети, яка містить забірний пристрій повітря навколишнього середовища, поєднаний з фільтром попереднього очищення повітря, встановленим перед входом в компресор, який подає повітря в перший і другий охолоджувачі повітря, за якими встановлені електронагрівач повітря, фільтр тонкого очищення повітря, блок контролю чистоти повітря, а також магістральний трубопровід подачі повітря до головного блока, яка відрізняється тим, що вона оснащена термоелектричною батареєю, установленою на вході забірного пристрою повітря, оснащеною джерелом живлення і блоком автоматизованого управління і контролю. 2 UA 105764 U Комп’ютерна верстка Л. Ціхановська Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3