Мощные энергодвигательные установки космического назначения с газотурбинным преобразованием энергии по замкнутому циклу Брайтона и особенности их экспериментальной отработки

Д.И. Андрианов, Л.Э. Захаренков, А.В. Каревский, А.В. Попов, С.А. Попов и др.

Инженерный журнал: наука и инновации

# 7



2016

тех пор, пока мощность турбины не превысит потребляемую мощ-

ность компрессора. При появлении избыточной полезной мощности

коммутатор переключает электрогенератор на блок задания нагру-

зочного режима и стабилизации частоты вращения. Вырабатываемая

электрическая мощность «сбрасывается» на регулируемую балласт-

ную нагрузку, представляющую собой набор резистивных элементов,

при протекании через них тока выделяется тепловая энергия.

Отвод тепловой мощности, не преобразованной в электрическую,

должен осуществляться стендовой системой отвода теплоты с помо-

щью холодильника. Отвод теплоты от холодильника осуществляется

системой оборотного водоснабжения, которая также обеспечивает

охлаждение стенок и фланцев защитной камеры, корпуса РНГ, фор-

вакуумных агрегатов, высокотемпературных газовых и жидкостных

вводов. Охлаждение электрогенератора осуществляется системой

газового охлаждения с помощью части расхода рабочего тела, отби-

раемого с выхода компрессора. Эта система содержит соединенные

последовательно вспомогательный холодильник и устройство регу-

лирования расхода.

Управление исполнительными механизмами испытуемого изде-

лия и оборудования стенда, прием и логическая обработка сигналов

от датчиков, предоставление визуальной информации в ходе экспе-

риментальных работ и ее запись, а также своевременное выявление и

устранение аварийных ситуаций производятся системой автоматиче-

ского управления по соответствующим алгоритмам.

Помимо рассмотренных систем стенд должен содержать систему

изменения давления газового рабочего тела в контуре, систему заправ-

ки газового и жидкостного контура, систему проверки газовых трактов

и защитной камеры на герметичность, систему опрессовки, вспомога-

тельные технологические системы газоснабжения, водоснабжения, ва-

куумирования и электропитания, а также другие системы.

В ГНЦ ФГУП «Центр Келдыша» создан стенд для отработки

мощных высокооборотных агрегатов в составе ЗГТУ. Кроме того,

стендовая база ГНЦ ФГУП «Центр Келдыша» позволяет помимо ис-

пытаний самого турбокомпрессора-генератора и его составляющих

проводить совместные испытания турбокомпрессора-генератора,

СПРЭЭ и ЭРД при задействовании стенда, предназначенного для ис-

пытаний холловских и ионных плазменных двигателей мощностью

до 35 кВт [21].

Заключение.

Техническая сложность мощной ЯЭДУ и ее габа-

ритные размеры не позволяют провести ее наземную отработку

в сборе. Принципиальная невозможность создания наземных испыта-

тельных стендов с требуемыми параметрами для наземной отработки

ЯЭДУ в сборе определяет использование последовательной поэле-

ментной и поэтапной отработки составляющих ЯЭДУ. Анализ тех-