2 / 14
А.В. Новиков, А.В. Сухов, Е.А. Андреев
2
Инженерный журнал: наука и инновации
# 1·2017
Важная задача, возникающая при проектировании и отработке систем
отбора жидкости, — повышение удерживающей способности сетчатых
разделителей фаз, внутренние полости которых целиком заполнены
жидким компонентом.
К настоящему времени капиллярные системы отбора жидкости, ти-
повыми элементами которых являются совокупности — пучки, решетки
и т. д. цилиндрических трубчатых пористых разделителей фаз, исполь-
зуются в составе установок ЖРД разгонных блоков «Бриз-М», «Фре-
гат», которые используют высококипящие компоненты топлива —
азотный тетраоксид и несимметричный диметилгидразин. Для их про-
изводства разработаны математические модели и методики проектиро-
вания [3, 4], значит есть возможность решения всех основных задач,
стоящих перед разработчиками капиллярных сис-тем отбора жидкости.
Вместе с тем для современной ракеты-носителя «Ангара-5» с це-
лью повышения грузоподъемности выводимого комбинированного
летательного аппарата на геостационарную орбиту предполагают ис-
пользовать кислород-водородный разгонный блок тяжелого класса,
оснащенный кислород-водородным ЖРД, запуск которого в состоя-
нии невесомости на околоземной орбите обеспечивается капилляр-
ными системами отбора жидкости. Для разработки эффективной кон-
струкции последних необходимы экспериментальные данными о работе
элементов этих систем в условиях испарения жидких кислорода и водо-
рода. Однако информация о работе капиллярных разделителей фаз в ба-
ках с криогенными компонентами ограничена. В частности, в работе [5]
приведено описание ЖРД с установленной капиллярной системой от-
бора жидкости, обеспечивающей орбитальное маневрирование много-
разового космического корабля «Буран».
С учетом необходимости экспериментальных данных о работе
разделителей фаз в баках с криогенными компонентами
целью
настоящей статьи является описание разработанной методики экспе-
риментального исследования при имитации воздействия условий по-
лета (невесомости, испарения компонента), характеристик капилляр-
ных разделителей фаз, изготовленных из композитных пористо-
сетчатых материалов.
Описание маятникого стенда.
Цель проектирования капилляр-
ных систем отбора жидкости — обеспечение их надежной и безава-
рийной работы так, чтобы суммарный перепад давления на сетке ка-
пиллярных разделителей фаз не превысил значения капиллярной
удерживающей способности в тех областях, где разделитель контак-
тирует по внешней поверхности с газом. Это гарантирует гидравли-
ческие магистрали комбинированных летательных аппаратов от по-
падания в них газа наддува. При этом давление во внутренней
полости разделителей формируется под действием ряда факторов —