11 / 14
камеры, отсчеты АЦП;
V
f
= 16
,
263
т — общий расход горючего за
все время испытаний;
t
p
= 310
c — суммарное время испытания;
t
e
—
время экспозиции ПЗС-камеры;
t
1
e
= 1
,
5
c — время экспозиции ПЗС-
камеры при “установочном” испытании.
При времени регистрации 0,5 с минимальная обнаруживаемая мас-
совая скорость уноса составляет 7,0 мг/с — для линии железа 372,0 нм;
5,2 мг/с — для линии никеля 352,4 нм; 2,5 мг/с — для линии серебра
338,3 нм; 3,4 мг/с — для линии марганца 403,0 нм; 0,9 мг/с — для ли-
нии хрома 425,4 нм; 0,1 мг/с — для линии кальция 422,7 нм.
Данные значения определяют суммарный массовый расход элемен-
тов
νm
i
в формуле (9), содержащихся в топливе и во всех конструкци-
онных материалах ЖРД, которые могут быть как в работоспособном
состоянии, так и в состоянии начала эрозионного уноса. Нормальные
“рабочие” расходы химических элементов определяются на штатных
“установочных” испытаниях, которые заканчиваются успешно — без
признаков сильного подгорания элементов конструкции и сопла дви-
гателя. Появление дефектов и сильной эрозии определяется по изме-
нению соотношений массовых расходов и термодинамических пара-
метров струи.
Недостатком предложенного способа калибровки аппаратуры и
определения массового расхода элементов является его связь с рас-
четом примесей, растворенных в топливе, в то время как излучение
материалов стенок и элементов конструкции РД, расходуемых в “нор-
ме”, не учитывается. В дальнейшем это допущение будет учтено
корректировкой математической модели.
Заключение.
Таким образом, оптический метод спектрального
эмиссионного анализа как способ технической диагностики и контро-
ля технического состояния двигателя позволяет в реальном масштабе
времени контролировать унос веществ, содержащихся в топливе и
конструкционных материалах РД в процессе огневых испытаний с
точностью до нескольких миллиграмм в секунду. Тем самым, можно
фиксировать появление “прогаров” и определять скорость процессов
эрозии и деградации элементов конструкции двигателя и отслеживать
ход развития этих процессов во времени. Данный метод относится к
группе методов неразрушающего контроля. Его достоинством являет-
ся высокая информативность, работа в реальном масштабе времени,
отсутствие непосредственного контакта с объектом наблюдения. Недо-
статком данного метода является дороговизна и сложность разработки
и внедрения, что, впрочем, полностью окупается при длительной экс-
плуатации разработанной аппаратуры и программного обеспечения.
В итоге оптическая спектральная диагностика является перспективной
технологией:
ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение” 2015. № 4 45