Стенд для испытания ракетных двигателей - Rocket engine test facility

Ракетные обстрелы WSTF

Испытательный стенд ракетного двигателя является местом , где ракетные двигатели могут быть испытаны на земле, в контролируемых условиях. Перед сертификацией двигателя для полета обычно требуется программа наземных испытаний. Наземные испытания обходятся очень недорого по сравнению с риском всей миссии или жизнями летного экипажа .

Доступные условия испытаний обычно описываются как окружающий уровень моря или высота над уровнем моря . Испытания на уровне моря полезны для оценки стартовых характеристик ракет, запускаемых с земли. Однако испытания на уровне моря не позволяют полностью моделировать большую часть условий эксплуатации ракеты. Лучшее моделирование обеспечивается высотными испытательными установками.

Испытания уровня моря

Стенд для испытания двигателей на уровне моря в Космическом центре Джона К. Стенниса

Объект должен удерживать ракету и безопасно направлять выхлоп ракеты в открытую атмосферу. Структурная целостность, работа системы и тяга на уровне моря могут быть измерены и проверены. Однако ракеты в первую очередь предназначены для работы в очень разреженной атмосфере или без нее. Системы, которые хорошо работают на земле, могут вести себя в космосе по-разному.

Типичный испытательный стенд на уровне моря может быть спроектирован так, чтобы удерживать ракетный двигатель в горизонтальном или вертикальном положении. Жидкостные ракетные двигатели обычно запускаются в вертикальном положении, поскольку воздухозаборники топливного насоса предназначены для забора топлива из днища топливных баков . Влияние веса топлива на систему измерения тяги (TMS) необходимо учитывать во время работы двигателя. Выхлоп ракеты направляется в очаг или траншею с пламенем. Пламенная траншея предназначена для перенаправления горячего выхлопа в безопасном направлении и защищена системой затопления, которая охлаждает выхлоп, а также снижает уровень звукового давления ( громкость ). Уровень звукового давления больших ракетных двигателей превышает 200 децибел - это один из самых громких звуков, издаваемых человеком.

Твердотопливные ракетные двигатели могут запускаться как в вертикальной, так и в горизонтальной ориентации. В системе измерения тяги нет необходимости учитывать изменение веса ракеты в горизонтальном положении. Связанная с ней траншея пламени не обязательно должна быть такой прочной, как вертикальный испытательный стенд, однако водная система может быть менее эффективной для снижения уровня звукового давления.

Все испытательные стенды требуют мер безопасности для защиты от разрушительного потенциала незапланированной детонации двигателя. Меры безопасности обычно включают установку стенда на некотором минимальном расстоянии от населенных пунктов или других важных объектов, размещение стенда за толстой бетонной взрывной стеной или земляной насыпью и использование какой-либо системы инертизации (газообразного азота или гелия) для устранения отложений. взрывоопасных смесей.

Высотные испытания

Преимущество высотных испытаний состоит в том, чтобы лучше моделировать условия эксплуатации ракеты. Давление воздуха уменьшается с увеличением высоты. Эффекты более низкого давления воздуха включают более высокую тягу ракеты и меньшую теплопередачу.

Высотное сооружение намного сложнее, чем сооружение на уровне моря. Ракета установлена ​​внутри закрытой камеры, которая откачивается до минимального уровня давления перед запуском ракеты. Типичное рабочее давление в камере 0,16 фунта на квадратный дюйм (эквивалент высоты 100 000 футов) устанавливается внутри камеры с помощью какой-либо формы механической откачки. Механическая перекачка обычно обеспечивается паровыми эжекторами / диффузорами. Если продукты сгорания от выстрела ракеты включают легковоспламеняющиеся или взрывчатые материалы , камеру необходимо инертировать, обычно газообразным азотом (GN2). Процесс инертизации предотвращает накопление потенциально взрывоопасных материалов внутри камеры или вытяжного канала.

Ракетные наземные испытательные комплексы

Испытательные центры в США

Ракетные полигоны за пределами США

использованная литература

Список используемой литературы

внешние ссылки