СОВРЕМЕННЫЙ ПОДХОД К МЕТОДАМ ИЗМЕРЕНИЯ ОБЪЕМОВ В РАКЕТОСТРОЕНИИ

MODERN APPROACH TO METHODS FOR MEASURING VOLUMES IN ROCKET BUILDING

Evgeny Shirshov

Graduate student, Reshetnev Siberian State University of Science and Technology,

Russia, Krasnoyarsk

Sergey Kozlov

Graduate student, Reshetnev Siberian State University of Science and Technology,

Russia, Krasnoyarsk

Evgeny Sugak

Doctor of technical sciences, Reshetnev Siberian State University of Science and Technology,

Russia, Krasnoyarsk

АННОТАЦИЯ

Современный метод измерения объемов баков в РКТ, теория новой установки для измерения объемов. Краткое описание установки.

ABSTRACT

The modern method of measuring the volume of tanks in the CT, the theory of the new installation for measuring volumes. Brief description of the installation.

Ключевые слова: Измерение объемов, ракетостроение, конструирование ракет.

Keywords: Volume measurement, rocket production, missile design.

Одним из наиболее важных этапов при производстве космических аппаратов является определение объема баков горючего и окислителя. На данный момент существует два основных метода измерений, первый заполнение бака жидкостью, второй заполнение бака газом.

На данном этапе исследований были рассмотрены сильные и слабые стороны первого метода. Основными сильными сторонами метода является простота конструкции по сравнению с остальными методами, точность измерений на данный момент она составляет 0.2%, простота режима измерений, относительная гибкость при выборе рабочей жидкости, возможность использования современных приборов и систем для осуществления работы установки.

Для поиска слабых сторон был проанализирован ОСТ 92-1039-82.

 Одним из основных требований к помещению является условие, что температура во время изменений не должна изменяться более чем на ±3⁰С. Для обеспечения постоянства температур необходимо проводить большие работы по утеплению и созданию системы вентиляции с поддержанием температуры по всему объему помещения.

Были проработаны следующие пути решения данной проблемы установки. Рассмотрев принципиальную схему установки (Рисунок 1) было выявлено, что для контроля постоянства температуры всех узлов необходимо использовать 14 датчиков температуры, которые необходимо установить на мерную ёмкость, ёмкость изделия и вентили. Для удобства измерений необходимо использовать датчики с возможностью вывода показателей температуры в режиме реального времени с помощью передачи данных на компьютер или иную вычислительную технику.

Так же для предотвращения погрешности связанной с изменением температуры, необходимо систему контроля микроклимата помещения соединить с системой управления установкой и в случае если нарушаются требования, предъявляемые к помещению, установка должна выключаться автоматически и предотвращать последующий запуск до момента установления необходимых условий.

Рисунок 1. Принципиальная схема

1- ёмкость мерная; 2- ёмкость изделия; 3- вакуумметр; 4-электроклапан предохранительный; 5 – насос вакуумный; 6- манометр; ВН1-ВН7-вентили

В ходе рассмотрения данных принципиальных особенностей работы установок было предположено, что методы измерения газом и жидкостью не могут в полной мере удовлетворить требования для современного автоматизированного производства 21 века. Для этого был проанализирован способ измерений с помощью лазерных дальномеров, их производство на данном этапе позволяет обеспечить необходимую точность измерений, удовлетворяющую требованиям современных нормативных документов, так же использование метода измерений лазером дает возможность сократить затраты на производства и уменьшить требования к помещениям в которых проводятся сами измерения. Однако этот способ накладывает свои ограничения на подбор устройств и схем измерения, хотя при использовании формируется полномасштабная схема предмета измерения с которой можно в дальнейшем сличить проектировочные размеры с действительными. Так же для правильной работы данной схемы измерений для увеличения постоянства оси измерений в движении должен находиться измерительный прибор, следовательно, пути его движения должны быть стационарны и изготовлены прецизионной точностью. Исходя из этого метод должен быть так же доработан до современных требований иначе в ходе измерений могут появляться погрешности связанные с неточностью изготовления площадки для измерений. Однако стоимость затрат на изготовление установок с оптическими методами измерений значительно меньше действующих методов. Стоит отметить, что данную установку можно будет использовать как по прямому назначению, так и для измерения других объектов, не имеющих отношения к ракетостроению, что добавляет значимости данному методу измерений. В исследовании были проанализированы три основных метода и все они обусловлены большим объемом помещений для измерения ёмкостей, однако помимо больших размеров объекта измерений мы имеем большой объем расширительных ёмкостей для хранения контрольной жидкости, большую номенклатуру запорной арматуры, систем трубопроводов, а также специальные насосы для создания давления в системе.

Выводом к данному исследованию будет то, что старые способы измерений хоть и дают полноту размеров и имеют высокий опыт измерений, однако они являются устаревшими и не могут обеспечивать современный подход, следовательно, есть необходимость доработки действующих или использовании новых передовых методов измерений, позволяющих при относительно малых затратах на производство обеспечить полноту измерений и необходимую точность.

Список литературы:

1. ОСТ 92-1039-82. Изделия отрасли. Типовые технологические процессы измерения объемов емкостей газами.
2. Осипович Д. А., Ярушин С. Г. Выбор метода оцифровки для контроля геометрии крупногабаритных сложнопрофильных деталей и узлов авиационных двигателей // Молодой ученый. - 2014. - №1. - С. 103-110. 
3. ГОСТ 15528-86 Средства измерений расхода, объема или массы протекающей жидкости и газа.
4. ГОСТ 8.570-2000. Государственная система обеспечения единства измерений (ГСИ). Резервуары стальные вертикальные цилиндрические. Методика поверки.