Способ определения основных параметров ракетных двигателей малой тяги и устройство для его осуществления

(7 усев В ийКорол авиационный стит ваМ 343844,3-74,Комитет Российской Федераци по патентам и товарным знака ОПИСАНИЕ ИЗО к авторскому свидетельст 1965,(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ РАКЕТНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ МАЛОЙ ТЯГИ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ(57) Изобретение касается измерений основных параметров, характеризующих работу ракетного двигателя малой тяги. Целью изобретения является повышение точности измерения разности потенциалов между камерой сгорания и продуктами сгорания путем уменьшения зависимости измеряемой разности потенциалов от электрического(19) Я(3 (1 ц 1828257 (1 з) А 1 потенциала космического летательного аппарата или испытательного стенда. Истекающие из сопла 9 продукты сгорания 10 на выходе из сопла расширяются в вакууме, вследствие чего приобретают радиальную составляющую скорости и пронизывают Об сетчатые электроды 1 - 4. В продуктах сгорания за счет химической ионизации имеются отрицательно и положительно заряженные ионы. Так как внутренние электроды М 1 и 3 соединены с источником постоянного тока, то между ними существует электрическое поле, благодаря которому отрицательно заряженные ионы, контактирующие с электродом 3, отдают ему свой отрицательный заряд. После электрода 3 в продуктах наблюдается избыток положительных зарядов, Аналогичный процесс наблюдается и на электроде 1, после которого в продуктах сгорания создается избыток отрицательных3 1828257 4зарядов, Вследствие описанного выше разде- разность потенциалов регистрируется с поления электрических зарядов к электродам мощью измерительной цепи б, 7, 8, 2 с. п. . 2 и 4 подходят о-разному заряженные части ф-лы, 2 ил,продуктсз сгорания, между когорыми такимобразом создается разность потенциалов, ЭтаИзобретение касается измерений основных параметров, характеризующих работу ракетного двигателя малой тяги, Преимущественная область использования - техническая диагностика (определение основных параметров) ракетных двигателей малой тяги и экспериментальное исследование их внутрикамерных рабочих процессов,Целью изобретения является повышение точности измерения разности потенциалов между камерой сгорания и продуктами сгорания путем уменьшения зависимости измеряемой разности потенциалов от электрического потенциала космического летательного аппарата или испытательного стенда.Предлагаемый способ и устройство дляопределения основных параметров ракетных двигателей малой тяги базируются на физических свойствах продуктов сгорания, характере взаимодействия продуктов сгорания с конструкцией двигателя и на осо бенностях измерения разностипотенциалов между заряженными телами.Продукты сгорания такого ракетноготоплива как несимметричный диметилгидраэин (НДМГ, (СНз)2 Й 2 Н 2) и азотный тетраксид (й 204) содержат электрические заряды - положительные и отрицательные ионы, которые образуются в результате химического взаимодействия горючего и окислителя.Концентрация электрических зарядов в продуктах сгорания определяется величиной расхода топлива, соотношением масс горючего и окислителя, режимом работы двигателя, особенностями смешения горючего и окислителя в камере сгорания конкретного двигателя.Особенностью взаимодействия продуктов сгорания со стенкой камеры сгорания является то, что положительно заряженные ионы, находящиеся вблизи стенки камеры сгорания, отдают свой заряд стенке, электрически соединенной с землей, которая имеет избыточный отрицательный заряд. В результате такого взаимодействия в пристеночном слое продуктов сгорания появляются избыточные отрицательные заряды. И, если теперь в пристенную область продуктов сгорания поместить специальные электроды, электрически изолированные от стенки камеры сгорания, и измерить разность потенциалов Лр между этими электродами и стенкой камеры сгорания, то по величине Лр можно судить об основных параметрах ракетного двигателя, Серьезным недостатком такого способа определения разности потенциалов Л р является то,10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 что при измерениях необходимо очень качественное заземление стенда, а при измерениях в условиях космического летательного аппарата его злектоический потенциал вообще че является постоянной величиной, учитывать же изменение электрического потенциалоа космического летательного аппарата достаточно сложно,На фиг,1 изображен вид спереди на устройство, с помощью которого реализуется предлагаемый способ; на фиг,2 - то же, вид сверху.Предлагаемое устройство состоит иэ четырех электродов 1 - 4, представляющих собой части полого цилиндра из сетки, выполненной из стали Х 18 Н 10 Т. При этом пара внутренних электродов 1 и 3 соединена с источником постоянного тока 5, а пара внешних электродов 2 и 4 электрически соединена с измерительной цепью, включающей в себя усилитель электрического сигнала 6, выпрямитель 7 и регистрирующий прибор 8. На фиг.1 в нижней части приведен вид сопла и электродов снизу, Внутренние электроды 1 и 3 расположены на расстоянии 2 - 3 мм от нижней кромки среза сопла. Зазор между электродами 1 и 2, а также между 3 и 4 составлял 2,5 - 3,0 мм,В процессе работы ракетного двигателя предлагаемый способ на описанном выше устройстве реализуется следующим образом,Истекающие иэ сопла 9 продукты сгорания 10 на выходе из сопла расширяются в вакууме, вследствие чего приобретают радиальную составляющую скорости и пронизывают сетчатые электроды 1-4. В продуктах сгорания эа счет химической иониэации имеют я отрицательно и положительно заряженные ионы, Так как внутренние электроды 1 и 3 соединены с источником постоянного тока, то между ними существует электрическое поле, благодаря которому отрицательно заряженные ионы, контактирующие с электродом 3, отдают ему свой отрицательный заряд, Таким образом, после электрода 3 в продуктах сгорания наблюдается избыток положительных зарядов. Аналогичный процесс наблюдается и на электроде 1, после которого в продуктах сгорания создается избыток отрицательных зарядов. Вследствие описанного выше разделения электрических зарядов к электродам 2 и 4 подходят по-разному заряженные части продуктов сгорания, между которыми таким образом создается разность потенциалов Ьр, Эта разность потенциалов Лр регистрируется с помощью измерительной цепи 6, 7, 8,1828257 Составитель Н. Баби Техред М.Моргентал Корректор А, Козор ор С, Кулаков Заказ 1663 Подписно Тираж НПО "Поиск" Роспатента113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4 дательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 101 зводствен Формула изобретенияСПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ РАКЕТНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ МАЛОЙ ТЯГИ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ1. Способ определения основных параметров ракетных двигателей малой тяги, основанный на электрических свойствах продуктов сгорания и заключающийся в том, что измеряют разность потенциалов между камерой сгорания и продуктами сгорания, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения разности потенциалов между камерой сгорания точности измерения разности потенциалов между камерой сгорания и продуктами сгорания путем уменьшения зависимости измеряемой разности потенциалов от электрического потенциала космического летательного аппарата или испытательного стенда, из одной части продуктов сгорания удаляют положительные заряды, а из другой части продуктовсгорания удаляют отрицательные зарядыи измеряют разность потенциалов между этими двумя по-разному заряженными частями продуктов сгорания,2. Устройство для определения основных параметров ракетных двигателеймалой тяги, содержащее последователь 10 но соединенные усилитель, выпрямительэлектрического сигнала и регистрирующий прибор, отличающееся тем, что, сцелью повышения точности измеренияразности потенциалов между камерой15 сгорания и продуктами сгорания путемуменьшения зависимости измеряемойразности потенциалов от электрическогопотенциала космического летательногоаппарата или испытательного стенда,20 электроды выполнены в виде двух парпараллельно друг другу и оси двигателячастей полого цилиндра из сетки, приэтом два внутренних электрода соединены с источником постоянного тока, а25 два внешних электрода соединены свходами усилителя.