ВОДОРОДНАЯ
ЭКОНОМИКА
HYDROGEN ECONOMY
ВОДОРОДНАЯ ЭКОНОМИКА
HYDROGEN ECONOMY
БЕЗОПАСНОСТЬ ВОДОРОДНОЙ ЭНЕРГЕТИКИ
SAFETY OF HYDROGEN ENERGY
Статья поступила в редакцию 31.08.15. Ред. per. № 2308 The article has entered in publishing office 31.08.15. Ed. reg. No. 2308
УДК 629.7.036.54
ИССЛЕДОВАНИЕ СИСТЕМ ОБЕСПЕЧЕНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ ИСПЫТАНИЙ КИСЛОРОДНО-ВОДОРОДНЫХ ДВИГАТЕЛЬНЫХ
УСТАНОВОК НА СТЕНДЕ
В.В. Родченко1, А.Г. Галеее2, Б.Б. Попов2, A.B. Галеее1
'ФГБОУ ВПО «Московский авиационный институт» (национальный исследовательский университет) РФ 125993, Москва, ГСП-3, А-80, Волоколамское ш., д. 4 тел.: (8-499) 158-91-36; e-mail: galant1992@mail.ru 2ФКП «Научно-испытательный центр ракетно-космической промышленности» РФ 141320, г. Пересвет, Московская область, ул. Бабушкина, д. 9 e-mail: a.galeev@nic-rkp.ru
doi: 10.15518/isjaee. 2015.20.005
Заключение совета рецензентов: 04.09.15 Заключение совета экспертов: 11.09.15 Принято кпубликации: 18.09.15
Принятая технология позволяет проводить испытания двигательных установок (ДУ) на стенде с заправкой в топливный бак до 2 700 кг водорода с выполнением специальных мер безопасности и использованием систем аварийной защиты (САЗ), охватывающих до 60 % нештатных ситуаций.
В статье рассмотрены дополнительные меры безопасности, обеспечивающие испытания ДУ верхних ступеней ракет-носителей (РН) с увеличенными дозами заправки (до 7 000 кг), которые основаны на сохранении иерархического принципа построения программ испытаний. Ключевым фактором в повышении эффективности систем пожаро- и взрывопредупреждения (СПВП), САЗ и коэффициента охвата аварийных (нештатных) ситуаций (до 0,8-0,9) являются исследования систем более раннего обнаружения утечек водорода и применения ингибиторов с флегматизатором-азотом для предотвращения взрыва смесей водорода с воздухом (или кислородом).
Представлены результаты исследований систем раннего обнаружения утечек водорода и внедрения в эксплуатацию установок для сравнительных испытаний на быстродействие, ресурс и селективность датчиков контроля опасных концентраций водорода.
Ключевые слова: двигательная установка, ракета-носитель, безопасность, система аварийной защиты, нештатная ситуация, утечка водорода, ингибитор.
STUDY OF SECURITY SYSTEMS OF OXYGEN-HYDROGEN PROPULSION PLANT TEST ON THE STAND
V. V. Rodchenko1, A.G. Galeev2, B.B. Popov2, A. V. Galeev1
'Moscow Aviation Institute (National Research University) 4 Volokolamskoe drive, GSP-3, A-80, Moscow, 125993 Russian Federation ph.: (8-499) 158-91-36; e-mail: galant1992@mail.ru ^Research and Testing Center of Rocket and Space Industry 9 Babushkin str., Peresvet, Moscow region, 141320 Russian Federation e-mail: a.galeev@nic-rkp.ru
doi: 10.15518/isjaee.2015.20.005 Referred 4 September 2015 Received in revised form 11 September 2015 Accepted 18 September 2015
Adopted technology allows engineers to test of propulsion plant (PP) on the stand with filling the fuel tank up to 2700 kg of hydrogen with implementation of special security measures and the use of systems emergency safety (SES), covering up to 60% of emergency situations.
The paper considers the additional security measures ensuring the test for the rocket propulsion plant upper stages with increased doses of refueling (up to 7000 kg), based on the principle of preserving the hierarchical construction of test programs. A key factor to improve the efficiency of systems alert fire and explosion, SES and coefficient enrollment of emergency situations (0.8-0.9) is the research on systems of the earlier hydrogen leak detection and the use of inhibitors with nitrogen-deterrent to prevent an explosion of hydrogen and air (or oxygen) mixtures.
The paper demonstrates the research results of the earlier hydrogen leak detection systems and implementation of plants for comparative testing for sensors for hydrogen dangerous concentration monitoring.
Keywords: propulsion plant, rocket, security, emergency safety systems, emergency situation, a leak of hydrogen, inhibitors.
m»)i
Родченко Владимир
Викторович Vladimir V. Rodchenko
Сведения об авторе: д-р техн. наук, профессор, почетный работник высшей школы, действительный член Российской академии космонавтики им. К.Э. Циолковского, заместитель заведующего кафедрой «Управление эксплуатацией РКС» Московского авиационного института (национального исследовательского университета); научно-педагогический стаж более 40 лет.
Был руководителем и участвовал в выполнении ряда хоздоговорных работ по заказам промышленности, в том числе по программам: «Энергия-Буран», «Магистраль», «Синева» и др.
Образование: Московский авиационный институт.
Область научных интересов: теория и практика создания реактивных устройств, способных двигаться в грунтах с высокими скоростями; отработка сложных технических систем.
Публикации: более 180, в том числе 7 монографий, 9 учебных пособий, 4 авторских свидетельства и патента на изобретения.
Information about the author: DSc (engineering), professor, Honorary Worker of Higher School, member of the K.E. Tsiol-kovsky Russian Academy of Cosmonautics, the deputy head of the "Management of operation of RSS" department of Moscow Aviation Institute (National Research University); scientific and pedagogical experience more than 40 years. He was a leader and participated in the implementation of a number of contractual works on the orders of the industry, including the following programs: "Energia-Buran", "Magistral", "Sineva", etc.
Education: Moscow Aviation Institute.
Researche area: theory and practice of jet devices that can move in the ground at high speeds; testing for complex technical systems.
Publications: more than 180, including 7 monographs, 9 textbooks, 4 patents for inventions.
M, - С -'M1
с о
Галеев Айвенго Гадыевич Aivengo G. Galeev
Сведения об авторе: д-р техн. наук, профессор, лауреат премии Совета Министров СССР в области науки и техники, действительный член Российской академии космонавтики им. К.Э. Циолковского, главный научный сотрудник ФКП «НИЦ РКП», профессор кафедры «Управление эксплуатацией ракетно-космических систем» Московского авиационного института (национального исследовательского университета); научно-педагогический стаж 40 лет.
Участвовал в отработке ряда систем по ракетно-космическим программам «Космос-1», «Космос-3», «Н1Л3», «Энергия-Буран», «ОБЬУ», «Ангара» и др.
Образование: Казанский авиационный институт.
Область научных интересов: теория и практика наземных испытаний ракетных двигателей и двигательных установок, гидро- и газодинамика процессов в энергоустановках, исследования в области водородной технологии.
Публикации: более 180, в том числе 6 монографий, 6 учебных пособий, 44 авторских свидетельства и патента на изобретения.
Information about the author: DSc (engineering), professor, Laureate of Council of Ministers (USSR) in the field of science and technology, member of the K.E. Tsiolkovsky Russian Academy of Cosmonautics, chief researcher of the PCF "SIC RSI", professor of "Management of operation of rocket and space systems" of Moscow Aviation Institute (National Research University); scientific and pedagogical experience of 40 years. He participated in working out a number of systems for missile and space programs "Space-1", "Space-3", "N1L3", "Energia-Buran", "GSLV", "Angara" and others.
Education: Kazan Aviation Institute.
Research area: theory and practice ground tests for rocket engines and moving-enforcement units, hydro and gas dynamics processes in power plants, research in the field of water-native technology.
Publications: more than 180, including 6 monographs, 6 textbooks, 44 patents for inventions.
-O
N
1
т г
т$
Wц
Попов Борис
Борисович Boris B. Popov
Сведения об авторе: канд. техн. наук, начальник сектора ФКП «НИЦ РКП», участвовал в отработке ряда систем по ракетно-космическим программам «Н1Л3», «Энергия-Буран», «ОБЬУ», «Ангара» и др.
Образование: Московский авиационный институт.
Область научных интересов: теория и практика наземных испытаний агрегатов РКС, технология контроля герметичности криогенных агрегатов.
Публикации: более 50, в том числе более 25 авторских свидетельств и патентов.
Information about the author: PhD (engineering), Head of department of the PCF "SIC RSI", participated in working out a number of systems for missile and space programs "N1L3", "Energia-Buran", "GSLV", "Angara" and others.
Education: Moscow Aviation Institute.
Research area: ensuring the reliability of the rocket and space technology, technology of leakproofness control of cryogenic aggregates.
Publications: more than 50, including-more than 25 patents.
It h
Галеев Антон
Валерьевич Anton V. Galeev
Сведения об авторе: аспирант кафедры «Управление эксплуатацией РКС» Московского авиационного института (национального исследовательского университета).
Образование: Московский авиационный институт.
Область научных интересов: теория и практика наземных испытаний ракетных двигателей и двигательных установок.
Публикации: 4.
Information about the author: postgraduate of Management of RSS operation department Moscow Aviation Institute (National Research University).
Education: Moscow Aviation Institute.
Research area: theory and practice ground tests for rocket engines and propulsion systems.
Publications: 4.
M, луV.
- С -
'ДО
с О
Введение
Проведение испытаний ДУ на стенде требует соблюдения определенных экологических правил, которые определяются:
- расположением испытательного комплекса относительно промышленных и жилых массивов, розой ветров для данной местности;
- технологией, характером и интенсивностью экспериментальных работ и применяемым испытательным оборудованием и системами;
- компонентами ракетного топлива (КРТ), схемой двигателя и совершенством процессов в них.
Большинство проводимых экспериментальных работ, в частности огневые испытания двигателей и ДУ, приравниваются к взрывным работам, поэтому к
испытательным объектам и технологии испытаний предъявляются требования Федерального зак
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.