alternativeАльтернативная энергетика и экология (ISJAEE)Alternative Energy and Ecology (ISJAEE)1608-8298Международный издательский дом научной периодики "Спейс10.15518/isjaee.2015.20.005alternative-182Research ArticleВОДОРОДНАЯ ЭКОНОМИКАHYDROGEN ECONOMYИССЛЕДОВАНИЕ СИСТЕМ ОБЕСПЕЧЕНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ ИСПЫТАНИЙ КИСЛОРОДНО-ВОДОРОДНЫХ ДВИГАТЕЛЬНЫХ УСТАНОВОК НА СТЕНДЕSTUDY OF SECURITY SYSTEMS OF OXYGEN-HYDROGEN PROPULSION PLANT TEST ON THE STANDРодченкоВ. В.RodchenkoV. V.

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)

galant1992@mail.ruГалеевА. Г.GaleevA. G.

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)

a.galeev@nic-rkp.ruПоповБ. Б.PopovB. B.

канд. техн. наук, начальник сектора ФКП «НИЦ РКП», участвовал в отработке ряда систем по ракетно-космическим программам «Н1Л3», «Энергия-Буран», «GSLV», «Ангара» и др.

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.

 

a.galeev@nic-rkp.ruГалеевА. ВGaleevA. V.

аспирант кафедры «Управление эксплуатацией РКС» Московского авиационного института (национального исследовательского университета)

postgraduate of Management of RSS operation department Moscow Aviation Institute (National Research University

galant1992@mail.ruФГБОУ ВПО «Московский авиационный институт» (национальный исследовательский университет)РоссияMoscow Aviation Institute (National Research UniversityRussian FederationФКП «Научно-испытательный центр ракетно-космической промышленности»РоссияResearch and Testing Center of Rocket and Space IndustryRussian FederationФГБОУ ВПО «Московский авиационный институт» (национальный исследовательский университет)РоссияMoscow Aviation Institute (National Research University)Russian Federation2015191120150204252Copyright © Международный издательский дом научной периодики "Спейс, 20152015Международный издательский дом научной периодики "СпейсМеждународный издательский дом научной периодики "Спейсhttps://www.isjaee.com/jour/about/submissions#copyrightNoticehttps://www.isjaee.com/jour/article/view/182

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.

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.

двигательная установкаракета-носительбезопасностьсистема аварийной защитынештатная ситуацияутечка водородаингибиторpropulsion plantrocketsecurityemergency safety systemsemergency situationa leak of hydrogeninhibitorsReferencesГалеев А.Г. Об опыте отработки ракетных двигателей и энергетических установок на водородном топливе и проблемы обеспечения их безопасности // Международный научный журнал «Альтернативная энергетика и экология» (ISJAEE). 2007. № 7. С. 8–14.Galeev A.G. Ob opyte otrabotki raketnyh dvigatelej i ènergetičeskih ustanovok na vodorodnom toplive i problemy obespečeniâ ih bezopasnosti. International Scientific Journal «Alʹternativnaâ ènergetika i èkologiâ» (ISJAEE), 2007, no. 7, pp. 8–14 (in Russ.).Галеев А.Г., Денисов К.П., Ищенко В.И., Лисейкин В.А., Сайдов Г.Г., Черкашин А.Ю. Испытательные комплексы и экспериментальная отработка жидкостных ракетных двигателей. М.: Машиностроение / Машиностроение-Полет, 2012.Galeev A.G., Denisov K.P., Ischenko V.I., Liseikin V.A., Saidov G.G., Cherkashin A.Yu. Ispytatelʹnye kompleksy i èksperimentalʹnaâ otrabotka židkostnyh raketnyh dvigatelej. Moscow: Mašinostroenie / Mašinos-troenie-Polet Publ., 2012 (in Russ.).Азатян В.В., Мержанов А.Г. Разветвлено-цепная природа горения водорода при атмосферном давлении // Хим. Физика. 2008. Т. 27, № 11. С. 93– 96.Azatyan V.V., Merzhanov A.G. Razvetvleno-cepnaâ priroda goreniâ vodoroda pri atmosfernom davlenii. Him. Fizika, 2008, vol. 27, no. 11, pp. 93–96 (in Russ.).Азатян В.В., Галеев А.Г. Эффективные методы химического управления воспламенением и детона-цией газовых смесей водорода с воздухом и кислородом // Сборник тезисов докладов Российской научно-технической конференции «Ракетно-космическая тех-ника и технология 2011». г. Самара, СГАУ. 2011. С. 124–127.Azatyan V.V., Galeev A.G. Èffektivnye metody himičeskogo upravleniâ vosplameneniem i detonaciej gazovyh smesej vodoroda s vozduhom i kislorodom. Sbornik tezisov dokladov Rossijskoj naučno-tehničeskoj konferencii “Raketno-kosmičeskaâ tehnika i tehnologiâ 2011”. Samara, SGAU, 2011, pp. 124–127 (in Russ.).Попов Б.Б. Контроль концентраций водорода на стендах ракетно-космических систем // Полет. 2009. Специальный выпуск. С. 18–24.Popov B.B. Kontrolʹ koncentracij vodoroda na stendah raketno-kosmičeskih sistem. Polet, 2009, special issue, pp. 18–24 (in Russ.).Патент 89708 РФ МКИ J01N27/02. Установка для сравнительных испытаний газоаналитических датчиков с имитацией натурных условий / Галеев А.Г., Попов Б.Б. // Изобретения. 2009. № 3.Galeev A.G., Popov B.B. Patent 89708 RF MKI J01N27/02. Ustanovka dlâ sravnitelʹnyh ispytanij gazo-analitičeskih datčikov s imitaciej naturnyh uslovij. Izo-breteniâ, 2009, no. 3 (in Russ.).Патент 2542604. РФ МКИ J01N27/02. Способ испытаний на быстродействие газоаналитических датчиков с временем отклика менее 4 секунд / Береж-ной В.Н., Городецкий А.П., Попов Б.Б., Ермолин А.Н. // Открытия. Изобретения. 2015. № 5.Berezhnoy V.N., Gorodecky A.P., Popov B.B., Er-molin A.N. Patent 2542604. RF MKI J01N27/02. Sposob ispytanij na bystrodejstvie gazoanalitičeskih datčikov s vremenem otklika menee 4 sekund. Otkrytiâ. Izobreteniâ, 2015, no. 5 (in Russ.).Сравнительные испытания газоаналитических датчиков СКОН водорода. Технический отчет. ФКП «НИЦ РКП», инв. № ТО.106.ЛАИ.164.13, 2013.Sravnitelʹnye ispytaniâ gazoanalitičeskih datčikov SKON vodoroda. Tehničeskij otčet. FKP «NIC RKP», inv. No. TO.106.LAI.164.13, 2013 (in Russ.).Емелин Е.В., Николаев И.Н. Чувствительность МДП-сенсоров к концентрациям различных газов в воздухе // Датчики и системы. 2005. № 10. C. 37.Emelin E.V., Nikolaev I.N. Čuvstvitelʹnostʹ MDP-sensorov k koncentraciâm različnyh gazov v vozduhe. Datčiki i sistemy, 2005, no. 10, pp. 37 (in Russ.).Задворнов С.А., Соколовский А.А. О пожаро-взрывобезопасности волоконно-оптических гибридных измерительных систем // Датчики и системы. 2007. № 3. С. 11–13.Zadvornov S.A., Sokolovsky A.A. O požarov-zryvobezopasnosti volokonno-optičeskih gibridnyh iz-meritelʹnyh sistem. Datčiki i sistemy, 2007, no. 3, pp. 11–13 (in Russ.).Сайдов Г.Г., Поляхов А.Д., Катенин А.В. По-вышение качества наземной отработки изделий ракетно-космической техники // Конференция «Вопросы образования и науки: теоретический и методический аспекты». Тамбов, 2014.Saidov G.G., Polyahov A.D., Katenin A.V. Pov-yšenie kačestva nazemnoj otrabotki izdelij raketno-kosmičeskoj tehniki. Conference of “Voprosy obrazovaniâ i nauki: teoretičeskij i metodičeskij aspekty”, Tambov, 2014 (in Russ.).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.