Емкостные преобразователи уровня топлива в системах управления заправкой ракет-носителей тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.13.05, кандидат наук Захаров Роман Сергеевич

• Захаров Роман Сергеевич
• кандидат наук
• 2019

Оглавление диссертации кандидат наук Захаров Роман Сергеевич

Введение

1 Анализ объекта исследования, методов и технических средств

контроля уровня топлива в баках ракет-носителей

1.1 Виды топлив, используемых в ракетах-носителях и основные параметры их количественного контроля

1.2 Топливные бака РН и их основные характеристики

1.3 Классификация и обзор методов и устройств учёта количества

топлива в баках ракет-носителей

1.4 Требования к устройствам контроля уровня топлива в баках ракет-носителей и типовые примеры их реализации

1.5 Проблемы унификации систем контроля заправки современных ракет-носителей и основные направления их развития

1.6 Выводы по главе

2 Теоретические основы ёмкостных методов измерения

уровня топлив в баках ракет-носителей

2.1 Обобщённая физико-математическая модель ёмкостного датчика

уровня топлива баков РН с учётом полей рассеивания

2.2 Анализ электрического поля и расчёт функции преобразования

датчика конечно-разностными методами

2.3 Аналитические методы расчёта функции преобразования

ёмкостных датчиков уровня в системах заправки РН

2.4 Анализ функции преобразования и синтез формы электрода ёмкостного датчика уровня с самокалибровкой

2.5 Выводы по главе

3 Элементная база, схемотехника и алгоритмы обработки информации

устройств контроля уровня топлива в баках РН «Союз»

3.1 Датчики и структурные схемы систем контроля уровня топлива

в баках РН «Союз»

3.2 Методы, схемы и алгоритмы обработки сигналов при ёмкостных

измерениях уровня

3.3 Устройства беспроводной передачи данных датчиков уровня

в систему дистанционного управления заправкой

3.4 Выводы по главе

4 Метрологический анализ методов и устройств ёмкостного

контроля уровня топлива в баках РН «Союз»

4.1 Структура погрешностей и специфика контроля уровня

криогенных компонентов топлива в баках РН «Союз»

4.2 Основные погрешности

4.3 Дополнительные погрешности

4.4 Выводы по главе

5 Экспериментальные исследования и практическое использование устройств измерения уровня в РН «Союз»

5.1 Цель и задачи экспериментальных исследований.

Разработка программы испытаний

5.2 Результаты испытания действующего макетного образца

датчика уровня с самокалибровкой

5.3 Выводы по главе

Заключение

Список литературы

Приложение А

Приложение Б

Приложение В

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Емкостные преобразователи уровня топлива в системах управления заправкой ракет-носителей»

ВВЕДЕНИЕ

При подготовке ракеты-носителя (РН) к пуску проводится множество операций, одной из важнейших и самой опасной является её заправка, в силу токсичности и взрывоопасности компонентов топлива. В настоящее время в ракетно-космической отрасли России существует проблема, связанная с необходимостью унификации измерительного оборудования, используемого в системах контроля заправки баков ракет-носителей компонентами топлива. Системы заправки РН оборудуются датчиками уровня, устанавливаемыми в баках окислителя и горючего, а также блоками преобразования и передачи измерительной информации в наземную аппаратуру [1, 2]. Постепенная модернизация РН «Союз» привела к большой номенклатуре РН этого типа, и практически каждая модификация оснащена своим комплектом измерительного и управляющего заправочного оборудования стартового комплекса (СК), что обуславливает возможность использования конкретной модификации РН «Союз» только на совместимом с ней СК. В настоящее время пилотируемые запуски выполняются на РН «Союз-ФГ», которые осуществляются только с космодрома «Байконур». Ракета-носитель «Союз-2» этапов 1а, 1б запускается с космодромов «Байконур» и «Плесецк». РН легкого класса «Союз-2» этапа 1в может запускаться только с космодрома «Плесецк». Запуск разработанной по заказу европейского космического агентства, РН «Союз-СТ» может осуществляться только из Гвианского космического центра (ГКЦ). Для космодрома «Восточный» имеется отдельная модификация РН «Союз-2» этапов 1а, 1б, 1в.

Известна не высокая точность контроля уровня топлива в баках ракет-носителей, погрешность которой составляет ±0,5%. Так как РН должна безусловно выполнить задачу по выводу космического аппарата (КА) на орбиту, это приводит к необходимости «перезаправки» ракет-носителей, что повышает стартовую массу ракеты-носителя и увеличивает себестоимость пуска КА [3]. Решение обозначенной проблемы унификации и повышения точности контроля позволит обеспечить возможность запуска каждой модификации РН с любого космодрома, а также повысить общий технический уровень ракетно-космических комплексов.

Существующие устройства измерений уровня топлива в баках РН «Союз», в основном емкостные [4, 5], не удовлетворяют возрастающим требованиям по точности, быстродействию и универсальности, связанной с возможностью установки их на различные модификации РН и запуском их на разных стартовых комплексах. Использование не емкостных видов датчиков уровня заправки в космическом ракетостроении в настоящее время нецелесообразно, так как это потребует слишком глубокой модернизации всей ракетно-космической техники (РКТ) и технологического оборудования. Кроме того, другие многочисленные устройства измерения уровня [6], также не полностью удовлетворяют предъявляемым требованиям, по какому-либо из эксплуатационных параметров, таким как габариты, вес, надёжность, сложность установки и калибровки. Несмотря на наличие достаточно большого объема задач и характерной для РКТ специфики их решения, вопросы проектирования систем измерения уровня для ракет-носителей не находят достаточного отражения в научно-технической литературе. Это связано с традиционной «закрытостью» ракетно-космической тематики, стремлением избежать раскрытия деталей. В то же время, потребность в информации о применяемых в РКТ системах измерения уровня существует, ее обобщение и представление является актуальной задачей. Разработкой подобных систем занимается ограниченное число лабораторий, которые по своему направлению работ превратились в замкнутые «школы». Обмен информацией об уровнемерных системах между различными предприятиями является важным фактором научно-технического развития ракетно-космической техники.

Решение проблемы унификации оборудования систем измерения уровня заправки РН имеет два направления развития. Первое связано с разработкой универсального датчика уровня заправки (ДУЗ), обладающего свойствами, необходимыми для применения на всех видах РН, в том числе и на разрабатываемом в настоящее время РН «Союз 5». Второе заключается в разработке устройств адаптации наземного и бортового оборудования систем заправки различных РН и стартовых комплексов. Большой вклад в развитие теории, проектирования и освоения емкостных датчиков внесли отечественные приборостроительные фирмы - ПАО РКК «Энергия»

(г. Королев), ПГ «Метран» (г. Челябинск); АО «НИИФИ» (г. Пенза); ГК «Пром-прибор»; Всероссийский научно-производственный институт автоматики им. Н.Л. Духова; НПО «Измерительная техника» (г. Королев), ЗАО «Производственно-конструкторское бюро «Специальные электронные приборы» (г. Вязьма). Среди зарубежных следует отметить (Honeywell International, Inc, Ficher-Rоsemount, Inc, Denso Corporation (США); Yokogawa Electric Corporation, Motorola, Ins, Matsu-sihita Electronic Ind Co, Hitachi Ltd, Alpselectric Co Ltd (Япония). Современные методы параметрического контроля сред сформировались на базе исследовательских работ и изобретений известных ученых: К.Б. Карандеева, Е.П. Осадчего, Д.И. Агейкина, Е.А. Мокрова, Л.В. Ларионова, А.И. Новикова, Г.П. Нуберта, Б.М. Тареева, В.В. Клюева, А.И. Тихонова, Г. Виглеба, И. Форейта, Ю.Я. Иоселя, Ю.Н. Коптева, В.С. Мелентьева, Н.Е. Конюхова, Л.Ф. Куликовского, К.Л. Куликовского, В.И. Батишева, С.В. Балакина, Б.К. Долгова, В.М. Филина, А.Н. Дывака, Д.В. Стерлигова, В.А. Капитонова А.А. Безгодова, М.В. Изюмова, А.В. Лазарева, Р.А. Королева, О.А. Летучева, А.Я. Загвоздкина и многих других специалистов, внёсших значительный вклад в теорию и практику емкостных измерений уровня жидкостей, в том числе криогенных. Диссертация посвящена разработке новых емкостных устройств измерения уровня топлива в баках РН, обладающих универсальностью в применении на различных СК, и устройств их адаптации к наземному оборудованию систем заправки.

Целью работы является увеличение точности и расширение функциональных возможностей устройств контроля уровня топлива в баках РН, обладающих свойствами универсальности, связанными с возможностями их применения на разных видах ракет-носителей и стартовых комплексах.

Достижение поставленной цели потребовало решения следующих задач:

1. Анализ существующих методов и устройств контроля уровня топлива в баках РН, выявление основных направлений и концепций их развития, и разработка базовых технических решений.

2. Разработка физико-математической модели ёмкостного датчика контроля уровня топлива в баках РН с учётом поля рассеивания и паразитной ёмкости линий связи.

3. Определение и исследование функции преобразования устройства ёмкостного датчика с учетом специфики объекта.

4. Разработка структурных, функциональных и принципиальных схем устройств контроля уровня топлива в баках РН, конструкций и алгоритмов обработки сигналов и передачи данных в наземное оборудование.

5. Метрологический анализ и определение воздействия различных факторов на характеристики разработанных устройств.

6. Экспериментальные исследования, разработка методов повышения точности измерений.

Методы исследований

При решении поставленных задач использовались: методы интегрального и дифференциального исчислений; теории погрешностей и электрического поля. При моделировании и проведении численных расчетов на ЭВМ использовались пакеты MATHCAD и МА^АВ^МиЪШК.

Научная новизна

1. Разработана математическая модель ёмкостного датчика уровня топлива в баках РН, заключающаяся в аналитическом описании и расчёте электрического поля многоэлектродной неоднородной структуры, позволяющая определить функцию преобразования с учётом трёхмерных полей рассеивания.

2. Разработана методика расчёта ёмкости рассеивания различных конструктивных вариантов исполнения ёмкостного датчика, впервые учитывающая её зависимость от уровня топлива. Показано, что ёмкость рассеивания датчика нелинейно зависит от уровня топлива и конструкционных параметров и составляет 2 - 10% от его номинальной ёмкости

3. Разработана методика синтеза формы электродов ёмкостного датчика уровня с самокалибровкой по заданному закону изменения сигнала между репер-

ными точками. Разработан алгоритм работы датчика с использованием положения реперных точек в баке, позволяющий снизить погрешности устройства.

4. Получены аналитические выражения, определяющие метрологические характеристики датчика уровня топлива в баках РН и требования к его конструкционным параметрам. Аналитически определён суммарный температурный коэффициент датчика уровня, учитывающий температурные параметры комплектующих материалов и контролируемых топлив. Разработан алгоритм температурной компенсации показаний датчика.

Практическую ценность работы определяют:

1. Действующий макетный образец датчика уровня с самокалибровкой.

2. Алгоритмы и программы реализации измерительных процедур, обработки сигналов датчиков и формирования управляющих воздействий главного контроллера системы. Принципиальные схемы, иллюстрирующие возможности реализации разработанных технических решений.

3. Программы и методики испытаний, алгоритмы и программы обработки результатов экспериментальных исследований.

Реализация результатов работы

По результатам работы изготовлен макетный образец устройства контроля уровня топлив, используемый в ООО «Аналитические приборы и системы» для подготовки опытно-конструкторской разработки. Материалы диссертации используются в АО «РКЦ «Прогресс», а также в учебном процессе Самарского университета в курсовом и дипломном проектировании.

Основные положения, выносимые на защиту

1. Математическая модель ёмкостного датчика уровня топлива в баках РН, заключающаяся в аналитическом описании и расчёте электрического поля многоэлектродной резервированной структуры с учётом полей рассеивания.

2. Методика расчёта ёмкости рассеивания различных конструктивных вариантов исполнения ёмкостного датчика уровня.

3. Методика синтеза формы электродов ёмкостного датчика уровня с самокалибровкой по заданному закону изменения сигнала и положению реперных точек в топливном баке.

4. Аналитические выражения, определяющие метрологические характеристики устройства контроля уровня топлив в баках РН, связывающие между собой конструкционные параметры и погрешности комплектующего оборудования. Формулу, определяющую суммарный температурный коэффициент датчика уровня и связывающий температурные коэффициенты комплектующих материалов и контролируемых топлив. Алгоритм температурной коррекции показаний датчика.

5. Результаты экспериментальных исследований и практической реализации разработанных устройств.

Достоверность результатов работы определяется экспериментальными исследованиями, подтверждающими основные теоретические положения работы, которые не противоречат известным положениям в данном направлении конструкторских разработок.

Апробация работы. Результаты работы доложены на конференциях: Международная научно-техническая конференция «Проблемы получения, обработки и передачи измерительной информации», Уфа 2019 г.; Всероссийская научно-техническая конференция «Актуальные проблемы радиоэлектроники и телекоммуникаций», г. Самара 2017, 2018, 2019 гг.; Международная научно-практическая конференция «Наука и научный потенциал - основа устойчивого инновационного развития общества», г. Новосибирск, 2019 г.

Публикации. По результатам исследований и разработок опубликовано 10 работ, в том числе 3 статьи в рецензируемых журналах (рекомендованных ВАК РФ), получено 2 патента на полезную модель, подана 1 заявка на изобретение.

Связь с государственными программами. Работа выполнена при финансовой поддержке Минобрнауки РФ в рамках выполнения государственного задания № 8.2297.2017/4.6.

Личный вклад автора. Все результаты, определяющие научную новизну работы, получены автором лично. Техническая реализация и экспериментальные

исследования проведены совместно с сотрудниками НИЛ-54 Самарского университета и АО «РКЦ «Прогресс».

Структура и объем работы. Работа состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы и приложений. Основное содержание изложено на 163 страницах текста, включает 62 рисунка и 10 таблиц. Список литературы состоит из 102 наименований.

Работа является результатом исследований, проведенных автором на кафедре электротехники Самарского университета, а также на космодромах «Восточный», «Байконур» и Гвианском космическом центре в процессе подготовки и пуска ракет-носителей. В работе принимал участие творческий коллектив научно-исследовательской лаборатории «Аналитические приборы и системы» Самарского университета. Выражаю благодарность за участие в выполнении исследований своим коллегам и соавторам. Особую благодарность выражаю научному руководителю, д.т.н., профессору Скворцову Б.В. за советы и пожелания, сделанные им при написании работы, а также своим коллегам и сотрудникам АО «РКЦ «Прогресс», ЗАО «ПКБ «СЭП» за помощь в проведении экспериментов и практической реализации разработанных устройств.

1 АНАЛИЗ ОБЪЕКТА ИССЛЕДОВАНИЯ, МЕТОДОВ И ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ КОНТРОЛЯ УРОВНЯ ТОПЛИВА В БАКАХ РН

1.1 Виды топлив, используемых в ракетах-носителях и основные параметры их количественного контроля

В источнике [7] подробно рассмотрена классификация и характеристики жидких ракетных топлив (ЖРТ), представляющих собой источник энергии РН или космического аппарата. ЖРТ по агрегатному состоянию делятся на низкоки-пящие и высококипящие, между которыми проходит граница при температуре 21 °С. ЖРТ можно разделить по составу компонентов на топлива раздельной подачи, в состав которых входят окислительный и горючий компонент, и унитарные однокомпонентные топлива, в которых оба элемента находятся в одном веществе или в смеси веществ. ЖРТ так же делятся по способу воспламенения на самовоспламеняющиеся, и топлива принудительного воспламенения. Горючие и окислители классифицируются по химической принадлежности к разным классам веществ. На основе этой классификации рассмотрим горючие и окислительные компоненты ЖРТ. Проведем анализ параметров, оказывающих воздействие на качество их количественного контроля в баках.

При подготовке к пуску РН заправка является важнейшей процедурой и происходит с высокими скоростями подачи компонентов топлива. В систему заправки РН входят измерительная и перекачивающая аппаратура, резервуары различного назначения, трубопроводы. На рисунке 1.1 представлена типовая схема системы заправки РН.

Рисунок 1.1 - Схема заправки РН: 1 - резервуар; 2 - насос; 3 - фильтр; 4 - шланг; 5 - соединитель

При эксплуатации систем заправки РН особое внимание обращают на пожаро- и взрывобезопасность. В качестве окислителей в жидкостных ракетных двигателях (ЖРД) используются кислород 02, перекись водорода Н202, азотная кислота НЫ03, четырехокись азота ^04 и их смеси. Свойства указанных окислителей приведены в таблице 1.1 [7].

Таблица 1.1 - Физико-химические свойства окислителей

Окислитель Т °7/ 1 кип,г ^ р, г/см П, МПас а, мН/м рп,, кПа ПДК, мг/м3 Кл. оп.

Азотная кислота (НЫ03) 359 1,50 0,79 41,0 8,4 2 3

Азотный тетраоксид (К204) 294 1,44 0,39 26,0 124 5 3

Перекись водорода 98% (Н2О2) 424 1,43 1,20 75,5 0,27 1 4

Жидкий кислород (О2ж) 90 1.14 0.189(90 К) 13,0 100 - -

В таблице: р - плотность, Ткип -температура кипения, п - вязкость, а - динамическая вязкость, рп- давление паров, ПДК - предельно-допустимая концентрация в атмосфере, Кл. оп. - класс опасности.

Основными используемыми в ЖРД горючими являются водород Н2, керосин С721Н1329, гидразин ^Н4, несимметричный диметилгидразин (НДМГ) (СН3)^-КН2, монометилгидразин Н^-ЩСН3), аэрозин-50 (50% N^+50% НДМГ), тонка, этиловый спирт С2Н5ОН. Свойства указанных горючих приведены в таблице 1.2.

Таблица 1.2 - Физико-химические свойства горючих

Горючее т 1 кип,г ^ р, г/см П, МПа с а, мН/м Рп,, кПа ПДК, мг/м3 Кл.оп.

Спирт этиловый (С2Н5ОН) 351 0,785 1,10 - 7,7 1000 4

Монометилгидразин 360 0,87 0,78 35 6,62 0,1 1

Тонка 362 0,85 0,89 - 10,7 3 3

Жидкий водород (Н2Ж) 20,4 0,71 0,13610-3 2.30 92 - -

НДМГ ((СН3)2К-№) 33,5 0,79 0,51 25 21 0,1 1

Гидразин (К2Н4) 386,5 1,01 0,91 73 1,86 0,1 1

Керосин (С7.21Н13.29) 420... 550 0,82... 0,85 1,50 27,5 5,0 300 4

Аэрозин-50 343 0,90 0,89 31 17,5 0,1 1

В таблице 1.3 представлены характеристики продуктов сгорания топлив,

используемых в современных двигателях.

Таблица 1.3 - Термодинамические характеристики некоторых топлив современных ЖРД

Горючее Окислитель аок Кт Тк,К 1,м/с р, г/см

Керосин НШэ 0,70 3,757 2914 2870 1,285

Керосин АК-20 1,00 5,370 3200 3029 1,384

Керосин 02Ж 0,80 2,726 3799 3475 1,036

НДМГ АК-20 1,00 3,368 3204 3123 1,283

НДМГ N204 0,95 2,919 3516 3291 1,189

НДМГ О2Ж 0,90 1,923 3799 3586 0,988

Н2ж О2Ж 0,70 5,556 3483 4378 0,345

В таблице приняты следующие обозначения: аок - коэффициент избытка окислителя, Кт - массовое соотношение компонентов топлива и окислителя, Тг - температура горения (продуктов сгорания), I - удельный импульс тяги.

В настоящее время наибольшее распространение на практике получили три следующих топлива: НДМГ и К204; керосин и 02Ж;Н2Ж и 02Ж. Первое топливо обеспечивает высокий импульс тяги, однако из-за высокой токсичности используется на боевых межконтинентальных ракетах, находящихся в заправленном состоянии длительное время. Пары топлив: керосин и 02Ж; Н2Ж и 02Ж нашли широкое применение в ракетно-космической технике. Топлива приемлемы и с точки зрения экологической безопасности. Используются также однокомпонентные ЖРТ, которые не получили широкого распространения.

Основными параметрами количественного контроля топлив и их компонентов являются: масса, М [кг]; объём, V [м ]; уровень продукта в ёмкости, Н [м], характеризующий высоту границы раздела газовой и жидкой сред относительно точки резервуара, принятой за начало отсчёта. Объём компонентов топлива является функцией уровня V=/(Н), (11) где /Н) - калибровочная характеристика, определяемая для каждого бака. Процедуру определения этой характеристики называют тарировкой, методы и теоретические основы которой описаны в [8-10]. Существуют два метода тарировки: геометрический и объемный, их выбор зависит от вместимости исследуемой ёмкости, наличия средств измерений, возможности выполнения измерений. В [10] приведены градуировочные таблицы для наиболее распространенных резервуаров. Определить массу топлива можно с помощью взвешивания или косвенным методом, через плотность и объём по формуле:

М = р^т, (1.2)

где: рт, VI' - плотность и объём при температуре Т.

Фундаментальным параметром топлив является плотность, которая напрямую связана с их другими многочисленными характеристиками [11-13] и выражается в абсолютном и относительном значении [12, 13]. Абсолютная плотность -это масса вещества, заключенная в единице объема:

р = M/ V[кг/м3]. (1.3)

Относительная плотность топлива - это отношение масс топлива и дистиллированной воды, при одном объёме. Плотность нефтепродуктов определяют при температуре 20 °С и соотносят с плотностью воды при 4 °С (999,73 кг/м ~ 1

г/см3), а обозначать как pf. Пересчёт плотности, определённой при температуре T в p420 проводят по формуле Менделеева [13]:

Р420 = P4T + У (TT - 20), (1.4)

где pT - относительная плотность при температуре измерения; у - средняя температурная поправка плотности на 1 °С [11, 12]; T - температура, при которой проводится измерение, °С. Плотность топлив может быть определена методами, указанными в ГОСТ [13], содержащий таблицы перевода плотности при текущей температуре, в плотность при 20 °С. Для пересчёта плотности нефтепродуктов к 15 °C и к 20 °C, и к условиям измерения объёма существует ГОСТ [14].

Поскольку в диссертации исследуются импендансные методы измерения уровня, рассмотрим основные электродинамические характеристики рассмотренных компонентов топлив. Электродинамические характеристики жидкостей, определяются диэлектрической (s) и магнитной (ц) проницаемостями, удельной электрической проводимостью (а), коэффициентом преломления (n) [15]. Эти параметры взаимосвязаны и зависят от плотности, частоты и температуры [16-19]. Углеводородные топлива и сжиженные газы относятся к неферромагнитным жидкостям, магнитная проницаемость которых во всем диапазоне частот от низких до оптических равна единице, ц =1 [20]. Комплексную абсолютную диэлектрическую проницаемость среды определяют с помощью диэлектрической проницаемости s и проводимости с [15, 16] по формуле:

Ana . , /1 сч

SА = SА - J- = SА - JSА . (1.5)

а

Абсолютные s^ ЦА и относительные s, ц проницаемости связаны соотношениями: s,4= SgS, ца= цоц, где s0=8.8541610-12 [Ф/м], ц0=1.25663710-6[Гн/м]. Для относительных диэлектрических проницаемостей аналогично можно записать:

в = в - jЁ. (1.6)

Поглощение энергии в среде определяется мнимой частью выражения (1.6), а тангенс угла потерь определяется по формуле:

(1.7)

Зависимость е' и е от частоты представлена на рисунке 1.2 [20, 21].

tgS = -. в

'Ш ' Область аномальной г к || /

| ч. дисперсии \ \

Д\5' ! / \\ I / \\ 1 / 4 ! / \ \ / I у" X 1 \ у \ ! ■ \ Л (00) 1

О ш0 (¡)

Рисунок 1.2 - Зависимость мнимой и действительной частей комплексной диэлектрической проницаемостей от частоты

Вплоть до частот 108 Гц, действительная часть е практически не изменяется. Значение е(0) называют квазистатическим. Известно [15, 21], что:

е(ю) = п2. (1.8)

На предельных частотах диэлектрические проницаемости и коэффициент оптического преломления связаны выражением [21]:

в(да) -1 = АП2-1, А = 1,05 + 1,15.

(1.9)

в(0) + 2 П + 2

Отставание ориентации молекулярных диполей относительно осцилляций поля порождает дисперсию диэлектрической проницаемости, которая характеризуется временем релаксации т, и зависит от радиуса молекул а и вязкости раствора п [21]:

т =

4л?]а3

кТ

(1.10)

где ^ постоянная Больцмана; Т- абсолютная температура.

Релаксация - это процесс упорядочения дипольных молекул в статическом поле или ориентационной поляризации. Ориентационная поляризация дипольных молекул уменьшается в е раз в течении времени релаксации т=1/ш0 после отклю-

8 9

чения поля. После включения поля необходимо 10 ^10' сек для поворота моле-

кул, обладающих инерцией. Показатель е' ведет себя по-другому. Величина е' очень мала в квазистатической и высокочастотной областях спектра. Только в области аномальной дисперсии значение е' становится существенным, а достигает максимума при критической частоте ю0. Аналитические зависимости диэлектрической проницаемости и проводимости жидких сред от частоты имеют вид [18]:

£(да)<»2 + £(0)<»02 ПЮ2 + £(0)юЦ

£-(Ю)

2 2 Ю + Ю0

22 Ю + Ю0

и(ю) = и(0)

Ю0

2 2 Ю + ю0

+

ю03ю'£0[£(0) - ^)] 4^(ю2 + Ю02)2

(111) (1.12)

где ю0 =--частота дипольной релаксации молекул жидкости.

т

Для керосина - е(0) = 2,2;е(х>) = 1,958;ю0.=0,204 109 (т = 4,9 10-9 сек).

При ю =ю0,

а(ю0) = -

и(0) ед^) - п]

- + ■

(1.13)

2 \6п

гдеи(ю0)- максимальное значение проводимости.

Углеводородная среда и сжиженные газы - плохой проводник электричества. Удельная электрическая проводимость и рассматриваемых видов компонентов топлив находится в пределах 10-1/-10-16 [Ом- •м ]. В соответствии с формулой (1.12), удельная проводимость стремиться к нулю при увеличении частоты. Диэлектрическая проницаемость жидких диэлектрических сред зависит от температуры, как показано на рисунке 1.3.

-20 -10 О 10 20 30 40 50 60 Т [ ^С]

е/е20 - относительная диэлектрическая проницаемость

Рисунок 1.3 - Типичный график зависимости диэлектрической проницаемости жидких диэлектрических сред от температуры

При температурах от -20 до +50 °С, регрессионный анализ данных графика на рисунке 1.5 с погрешностью < 1 % дает следующее выражение [16]:

в = £20(1.5243-10~8в4 -6.5944-10-7в_3 -1.9141 -10~5в2 -1.7365-10~4в +1.0207). (1.14)

Электрическое сопротивление жидких диэлектрических сред своеобразно зависит от температуры (рисунок 1.4) [19]. Удельное электрическое сопротивление резко возрастает при температурах 20.. .30 °С и имеет ярко выраженный экстремум.

Рисунок 1.4 - Графики зависимости удельного электрического сопротивления углеводородных топлив от температуры при нагреве (1) и при охлаждении (2)

В заключении раздела приведём таблицу 1.4 основных электрофизических

параметров компонентов топлив, найденные из различных электронных ресурсов.

Таблица 1.4 - Электрофизические параметры компонентов ракетных топлив

Компонент топлива 8 о п Коэффициент расширения, 1/град

Жидкий водород (Н2ж) 1,2 (при-1250С) П435,9 =1,1 1 18 при 20,33 К При смене агрегатного состояния 848:1.

Керосин (Т-1) 2,1 1.45 100- 10-5

Спирт этиловый 25,0 (20°С) 24,30 (25°С) 1.362 108- 105

Гидразин 58 (25°С) 1,430 (25 0С) 1,33-10-3

НДМГ 3,5 1,4075 (22°С)

Метан 1.7 диэлек- 1,000441 3.678 • 10 - 3

Азотный тетроаксид (^04) 2,42 (15°С) трики 1,0012

Жидкий кислород (О2ж) 1,5 (при е = -192,4 0С ) 1.221 3850* 10-6 °С-1

Перекись водорода (^О2) 70,7 1,4058 10.7*104

Азотная кислота (НЫОз) 50,0± 10,0 (14° С) 1.397 (при 10.4°С) 0.0011 1/град

Жидкий фтор ^2ж) 2, 2-2

Трифторид хлора (СГР3) 4.754-0.0^ t = 0...25 оС ; 3,1х10"9 Ом'^см"1

Рассмотренные характеристики используются в последующих исследованиях.

1.2 Топливные баки РН и их основные характеристики

Для размещения компонентов жидкого топлива в ракетно-космической техники используются топливные баки, которые подразделяются на несущие, и не принимающие участия в передачи силовых нагрузок [22].

В [23, 24] дан анализ и сравнительные характеристики баков РН различных форм. На рисунке 1.6 изображён типичный топливный бак современной РН.

Рисунок 1.5 - Конструкция типичного топливного бака ракеты-носителя

Дюралюминиевый сплав АМг6 является основным материалом для изготовления баков. По всей высоте бака расположен дискретный датчик уровня, выполненный в виде трубы, в котором размещены 16 ёмкостных датчиков (чувствительных элементов ЧЭ1^ЧЭ16), определяющих уровень жидкости внутри секций. Каждый из секционных датчиков уровня снабжён также платиновым датчиком температуры. Для обеспечения надлежащего функционирования систем измерения уровня заправки (СИУЗ) и управления расходом топлива (СУРТ) выполняется тарировка топливного бака [25]. Процедура тарировки предусматривает определение: полного и полезного объёма бака и соответствующей ему величины уровня НТАР; объёма бака на уровне каждого чувствительного элемента СУРТ. В результате тарировки составляется таблица или график, определяющий зависимость объёма от уровня топлива, которая, как правило, не линейна так как баки имеют сложную геометрическую форму, а также изменяют её при приложении к ним нагрузок. Даже при хранении, баки находятся под наддувом, для обеспечения устойчивости и увеличения прочности конструкции, так как на них действуют значительные механические нагрузки. В общем случае можно составить аналитические выражения, определяющие зависимость уровня продукта от объема по рабочим чертежам резервуаров, например [26].

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Захаров Роман Сергеевич, 2019 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Фрайден, Дж. Современные датчики. Справочник / Дж. Фрайден. - М.: Техносфера, 2005.-592 с.

2. Клюев, В.В. Неразрушающий контроль. Справочник в 8 томах / под ред. чл -корр. РАНВ.В. Клюева. -М.: Машиностроение, 2004 - 896 с.

3. Гаврилюк, ОДI. Гарантийные запасы топлива для ракет космического назначения/ О.П.Гаврилюк, В.Г.Кирсанов // Космическая техника и технологии. -2015. -№3(10)-С. 100-106.

4. Датчики уровня топлива «СТРЕЛА». Электронный ресурс: URL: http://www.skontrol.ru (дата обращения 15.09.2018 г.).

5. Карандеев. К Б. Емкостные самокомпенсированные уровнемеры / К.Б. Каранде-ев, Ф.Б. Гриневич, А.И. Новик. - M.-JI.: «Энергия», 1966,- 136 с.

6. Борминский. С.А. Методы измерений количественных и качественных характеристик жидких энергоносителей / С.А. Борминский, Б.В.Скворцов, А.В.Солнцева. - Самара: AHO СНЦ РАН, 2012. - 222 с.

7. Егорычев, B.C. Топлива химических ракетных двигателей: учеб. пособие / B.C. Егорычев, B.C. Кондрусев. - Самара: Изд-во Самар. гос. аэрокосм: ун-та, 2007,- 143 с.

8. Методика тарировки и расчёта предельных погрешностей тарировки ёмкости изделий. - М: НПО «Техномаш», 1969. - 64 с.

9. Скворцов, Б.В. Дистанционные Методы контроля параметров жидких продуктов в емкостях резервуарного парка. [Текст]: [монография] / А.В.Солнцева, Б.В. Скворцов, С.А. Борминский. - Самара: СНЦ РАН, 2015. - 187 с.

10. Таблицы калибровки железнодорожных цистерн. - М.: Трансинфо, 2007. - 156 с.

11. Рудин, М.Г. Карманный справочник нефтепереработчика / М.Г. Рудин, В.Е. Сомов, A.C. Фомин; под редакцией М.Г. Рудина. - М.: ОАО «ЦНИИТЭнефте-хим», 2004.-168 с.

12. Кикоин, И.К. Таблицы физических величин. Справочник / под редакцией академика И.К. Кикоина, - М.: Атомиздат, 1976. - 75 с.

13. ГОСТ 3900-85. Нефть и нефтепродукты. Методы определения плотности. -М.: Издательство стандартов, 1985 -37 с.

14. ГОСТ 8.599-2010. Плотность светлых нефтепродуктов. Таблицы пересчёта плотности— М. : Стандартинформ, 2012. - 134 с.

15. Гинзбург. B.JI. Распространение электромагнитных воли в плазме / В.Л. Гинзбург. - М.: Наука, 1967. -685 с.

16. Скворцов, Б.В. Электрофизические устройства контроля качества углеводородных toi шив / Б.В. Скворцов. - Самара: Изд-во Самар. гос. аэрокосм, ун-та, 2000. - 264 с.

17. Скворцов, Б.В. Импульсные методы измерений количества и качества жидких углеводородных топлив / Б.В. Скворцов, С.А. Борминский. - Самара, СНЦ РАН, 2010.-225 с.

18. Балакин C.B. Способ определения уровня диэлектрических жидкостей по параметрам модели ёмкостного датчика уровня / С.В.Балакин, Д.Л.Сербинов // Измерительная техника. - 2017. - №10. - С. 21-24.

19. Чертков, Я.Б. Современные и перспективные углеводородные реактивные и дизельные топлива / Я.Б.Чертков. - М.: Химия, 1968. - 356 с.

20. Ландау, Д.Л. Теоретическая физика, том VIII. Электродинамика сплошных сред / Д.Л. Ландау, Е.М. Лифшиц. -М.: Наука, 1982. - 621 с.

21. Ахадов, Я.Ю. Диэлектрические свойства чистых жидкостей / Я.Ю. Ахадов. -М.: Издательство стандартов, 1972. -412 с.

22. Каргин, И.Т. Конструкция и проектирование изделий ракетно-космической техники. Часть 1. Конструирование изделий ракетно-космической; учеб. пособие / Н.Т. Каргин, В.В. Вологду ев. - Самара: Изд-во Самар. гос. аэрокосм, ун-та, 2012. - 163 с.

23. Блинов, В.Н. Ракеты-носители. Проекты: и реальность. Кн. 1. Ракеты-носители России и Украины. Справочное пособие / В.Н. Блинов, H.H. Иванов, Ю.Н. Сеченов, В.В. Шалай. - Омск: изд. ОмГТУ, 2011. -380 с.

24. Архаров, A.M. Теория и расчет криогенных систем / A.M. Архаров, И.В. Марфенина, Е.И. Микулин. - М.: Машиностроение. 1978. - 415 с.

25. Методика тарировки бака окислителя первой ступени. - M.: II1IO «Техно-маш», 2010.-40 с.

26. РМГ 88-2009. Масса нефти. Методика выполнения измерений в автомобильных цистернах. Основные положения. - М.: Стандартинформ, 2009. - 51 с.

27. Мазуренко, В.Б. Обзор применяемых методов измерения уровня жидкого топлива в баках нижних ступеней ракет-носителей/ В.Б. Мазуренко//// Системнепро-ектування та анало характеристик аерокосм ¡чпоТтех niки. - 2013. - Т. 16. - С. 82-96.

- Режим доступу: http://nbuv.gov.m/UJRN/sptahat_2013_16_12.

28.Бобровников, Г.Н. Методы измерения уровня / Г.Н. Бобровников, А .Г. Катков.

- М.: Машиностроение, 1977. - 167 с.

29. Травичев, М.А. Анализ расчетного метода определения плотности сжиженных углеводородных газов / М.А. Травичев, Э.Р. Валиев, P.M. Валеев, В.А. Фафурин // Вестник Казанского технологического университета. -2013.-Т. 16,- №9. - С. 93-96.

30. ГОСТ 28656-90. Газы углеводородные сжиженные. Расчетный метод определения плотности и давления насыщенных паров. - М.: Стандартинформ, 2007 - 10 с.

31. Андриенко, А.Я. Модели нештатных ситуаций в работе бортовых систем управления: частный опыт использования / А.Я, Андриенко, Е.И. Трогюва // Управление Большими Системами. - 2008. - Вып. 22. - С. 223-232.

32. Патент 2445584 Российская Федерация: МПК G 01 F 23/26. Устройство для измерения уровня диэлектрического вещества / В.М. Кутовой, М.И. Заплатин, В.В. Нечаев, С.А. Казаков; опубл. 20.03.2012, Бюл. № 8-13 с,

33. Патент RU 2456552 С1: МПК G 01 F 23/26, G 01 R 17/10. Способ определения уровня диэлектрического вещества / Б.К. Долгов, С.В. Балакин; опубл. 20.07.2012, Бюл. № 20 - 12 с.

34. Челомей, В.Н. Пнсвмогидравлическис системы двигательных установок с жидкостными ракетными двигателями / В.Н. Челомей, Д.А. Полухин, Н.Н. Мир-кин и др.; под ред. В.Н. Челомея. -М.: Машиностроение. - 1978. - 240 с.

35. Балакин, С. В. Опыт эксплуатации системы контроля заправки жидкостных ракет как основа создания системы нового поколения / С.В. Балакин, Б.К. Долгов, В.М. Филин // Датчики и системы. -2005. - Вып. 7. - С. 10-17.

36. Шатуновский, А.О. Обзор уровнемеров для криогенных жидкостей и сжиженных газов / А.О. Шатуновский // Сборник трудов международной молодёжной научной конференции «Актуальные проблемы пьезоэлектрического приборостроения», -Анапа. - 2013. - 154с.

37. Блинов, Д.И. Анализ систем измерения уровня заправки ракет-носителей / Д.И. Блинов, С.А. Борминский//Авиакосмическое приборостроение. - 2013. - №9. - С. 3-8.

38. Балакии, C.B. Фазовый способ измерения уровня топлива жидкостных ракет / C.B. Балакии, А.Н. Дывак, В.М. Филин // Датчики и системы. -2005. - №1. - С. 5-10.

39. Балакин, C.B. Моделирование статических погрешностей при измерении уровня топлива жидкостных ракет / C.B. Балакин, А.Н. Дывак, Д.В. Стерлигов, В.М. Филин // Датчики и системы - 2005. - №2 - С, 2-7.

40. Балакин, C.B. Моделирование динамических погрешностей уровнемера топлива жидкостных ракет / C.B. Балакин, Д.В. Стерлигов // Датчики и системы. -2005. -№12. -С. 7-12.

41. Вильнин, А.Д. Современные методы и средства измерения уровня в химической промышленности: учебное пособие / A.B. Вильнина, А. Д. Вильнин, Е.В. Ефремов. - Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2011. - 83 с.

42. Патент RTJ 2414687 Cl. МПК G01F23/26. Система измерения уровня заправки / A.B. Лазарев, P.A. Королев, А.Я. Загвоздки». Опубл. 20.03.2011 г.

43. Патент WO 2008121661 (Al ).

44. Патент US 2004225463 (Al ).

45. Патент US 6502460.

46. Преобразователь ёмкость - код на основе сигма - дельта модулятора. Электронный ресурс: http//\vw\v.compitech.ru/arhiv/06_ü1 /stat cdc.htm (дата обращения 25.06.2019 г.)

47. Патент РФ №2262669 / C.B. Балакин, Б.К. Долгов. Способ определения уровня диэлектрического вещества, 20.10.2005 Бюл. №29.

48. Патент RU2567018 С9 Способ измерения уровня диэлектрического вещества / A.A. Безгодов, С.Ю. Виноградов, О.Г. Светников, В.В. Симкин. 27.10.2015 Бюл. № 30, скорректировано 10.02.2016 Бюл. № 4.

49. Патент RU 2445585 Cl Устройство для измерения уровня топлива / A.A. Анашкин, В.В. Чулючкин, Н.Г. Акчурин. Опубл. 20.03.2012г.

50. Патент RU 2499232 С1 Устройство для измерения уровня диэлектрического вещества / Я.В. Хачатуров, С.В. Балакин, Д.Л. Сербинов, В.Ю.Федулов, И.Е. Од-цовол, С.В. Сидоров, А.Ю. Федулов. Опубл. 20.11.2013 г.

51. Патент RU 2150088 С1 Измеритель уровня жидкости / II.C. Шевцов, В.Б. Кожин, Опубл. 27.05.2000 г.

52. Заявка на изобретение №2019107035 от 12.03.2019 г. Система измерения уровня заправки /Б.В. Скворцов, P.C. Захаров, С. А. Борминский, Д.М. Живо нос новская.

53. Форсит,. Й. Емкостные датчики неэлектрических величин [Текст] / Й. Фо-рейт. - М.:, Энергия, 1966. - 162 с.

54. Меркулов, В.И. Основы конденсатор остр оения [Текст]: учебное пособие / В.И. Меркулов. - Томск: ТПУ, 2001. - 121 с.

55. Мишин. А.И. Математическое моделирование процессов рассеяния энергии в тонкопленочных эдектролюминесцентных конденсаторах [Текст]: дис. Канд. Техн. наук: защищена 23.05.2007 / А.И. Мишин. - Ульяновск, 2007. -106 с.

56. Вавилов, В.Д. Микросхемные датчики физических величин: монография в двух частях / В.Д, Вавилов, С;П. Тимошенков, A.C. Тимошенков. - М.: Техносфера, 2018-550 с.

57. Батищев, В.И. Измерение параметров емкостных датчиков положения и перемещения / В.И. Батищев, B.C. Мелешъев. - М.: Машиностроение - 1,2005. - 124 с.

58. Скворцов, Б.В. Расчет электрического поля в тонких неоднородных пленках / Скворцов Б.В. // Электричество. -1985. - № 2. - С. 55-57.

59. Скворцов, Б.В. Теоретические основы дефектоскопического контроля токо-проводящих покрытий топливных баков летательных аппаратов / Б.В. Скворцов, A.C. Самсонов, С.А. Борминский, ДМ. Живоносновская // Дефектоскопия. - 2017, №5 - С. 46-54.

60. Силов, Е.А. Расчет электрического поля емкостного датчика измерения параметров жидких сред / Е.А. Силов //Авиакосмическое приборостроение 2011, - №1. -С. 102-115.

61. Патент на полезную модель № 190697.Устройство измерения уровня топлива в баках летательных аппаратов / Б.В. Скворцов, P.C. Захаров, С.А. Борминский, Д.М. Живоносновская. Опубл. 09.07.2019. Бюл. №19 - 5 с.

62. Бессонов, J1.A. Теоретические основы электротехники / Л.А.Бессонов. - М.: Высшая школа, 1973. - 762 с.

63. Мак-Кракен, Д. Численные методы и программирование на Фортране [Текст] / Д. Мак-Кракен, У.Дорн. -M.; Мир, 1977. - 584 с.

64. Демидович, Б.П. Численные методы анализа [Текст] / Б.П. Демидович, И.А. Марон, Э.З. Шувалова. - М: Наука, 1967. - 368 с.

65. Иоссель, Ю.Я. Расчет электрической емкости [Текст] / Ю.Я. Иоссель, Э.С. Кочанов, М.Г. Струиский,-Л.: Энергоиздат, 1981. - 288 с.

66. Остертак, Д.И. Разработка теоретических основ и методики проектирования электростатических МЭМП механической энергии в электрическую: автореф. дисс. канд. тех. наук: 05.27.01 / Д.И. Остертак. - Новосибирск, 2009. -29 с.

67. Ханин. С.Д. Пассивные радиокомпоненты. Часть 1. Электрические конденсаторы [Текст]: учебное пособие / С.Д. Ханин, А.И. Адер, В.Н. Воронцов,. О.В. Денисова, В.Ю. Холкин. - СПб.: СЗПИ, 2001. - 26 с.

68. Ansys, release 11. Documentation for Ansys. ANSYS, Inc. 2011. - 28 c.

69. Soonckind L. Sur l'utilisation de la methode de Kekvin pour l'etude des travaux de sortie des surfaces inhomogenes / L. Soonckind, J. Bonnet, L. Lassabatere // Revue de physique appliquée. - 1979. - V. 14, №8. - P. 795-798.

70.Быконя, И.В. Цифровой самокомпенсащданный емкостной датчик уровня топлива информационно измерительных систем мониторинга транспортных средств // Материалы; II международной научно-технической интернет-конференции «Информационные системы и технологии» / И.В. Быконя, В.Н. Сковпенъ, Р.В. Логвинов, 2013; URL: http://irsil.ru/arliclc286 (дата обращения 25.06.2019 г.)

71. Яворский, Б.М. Справочник по физике [Текст] / Б.М. Яровский, А.А. Детлаф. -М.: Р1аука, 1974.-471 с,

72. Мартюшов, К.И. Методы расчёта резисторов / К.И. Мартюшов, Ю.В.Зайцев, А.И. Тихонов,- М.: Энергия, 1971. - 208 с.

73. Нефёдов, В.И. Метрология и радиоизмерения / В.И. Нефёдов. - М: Высшая школа, 2006. - 526 с.

74. Патент 2314501 Российская Федерация, МПК G01F25/00 Способ калибровки резервуаров / Э.Н. Шенкман, С.Н. Науменко, Л.К. Мартынов. Опубл. 10.01.2008.

75. Патент 2314501 Российская Федерация, МПК G01F25/00 Способ калибровки резервуаров / Э.Н. Шенкман, С.Н. НауМенко, И.ГХ Басагин. Опубл. 27.06.2010.

76. Ренне, В.Т. Электрические конденсаторы [Текст] / В.Т. Ренне. - М.: Энергия, 1969.-588 с.

77. Тарировка. Расчет любых емкостей. Электронный ресурс:. URL: http://www.tarirovka.ru/ (дата обращения 25.06.2019 г.).

78. Программа градуировки емкостей - RASCET. Электронный ресурс: URL: http://www.rascet.ru/ (дата обращения 25.06.2019 г.).

79. Термометры биметаллические ТМ серии 55 Электронный ресурс: https://all-pribors.n.i/opisanic/15152-08-tm-scni-73-74-75-7486 (дата обращения 25.06.2019 г.).

80. Эпштейн, С.Л. Измерение характеристик конденсаторов / С.Л. Эпштейн. - Л.: Энергия, 1971.-205 с.

81. Самсонов, A.C. Устройства бесконтактного контроля гокопроводящих покрытий топливных баков летательных аппаратов, диссертация ... кандидата Технических наук: 05.13.05 / Александр Сергеевич Самсонов;. [Место защиты: ФГАОУВО Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.11. Королева], 2016. - 165 с.

82. Кириенко, К.И. Разработка моделей и расчёт процессов заправки криогенных бортовых топливных систем сжиженным газом, диссертация ... кандидата Технических наук: 05.04.03. / Кристина Игоревна Кириенко; [Место защиты: ФГБОУ ВПО Национальный исследовательский университет «МЭИ»], 2014. - 152 с.

83. Выгодский, М.Я. Справочник по высшей математике / Выгодский М.Я. - М.: Наука, 1973. - 872 с.

84. Аш, Ж. Датчики измерительных систем. Kill / Ж. Аш. - М.: Мир, 1992 - 419 с.

85. Бухгольц, ИЛ I. Емкостные преобразователи в системах автоматического контроля исправления /И.П. Бухгольц, Э.Г. Тисевич. -М.: Энергия, 1972. - 80 с.

86. Сайт фирмы AnalogDevices. Электронный ресурс: http://www.analog.com/en/data-converters/products/mdex.html (дата обращения 25.06.2019 г.).

87. Борминский, С.А. Повышение точности измерения качественных характеристик углеводородных ТОнЛив / С.А. Борминский // Вестнйк Самарского государственного аэрокосмического университета имени академика С.П. Королева (национального исследовательского университета), 2012. - №7 (38). - С. 131-136.

88. Кочетков, В.А. Анализ параметров антенн радиорелейных станций Е-диапазона на основе однородных радиолинз / В.А. Кочетков, И.В. Солдатиков, И.М. Леонов, А.Е. Черкасов // Развитие технических наук в современном мире. Сборник научных трудов по итогам международной научно-практической конференции. -Воронеж: Изд-во Черноземье, 2017. - С. 53-58

89. Писарев, Ю.А. Гигабитные радиорелейные станции диапазона 80 ГГц // Журнал сетевых решений. Электронный ресурс / Ю.А. Писарев. URL: http://www.osp.ru/telecom/2012/03/13014193 (дата обращения 25.06.2019 г.).

90. Радиомост ДОК, 71-76/81-86 I '1 ц. 1250 Мбит/с. Электронный ресурс: URL: https://shop.nag.ru/catalog/archive/07394.RRS-1000-7176-8186 (дата обращения 25.06.2019 г.).

91. РРЛ как стратегический элемент сети. Электронный ресурс. URL: http://www.telekomza.ru/2012/05/31 /rrl-kak-strategicheskij-element-seti (дата обращения 25.06.2019 г.).

92. Уоллес, Р. Максимальная дальность связи по радиоканалу в системе. / Р. Уоллес // Новости электропики. - 2015. - №11. - С. 3-13. Электронный ресурс. URL: https://www.terraelectronica.ru/files/news/NE_2015_ll_3.pdf (дата обращения 02.11.2017 г.).

93. The world's highest powered, lowest latency 70 & 80 GHz millimeter wave backhaul radios. Электронный ресурс. URL: http://www.lightpointe.com/70—80-ghz.html (дата обращения 25.06.2019 г.).

94. 11RF905 ProductSpecification / Электронный ресурс (дата обращения 25.06.2019 г.) URL:https://iirfocenter.nordicsemi.coni/pdf/iTRF905_PS_vl .5.pdf

95. Дубовкин, ТТ.Ф. Физико-химические и эксплуатационные свойства реактивных топлив: Справочник / Н.Ф. Дубовкин, В,Г. Маланичева, Ю.П. Массур, Е.П. Федоров. - М.: Химия, 1985. - 240 с,

96. Скворцов, Б.В. Методы и устройства измерения уровня топлива в процессе заправки ракет-но сите л ей и основные направления их развития / Б.В. Скворцов, P.C. Захаров, Д.М. Живоносновская. // Авиакосмическое приборостроение. -2019. - №5.-С. 3-14.

97. Скворцов, Б.В. Основные проблемы и направления развитая систем контроля уровня топлив в баках ракет-носителей «Союз» / Б.В. Скворцов, P.C. Захаров, Д.Р. Таипова // Известия самарского научного центра РАН, 2019.-Т.21 № 1. - С. 144-121.

98. Захаров, P.C. Проблемы унификации оборудования систем контроля заправки современных ракет-носигелей // Всероссийская научно-техническая конференция "Актуальные проблемы радиоэлектроники и телекоммуникаций"; под ред. А.И. Данилина / Р.С.Захаров, A.B. Паршина. - Самара: Изд-во Самар. ун-та, 2018. - С, 118-120.

99. Захаров, P.C. Метод дистанционного контроля электромагнитных параметров тонких пленок и наноматериалов // Всероссийская научно-техническая конференция "Актуальные проблемы радиоэлектроники и телекоммуникаций"; под ред. А.И. Данилина / Д.М. Живоносновская, P.C. Захаров. - Самара: Изд-во Самар. ун-та, 2017.-С, 63-65.

100. Захаров, P.C. Анализ ёмкости рассеивания датчика уровня заправки ракет -носителей «Союз» // Всероссийская научно-техническая конференция "Актуальные проблемы радиоэлектроники и телекоммуникаций"; под ред. А.И. Данилина. - Самара: Изд-во Самар. ун-та, 2019. - С. 74-76.

101. Патент на полезную модель № 181215 Электронно-акустическое устройство измерения геометрических параметров открытых волноводов / Б.В.Скворцов, С.А. Борминский, Д.Р. Таипова, P.C. Захаров. Дата регистрации: 06 июля 2018 г.

102. Захаров P.C. Обобщенная математическая модель ёмкостного измерителя уровня жидкости [Текст] // Сборник статей Международной научно-практической конференции «Наука и научный потенциал - основа устойчивого инновационного развития общества» / P.C. Захаров. - Новосибирск: Стерлитамак АМИ, 2019. - С. 68-71.

Приложение А ПЕРЕЧЕНЬ КОНТРОЛЬНО-ИЗМЕРИТЕЛЬНОЙ АППАРАТУРЫ И ИСПЫТАТЕЛЬНОЙ ОСНАСТКИ

Наименование Количество Обозначение или номер документа Периодичность поверки

Прибор электроизмерительный комбинированный типа 43101 1 ТУ25-0443.0118-84 1 раз в год

Мегаомметр ЭС 0202/1Г 1 ТУ25-7534.0014-90 1 раз в год

Датчик расстояния ODSL 9/С6-200^12 | 50117334 1 1 раз в год

LCRМетр АММ-3148 1 1 раз в год

Лабораторный источник питания MASTECH ОТ30050-2 1 1 раз в год

Осциллограф АКИП-4122^ 1 1 раз в год

Генератор сигналов спец. формы АБ^-72725 1 1 раз в год

Имитатор М 14И71.9527-0 2 14И71.9527-0 ТУ 1 раз в год

Колодка проверочная 14И71.9524-0 1

ИДУЗ блока И 14И71.9520-0 1

ИДУЗ блока А 14И71.9521-0 1

ИДУЗ - Г блоков Б, В, Г, Д 14И71.9522-0 4

ИДУЗ - О блоков Б, В, Г, Д 14И71.9523-0 4

Комплект кабелей 407ЭЕ11.9530-0 1

Заглушка 14И71.9530-40 2

Заглушка 14И71.9530-50 8

Кабель 14И71.9530-60 1

Кабель 14И71.9530-70 1

Кабель 320- 1 /1 -5 ОСТ 92-9043-89 1

Кабель 321- Э /1 -5 ОСТ 92-9043-89 1

Перечень замеров емкостей и паспортные данные для расчета уставок СИУЗ

Имели« 14С54

Результат проверок электрической емкостк. пФ на ТК Паспортные данные Устав™. %■

Бак ЗавЛ'гДУЗ Кент КП НКС НКС+БСИУЗ БОГУ 3 ±Л Ссу^.пФ Сзап.пФ Сэфф.пФ Пауз,мм Н.им 11К Нтпр.мм НУ ПУ ПУ2 ПУЗ АУ

О 14С54 4160-0 ЛЬ Б150004 52-54 0.02 371.10 371.08 0.10 371.15 527.79 367.49 815.4 640.9 1 225 92.9 77.3 77.3 77.3 96.0

27-101 0.02 223 22 223.20 0.15 223.35 316.46 218.67

Г 14С54 6160-0 МЬ «150004 25-96 0.03 250.88 250.85 0.12 250.97 356.60 247.74 680.7 601.4 2 т 453 37.4 11.6 - - 44.5

71-99 0.02 140.92 140.90 0.06 140.96 199.62 137,63

Изделие 14С 53

Блок А

Результаты проверок электрической емкости. пФ на ТК Паспортные данные Уставки, ЭД

Бак Зав.Л'гДУЗ Конт КП НКС НКС+БСИУЗ Б СИУЗ =кЛ СсуьпФ Сзап.пФ Сэфф.пФ НДр,ММ Н.мм 11К Нтпр.мм НУ ПУ пу: ПУЗ АУ

О 14С53А4160-0 3-94 0.019 344.35 344.33 0.16 344.49 489.42 340.27 719.6 600.8 1 326 65.7 40,7 49,1 64,7 73,2

№ £150099 1-30 0.02 214.32 214.30 0.03 214.33 304.06 210.45

Г 14С53А6160-0 49-78 0.06 210.75 210.69 0.12 210.8! 299.42 208.06 560.5 501.3 182 75.9 41.9 84.9

Ш50024 47-76 0,04 117.08 117,04 0.05 117.09 165.67 114.02

Бакп О блоков Б-Д

Результаты проверок электрической емкости, пФ на ТК Паспортные данные Уставки, 'А

Бак Зая..\«ДУЗ Конт КП НКС НКС+БСИУЗ Б СИУЗ ±Д Сстт,пФ Сзпп.пФ Сэфф.пФ Нд11,мм Ним Ък Нтпр.мм НУ ПУ ПУ2 ПУЗ АУ

Б 14С53Б4152-0 3-94 0.20 345.54 345.34 0.25 345.59 491.06 341.42 1 270 71.8 38,5 46.8 69.3 79.3

№ Щ50020 1-30 0.20 205.68 205.48 0.21 205.69 291.60 201.61

В 14С53Б4152-0 49-78 0.02 343.58 343.56 0.17 343.73 483.78 340.44 700_2 600.8 1 275 70.9 37.6 45.9 68.4 78.4

МИ150016 47-76 0.02 203.64 203.62 0.01 203.61 288.93 200.06

Г 14С53Б4152-0 25-96 0.16 345.95 345.79 0.30 346.09 491.86 342.06 1 244 76.1 42.8 51.1 73.6 83.6

МИ]50015 71-99 0.16 208.65 208.49 0.12 208.61 296.10 205.36

Д 14С53Б4152-0 52-54 0.20 343.50 343.30 0.05 343,25 488.09 339.83 1 268 72.1 38 8 47.1 69.6 79.6

№ И! 50019 27-101 0.20 207.35 207Д 5 ОД 7 207,32 293.68 202,62

Блкм Г блоков Б-Д

Результаты проверок электрической емкости, пФ на ТК Паспортные данные Уставки, %

Бак 3,1В..У?ДУЗ Конт КП НКС НКС+БСИУЗ Б С ИУ З ¿Л Ссу1,пФ Сзпп.пФ Сэфф.пФ Ндуз.мм Н.мм 11К Нтпр.мм НУ ПУ ПУ2 ПУЗ АУ

Б 14С53.А6160-0 3-94 0.01 210.30 210.29 0.06 210.35 298,84 207.80 124 87.5 53,5 96.0

Дв Щ50025 1-30 0.02 117.48 117.46 0.07 117,53 166.26 114.35

Б 14С53.А6160-0 49-78 0.02 210,78 210.76 0.11 210.87 299.33 207.80 560.5 501,3 129 86.5 52,5 95,5

И150022 47-76 0,02 117.45 117.43 0.07 117,50 166.20 114.35

Г 14С53.А6160-0 25-96 0.02 210.93 210.91 0.16 211,07 299.56 207.83 124 87.5 53.5 96.0

№ И150026 71-99 0.01 117.49 117.48 0.03 117.51 166.3Й 114.56

Д 14С53.А6160-0 52-54 0.02 209,90 209.88 0.09 209,97 298,24 207.19 123 87.7 53,7 96,0

№И150023 27-101 0,02 117.38 117.36 0.05 317,41 166.13 114.35

Приложение В

«УТВЕРЖДАЮ» Директор

ООО «Аналитические приборы и системы»

АКТ

о внедрении результатов кандидатской диссертации Захарова Романа Сергеевича

Комиссия в составе:

Председателя: Членов:

Силов Е.А. - технического директора, Живоносновская Д,М. - инженер-технолог Малыше ва-Стройкова А.Н. - инженер-эконом и с%

составила настоящий акт о том, что результаты кандидатской диссертации Захарова Романа Сергеевича «Ёмкостные преобразователи уровня топлива в системах управления заправкой ракет-носителей» используются в ООО «Аналитические приборы и системы» г. Самара, в виде действующего опытного образца датчика уровня.

Датчик принят как базовая конструкция для создания опытного образца прибора контроля топлива, с целью дальнейшего продвижения на предприятиях оборонного и ракетно-космического комплекса.

Экономический эффект внедрения датчика на данном этапе разработки не поддается оценке.

Председатель комиссии

Члены

Живоносновская Д.М.

Малышева-Стройкова А.Н.

Акт о внедрении

в учебный процесс результатов диссертационной работы Захарова P.C. «Ёмкостные преобразователи уровня топлива в системах управления заправкой ракет-носителей»

Мы, нижеподписавшиеся сотрудники ФГАОУ ВО «Самарского национального исследовательского университета им. С.П. Королева» (Самарского университета) в лице директора института информатики, математики и электроники д.т.н., профессора Сергеева В.В., заведующий кафедрой электротехники д.т.н., профессора Гречишникова В.М. и научного руководителя НИЛ «Аналитические приборы и системы» (НИЛ-54) д.т.н., профессора Скворцова Б.В., составили настоящий акт о том, что разработанная в диссертации Захарова P.C. методика расчёта конструкции ёмкостного датчика уровня внедрена в учебный процесс института информатики, математики и электроники на кафедре «Электротехника».

Дата внедрения 2019 г.

Вид учебного процесса - дипломное проектирование, учебно-исследовательская работа студентов.

Контингент обучающихся - студенты специальности 11.03.01, магистранты специальности 11.04.01 и 11,04.03. специалисты специальности 11.05.01.

Социальный эффект от внедрения овладение студентами знаний о методах расчёта конструкции ёмкостного датчика уровня топлива.

Директор института информатики.

математики и электроники д.т.н., профессор

Сергеев В.В.

Научный руководитель НИЛ-54, д.т.н., профессор

Зав. Кафедрой электротехники, д.т.н., профессор

Гречишников В.М.

Скворцов Б.В.