«Энергия» - «Буран»

     Такая система интересна тем, что в условиях жестких ограничений по тяговооруженности носителя, а также отсутствия перелива компонентов топлива в пакетной схеме, дает возможность расширить диапазон выходов из аварийных ситуаций. Перевод на щадящий режим возможен при определенных, предусмотренных в проекте, решениях даже на ракетах с однодвигательной маршевой установкой. Применима она также к пакетным схемам ракет с автономными блоками с некоторыми условиями, связанными с возможностью перевода "заболевших" двигателей на щадящий режим или исправных - на форсированный. Потеря тяги за счет дефектного двигателя в моноблочной структуре компенсируется форсированием других двигателей в пределах запасов по тяговооруженности. В пакетной схеме без перелива компонентов - аналогично, но только по необходимости, исходя из условий сохранения управляемости, с организацией дополнительного расхода топлива из баков двигателя, работающего на щадящем режиме, может быть даже в варианте простого слива.

     Схема с щадящим режимом работы дефектного двигателя повышает надежность связки в меньшей мере, чем схемы с чистым резервированием, если их рассматривать раздельно, примерно вдвое. Естественно, реальное приложение этой схемы эффективно в комплексе с резервированием.

     Увеличение ресурса двигательной установки за счет использования дефектного двигателя дает возможность при запроектированном резерве по тяге выполнить носителем целевую задачу. При ограничении по энерговооруженности и в однодвигательной схеме без запасов по тяге система расширяет возможности по организации условий спасения экипажа, а в беспилотных полетах - увода аварийной ракеты от стартового сооружения.

     Однако реальный коэффициент охвата аварийных ситуаций, фиксируемых системой аварийной защитой, редко превышает 0,9.

     Создание эффективной системы впервые в нашей стране осуществлялось при разработке двигательных установок ракеты "Энергия". При этом были выбраны диагностические параметры, при контроле которых обеспечивается своевременное выключение неисправного двигателя; созданы алгоритмы работы системы аварийной защиты, обеспечившие эффективные меры по локализации неисправностей, а также высокую вероятность отсутствия ошибочного выключения двигателей; создана датчиковая аппаратура системы аварийной защиты, обеспечивающая необходимое быстродействие и точность контроля и обладающая необходимой надежностью; создан комплекс аппаратуры системы аварийной защиты, обеспечивающий реализацию алгоритмов контроля диагностических параметров и связь с системой управления ракеты-носителя; разработаны методы резервирования элементов системы аварийной защиты - датчиков, аппаратуры, диагностических параметров в алгоритмах, обеспечивающих необходимые характеристики надежности системы аварийной защиты в целом; разработаны методики оценки эффективности системы аварийной защиты.

     Решение основной задачи системы аварийной защиты - выключение аварийного двигателя до его внешнего разрушения - осуществляется на основе измерения параметров, характеризующих суть рабочих процессов, протекающих в двигателе, и его состояние.

     Проведен анализ жидкостного ракетного двигателя как объекта системы аварийной защиты. Определены виды отказов, требующие своевременного прекращения работы двигателя. Оценена эффективность систем, выполняющих функции, аналогичные системе аварийной защиты, в двигателях предшествующих разработок. Определено время выключения системы аварийной защиты и точность работы аппаратуры. При решении этих задач были использованы материалы аварийных испытаний двигателей.

     С учетом полученных данных была создана программа разработки алгоритмов, включающая в себя выбор измеряемых параметров, наиболее полно отражающих техническое состояние двигателей, выбор диагностических параметров, наиболее чувствительных к развивающимся аварийным ситуациям, определение временных интервалов контроля и предельно допустимых значений по каждому диагностическому параметру. Алгоритмы контроля разработаны с учетом ограничений на точность, быстродействие и надежность контролируемой аппаратуры. При этом был произведен выбор типа, количества и точности датчиковой аппаратуры.

     Критерием правильности выбора алгоритмов является выполнение требований к показателям надежности и эффективности системы аварийной защиты, заданных в техническом задании на двигатель.

     Решение об аварийном выключении двигателей принимается по любому алгоритму контроля. Выбор контролируемых параметров произведен на основе анализа причинно-следственных схем развития отказов. В основу схем в первую очередь положены данные о дефектах и неисправностях, имевших место в процессе стендовых испытаний и эксплуатации данного типа двигателя или его прототипа, а также результаты анализа пневмо-гидросхем двигателей.