В космос при поддержке ОВЕН

Автоматику ОВЕН можно встретить практически повсюду на Земле: она обеспечивает свежий воздух в метро, отвечает за противопожарную безопасность, управляет электродвигателями производственных линий, контролирует подачу питьевой воды и поддерживает оптимальный климат в жилых домах и на предприятиях.

А еще она помогает студентам-энтузиастам в реализации их космической «Мечты».

В 2020 году в МГТУ им. Н. Э. Баумана в рамках Молодежного космического центра в студенческом космическом бюро РОТЭХ (СКБ RoTech) стартовал проект «Мечта» по разработке ракеты-носителя на жидкостном ракетном двигателе. Мы побеседовали с Владимиром Щедриным – руководителем студенческого конструкторского бюро о целях и задачах проекта, для реализации которого используется автоматика ОВЕН.

Молодежный космический центр МГТУ имени Н.Э. Баумана

В.Щ.: Задача, за которую мы взялись – нестандартная. В любительском ракетостроении в основном используется твердое топливо. На жидком топливе летают только «взрослые» ракеты. Сделать такую систему на жидкостном ракетном двигателе руками студентов – очень серьезная задача, которая требует масштабной стендовой инфраструктуры и многочисленных испытаний.

Наша ракета-носитель небольшая: высота чуть более полутора метров, диаметр – 70 мм. Она не летит в космос – высота полета по нашим расчетам составляет 300 метров. Но даже для запуска такой ракеты требуется автоматика. Необходимо многократно протестировать работу жидкостно-ракетного двигателя на испытательном стенде.

Сборка ракеты-носителя

Оборудование для первого стенда мы проектировали и создавали самостоятельно. С развитием проекта мы пришли к выводу, что использование проверенной временем промышленной автоматики существенно повысит надежность испытаний и управляемость ракеты-носителя. И стали искать партнера, который сможет поставить нам такое оборудование. Мы рассматривали разные варианты: от азиатских до европейских брендов. И в итоге остановились на отечественном. Автоматика ОВЕН полностью подошла для нашего проекта. Приятным сюрпризом стала вузовская программа, которая помогла нам получить часть оборудования бесплатно.

На базе датчиков давления ПД100 и температуры ДТПК644, модулей аналогового ввода МВ110, дискретного вывода МУ110, преобразователей аналоговых сигналов НПТ-3 и преобразователей интерфейсов АС4, а также счетчика импульсов СИ30 мы собрали два стенда: испытательный стенд для предварительного тестирования и переносную автоматизированную систему управления подготовкой пуска (АСУПП).

Испытательный стенд

В.Щ.: На испытательном стенде, где мы проводили тестирование жидкостного ракетного двигателя, реализован полный цикл: от сбора данных до управления исполнительными механизмами. За измерение тяги двигательной установки отвечают модули аналогового ввода МВ110. Они работают в связке с универсальными нормирующими преобразователями НПТ-3, через который подключается термометр сопротивления. В сочетании с датчиками давления ПД100 это обеспечивает непрерывный мониторинг давления и температуры в баке и критических узлах пневмогидросистемы. За управление электроклапанами и пневмораспределителями отвечают модули дискретного вывода МУ110, гарантируя точность подачи компонентов топлива. Счетчик импульсов СИ30 отображает расход горючего, а преобразователи интерфейсов АС4 позволяют отслеживать параметры испытаний в режиме реального времени на компьютере. Температурный режим контролируют термоэлектрические преобразователи ДТПК644.

Переносная система управления подготовкой пуска

В.Щ.: Автоматизированная система управления подготовкой пуска выполнена в защищенном полевом исполнении и отвечает за запуск ракеты-носителя. Это сложный пневмогидравлический комплекс, который включает в себя приемо-передающую аппаратуру и пульт управления. Система обеспечивает комплексную безопасность и управление: непрерывно анализирует состояние топлива и давление газа, обеспечивая аварийное отключение при любых отклонениях, отвечает за выполнение команды «Пуск» и управление механизмом отстрела трубопроводов от ракеты. Эта переносная установка является связующим звеном между наземным оборудованием и ракетой-носителем: она подает сжатый азот, который через систему трубопроводов и электропневматических распределителей управляет процессами.

Мобильная автоматизированная система управления подготовкой пуска

АСУПП решает пять критически важных задач: автоматическая заправка бака перекисью водорода, создание рабочего давления в топливной системе (вытеснительная подача топлива вместо использования насосов), дренаж избыточного давления для предотвращения аварий, управление клапаном подачи и активация механизмов отстрела магистралей подачи компонента и управления в момент старта.

АСУПП вид изнутри и шкаф управления подготовкой пуска

Наземная автоматизированная система управления (Пульт управления АСУПП)

«Для нас важен сам факт того, что студенческое конструкторское бюро способно создать столь сложное изделие. Мы вдохновляемся примером Сергея Павловича Королева, главного конструктора советской космонавтики и одного из участников группы изучения реактивного движения, где молодые инженеры-энтузиасты создавали первые ракеты на жидком топливе. Мы верим, что наша разработка — это переосмысление тех великих идей с использованием современных технологий автоматизации», - поясняет руководитель студенческого конструкторского бюро Владимир Щедрин.

Владимир и Дарья, студенты МГТУ им. Н. Э. Баумана

Программа сотрудничества с вузами

С 2009 года в ОВЕН запущена программа поддержки вузов, в рамках которой компания поставляет приборы для оснащения учебных классов и лабораторий. Более 150 учебных заведений России и СНГ, такие как Национальный исследовательский университет МЭИ (Москва), Национальный исследовательский ядерный университет МИФИ (Москва), Московский автомобильно-дорожный государственный технический университет, Донской государственный технический университет (Ростов-на-Дону), Самарский государственный технический университет, Кубанский государственный аграрный университет им. И. Т. Трубилина (Краснодар) и многие другие уже приняли участие в программе.

Основная задача вузовской программы – помочь студентам перейти от теоретических знаний к практике, понять, как система ведет себя в реальных условиях эксплуатации при нестабильных сигналах, погрешностях измерений, ошибках подключения. Возможность работать на современном оборудовании, которое используется на действующих производствах, повышает профессиональные компетенции учащихся и помогает им стать более конкурентоспособными на рынке труда.

Для нас это не просто социальная инициатива, а инвестиция – в будущее, в технологический суверенитет страны.