Способ изготовления пусковой трубы из полимерных композиционных материалов и пусковая труба, изготовленная этим способом

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано для изготовления герметичных пусковых труб для пуска ракет. Предложен способ изготовления пусковой трубы из полимерных композиционных материалов, включающий намотку на оправку внутреннего герметизирующего слоя в виде ленты и слоев силовой оболочки, при этом используют ленту шириной, равной длине трубы, из материала, совместимого и химически взаимодействующего с материалом связующего силовой оболочки. Ленту наматывают на оправку одновременно со слоями силовой оболочки, располагая ее между слоями силовой оболочки, причем наматывают ленту длиной 1,2...3,8 оборота. А также предложена изготовленная упомянутым способом пусковая труба, содержащая внутренний герметизирующий слой в виде ленты и слои силовой оболочки. Изобретение направлено на создание герметичной пусковой трубы с повышенной кратностью применения. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

 

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при изготовлении герметичных пусковых труб.

Известна пусковая труба по патенту USA №4646618, НКИ 89-20, публ. 1987 г., содержащая слоистую стеклопластиковую силовую оболочку и внутренний герметизирующий полимерный слой.

Известна пусковая труба по патенту Франции №2445922, МКИ F16 L 9/12, 1980 г., содержащая силовую оболочку из слоистого композиционного материала и внутренний герметизирующий полимерный слой, армированный спирально-винтовыми волокнами.

Известна пусковая труба по патенту RU №2147720, МКИ F 41 F 3/048, 1998 г., содержащая силовую оболочку из слоистого композиционного материала и внутренний герметизирующий полимерный слой, армированный спирально-винтовой лентой.

Также известна пусковая труба по патенту RU №2075389, МКИ F 41 F 3/048, 1993, содержащая выполненный в виде спиральной ленты внутренний герметизирующий слой и слои силовой оболочки и способ ее изготовления, при котором на оправку наматывают внутренний герметизирующий слой спиральной лентой и слои силовой оболочки.

Недостатком известного способа является то, что при изготовлении известной трубы из пластика на основе стеклоткани наиболее прогрессивным методом трехвалковой прикатки к оправке происходит локальное продавливание герметизирующего слоя, особенно у края полотна ткани, что ведет к неравномерности толщины гермослоя и к снижению герметичности труб. У существующих труб известной конструкции отбраковка по негерметичности доходит до 30% у отдельных партий изделий. Кроме того, последовательная намотка герметизирующего слоя и силовой оболочки требует перенастройки оборудования, что снижает ее производительность.

Недостатком известной пусковой трубы является то, что она имеет низкую герметичность, кроме этого, известные трубы не подлежат восстановлению после первого же пуска ракеты, т. к. полностью теряют герметичность из-за выгорания даже незначительного слоя герметизирующей защиты. Кроме того, известная труба имеет низкую технологичность изготовления.

Известный способ изготовления пусковой трубы и пусковая труба, изготовленная этим способом, как наиболее близкие по технической сущности и достигаемому результату, выбраны в качестве прототипа.

Технической задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является разработка пусковой трубы повышенной герметичности, повышение кратности использования пусковой трубы, а также повышение технологичности ее изготовления.

Технический результат, который может быть получен при решении технической задачи, по реализации предлагаемого способа заключается в повышении герметичности изготавливаемой трубы за счет более равномерного распределения герметизирующего слоя, внедрения герметизирующего материала в слои силовой оболочки с заполнением микрораковин и пор, образующихся от выделяющихся при полимеризации основного связующего летучих веществ, за счет применения для герметизирующего слоя материала, совместимого и химически взаимодействующего с материалом основного связующего, а также в повышении производительности работы оборудования за счет совмещения операций намотки силовой оболочки с укладкой герметизирующего слоя.

Технический результат устройства, который может быть получен при решении технической задачи, заключается в создании пусковой трубы многоразового применения, в которой при пуске ракеты уносится газовой струей и закоксовывается практически с сохранением геометрии сечения только незначительный слой герметичной защиты, т.к. последняя заглублена в материал силовой оболочки и соответственно защищена им. Кроме того, реализация предлагаемого устройства позволит создать более герметичные трубы за счет более равномерного герметизирующего слоя, внедрения его в слои силовой оболочки и заполнения им микрораковин и пор, которые образуются при полимеризации основного связующего силовой оболочки. Также предлагаемая труба более технологична.

Поставленная задача с достижением технического результата для способа изготовления трубы из полимерных композиционных материалов решается за счет того, что на оправку наматывают внутренний герметизирующий слой в виде ленты и слои силовой оболочки, при этом используют ленту шириной, равной длине трубы, из материала, совместимого и химически взаимодействующего с материалом связующего силовой оболочки, ленту наматывают на оправку одновременно со слоями силовой оболочки, располагая ее между слоями силовой оболочки, причем наматывают ленту длиной 1,2 ...3,8 оборота. При этом используют ленту из пленочного клея, содержащего эпоксидную составляющую, или из консистентной эпоксидной композиции, нанося последнюю, например, кистью.

Поставленная задача с достижением технического результата для устройства решается за счет того, что пусковая труба содержит внутренний герметизирующий слой в виде ленты и слои силовой оболочки и намотана с использованием ленты шириной, равной длине трубы, из материала, совместимого и химически взаимодействующего с материалом связующего силовой оболочки, лента намотана на оправку одновременно со слоями силовой оболочки с расположением ее между слоями силовой оболочки, причем намотана лента длиной 1,2...3,8 оборота, при этом лента выполнена из пленочного клея, содержащего эпоксидную составляющую, например ВК-3, или консистентной эпоксидной композиции, например ЭДТ-10.

Отличительными признаками способа являются следующие:

- используют ленту шириной, равной длине трубы, из материала, совместимого и химически взаимодействующего с материалом связующего силовой оболочки, ленту наматывают на оправку одновременно со слоями силовой оболочки, располагая ее между слоями силовой оболочки, причем наматывают ленту длиной 1,2...3,8 оборота;

- используют ленту из пленочного клея, содержащего эпоксидную составляющую, или из консистентной эпоксидной композиции, нанося последнюю, например, кистью.

Признаки существенные, т.к. обеспечивают решение поставленной задачи с достижением технического результата, заключающегося в повышении герметичности изготавливаемой трубы за счет более равномерного распределения герметизирующего слоя, внедрения герметизирующего материала в слои силовой оболочки с заполнением микрораковин и пор, образующихся от выделяющихся при полимеризации основного связующего летучих веществ, за счет применения для герметизирующего слоя материала, совместимого и химически взаимодействующего с материалом основного связующего, а также в повышении производительности работы оборудования за счет совмещения операций намотки силовой оболочки с укладкой герметизирующего слоя.

Отличительными признаками устройства являются следующие:

- пусковая труба намотана с использованием ленты шириной, равной длине трубы, из материала, совместимого и химически взаимодействующего с материалом связующего силовой оболочки, лента намотана на оправку одновременно со слоями силовой оболочки с расположением ее между слоями силовой оболочки, причем намотана лента длиной 1,2...3,8 оборота;

- лента выполнена из пленочного клея, содержащего эпоксидную составляющую, например ВК-3, или консистентной эпоксидной композиции, например ЭДТ-10.

Признаки существенные, т.к. обеспечивают решение поставленной задачи с достижением технического результата, заключающегося в создании пусковой трубы многоразового применения, в которой при пуске ракеты уносится газовой струей и закоксовывается практически с сохранением геометрии сечения только незначительный слой герметичной защиты, т.к. последняя заглублена в материал силовой оболочки и соответственно защищена им. Кроме того, реализация предлагаемого устройства позволит создать более герметичные трубы за счет более равномерного герметизирующего слоя, внедрения его в слои силовой оболочки и заполнения им микрораковин и пор, которые образуются при полимеризации основного связующего силовой оболочки. Также предлагаемая труба более технологична.

Указанные отличительные признаки являются существенными, поскольку каждый в отдельности и все совместно направлены на решение поставленной задачи с достижением технического результата. Использование единой совокупности существенных отличительных признаков в известных решениях не обнаружено, что характеризует соответствие технического решения критерию «новизна».

Единая совокупность новых существенных признаков с общими известными обеспечивает решение поставленной задачи с достижением технического результата и характеризует предложенное техническое решение существенными отличиями по сравнению с известным уровнем техники и аналогами. Данное техническое решение является результатом научно-исследовательской и экспериментальной работы по повышению герметичности пусковых труб, повышению кратности их применения и повышению технологичности их изготовления без использования известных проектировочных решений, рекомендаций, материалов и обладает неочевидностью, что свидетельствует о его соответствии критерию «изобретательский уровень».

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 представлен общий вид процесса намотки (в аксонометрии), на фиг.2 - общий вид пусковой трубы, на фиг.3 - сечение А-А, на фиг.4 - сечение Б-Б.

Способ изготовления трубы 1 из полимерных композиционных материалов, при котором на оправку 2 наматывают внутренний герметизирующий слой 3 в виде ленты 4 и слои силовой оболочки 5, при этом используют ленту 4 шириной, равной длине трубы 1, из материала, совместимого и химически взаимодействующего с материалом связующего силовой оболочки 5, ленту 4 наматывают на оправку 2 одновременно со слоями силовой оболочки 5, располагая ее между слоями силовой оболочки 5, причем наматывают ленту 4 длиной 1,2...3,8 оборота. При этом используют ленту 4 из пленочного клея, содержащего эпоксидную составляющую, или из консистентной эпоксидной композиции, нанося последнюю, например, кистью.

Вариант исполнения способа заключается в применении наиболее прогрессивного способа намотки трубы 1 на оправку 2 стеклотканью, предварительно пропитанной эпоксидным связующим ЭП 51-22 с прикаткой тремя валками 6.

Пусковая труба 1 содержит внутренний герметизирующий слой 3 в виде ленты 4 и слои силовой оболочки 5 и намотана с использованием ленты 4 шириной, равной длине трубы 1, из материала, совместимого и химически взаимодействующего с материалом связующего силовой оболочки 5, лента 4 намотана на оправку 2 одновременно со слоями силовой оболочки 5 с расположением ее между слоями силовой оболочки 5, причем намотана лента длиной 1,2...3,8 оборота, при этом лента 4 выполнена из пленочного клея, содержащего эпоксидную составляющую, например ВК-3, или консистентной эпоксидной композиции, например ЭДТ-10.

Работает пусковая труба 1 следующим образом.

При пуске ракеты 7 выгорает часть герметизирующего слоя 8, защищенная первым слоем 9 основного материала силовой оболочки 5, при этом за счет закоксованности выгоревшего слоя 8 слой 9 не уносится газовой струей ракеты 7 и сохраняется требуемая геометрия внутренней поверхности трубы 1. Труба 1 подлежит восстановлению для последующих пусков.

Таким образом, использование изобретения позволит создать пусковую трубу из полимерных композиционных материалов с использованием наиболее дешевого и производительного способа тканой намотки с прикаткой тремя валками, повышенной герметичности и многократного использования. В связи с этим новое техническое решение затребовано промышленностью, что соответствует и критерию "промышленная применимость", т.е. уровню изобретения.

1. Способ изготовления пусковой трубы из полимерных композиционных материалов, включающий намотку на оправку внутреннего герметизирующего слоя в виде ленты и слоев силовой оболочки, отличающийся тем, что используют ленту шириной, равной длине трубы, из материала, совместимого и химически взаимодействующего с материалом связующего силовой оболочки, ленту наматывают на оправку одновременно со слоями силовой оболочки, располагая ее между слоями силовой оболочки, причем наматывают ленту длиной 1,2...3,8 оборота.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что используют ленту из пленочного клея, содержащего эпоксидную составляющую, или из консистентной эпоксидной композиции, нанося последнюю, например, кистью.

3. Пусковая труба, содержащая внутренний герметизирующий слой в виде ленты и слой силовой оболочки, отличающаяся тем, что она изготовлена способом по п.1.

4. Пусковая труба по п.3, отличающаяся тем, что лента выполнена из пленочного клея, содержащего эпоксидную составляющую, например ВК-3, или консистентной эпоксидной композиции, например ЭДТ-10.