Головной обтекатель ракеты



Головной обтекатель ракеты

 


Владельцы патента RU 2459325:

Открытое акционерное общество "Обнинское научно-производственное предприятие "Технология" (ОАО "ОНПП "Технология") (RU)

Изобретение относится к области авиационной и ракетной техники и может быть использовано при изготовлении головных радиопрозрачных обтекателей летательных аппаратов. Техническим результатом изобретения является снижение температуры шпангоута не менее чем на 20% по сравнению с прототипом при одних и тех же граничных условиях на наружной поверхности обтекателя. Технический результат достигается за счет того, что в головном обтекателе ракеты, содержащим керамическую оболочку, соединенную эластичным клеем с шпангоутом, состоящим из переходника, выполненного из металла, согласованного по температурному коэффициенту линейного расширения с материалом оболочки, и титанового стыкового элемента, соединенных между собой штифтами и буртами, герметизирующие элементы и обечайку из жаропрочного материала, установленную с зазором относительно наружных поверхностей керамической оболочки и стыкового элемента, внутренняя поверхность обечайки и наружная поверхность оболочки выполнены зеркальными. 1 ил.

 

Изобретение относится к области авиационной и ракетной техники, преимущественно к головным радиопрозрачным обтекателям летательных аппаратов.

Известна конструкция головного обтекателя ракеты по патенту РФ №2090956, МПК 6 H01Q 1/42, 1994 г., состоящая из керамической оболочки, конусообразно сужающейся в месте стыковки, соединенной с переходным шпангоутом из инвара слоем герметика. Стыковой шпангоут имеет кольцевую вильчатую проточку, посредством которой он прикреплен к переходному шпангоуту валиками. Кроме того, стыковой шпангоут защищен теплозащитным кольцом.

Указанной конструкции обтекателя присущи следующие недостатки:

- уменьшение толщины керамической оболочки в зоне склейки приводит к увеличению температуры в клеевом шве и переходном шпангоуте, что приводит к недопустимому перегреву этой части и преждевременному разрушению керамической оболочки от температурного распора шпангоутом;

- существенное утонение носовой части переходного шпангоута ведет к усложнению изготовления тонкостенных крупногабаритных оболочек из кварцевой керамики;

- сложность и многодетальность конструкции ведет к увеличению технологического цикла изготовления обтекателя и снижению надежности всей ракеты.

Известен головной обтекатель ракеты по патенту РФ №2168815, МПК 7 H01Q 1/42, 2000 г., в котором используется керамическая оболочка, металлический шпангоут, соединенные эластичным адгезивом, а в расширяющуюся к переднему торцу шпангоута полость, образованную внутренней поверхностью оболочки и наружной поверхностью шпангоута введена эластичная обечайка. Это техническое решение имеет практически те же недостатки, что и решение по патенту РФ №2090956, МПК 6 H01Q 1/42, 1994 г.

Основным недостатком таких керамических обтекателей является перегрев клеевого соединения и металлического шпангоута при длительном воздействии повышенных температур.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому техническому решению является головной обтекатель ракеты по патенту РФ №2337437, МПК H01Q 1/42, 2007 г., в котором для снижения температуры внутреннего шпангоута на наружной поверхности керамической оболочки в области клеевого соединения установлена металлическая обечайка из жаропрочного материала, образующая воздушный зазор между внутренней поверхностью обечайки и обращенной к обечайке наружной поверхностью керамической оболочки.

Недостатком прототипа является то, что отражательная способность внутренних поверхностей, которые образуют зазор, не контролируется, а задается произвольно. Это может привести к неоднозначному поведению конструкции в процессе применения.

Техническим эффектом изобретения является уменьшение зависимости температуры шпангоута и клеевого соединения при длительном воздействии повышенных температур на наружную поверхность обтекателя.

В приведенном на фигуре узле соединения обтекателя, состоящего из металлического шпангоута, упругого адгезива, керамической оболочки, воздушного зазора и обечайки, указанный технический эффект достигается тем, что образующие воздушный зазор внутренняя поверхность 15 обечайки и наружная поверхность 12 оболочки выполнены зеркальными.

Такое решение вытекает из зависимости плотности теплового потока, который подводится через обечайку и воздушный зазор к наружной поверхности керамической оболочки. Зависимость плотности теплового потока имеет вид

где

q - плотность теплового потока; εn - приведенная степень черноты;

co - коэффициент излучения абсолютно черного тела, равный

T1 - температура поверхности обечайки со стороны зазора;

Т2 - температура наружной поверхности керамической оболочки внутри зазора;

ε1 - степень черноты поверхности обечайки со стороны зазора;

ε2 - степень черноты наружной поверхности керамической оболочки внутри зазора.

Из формулы (2) видно, что значение приведенной степени черноты εn в зависимости от значения ε1 и ε2 может меняться от 1 до бесконечно большой величины. При уменьшении значения степени черноты поверхности обечайки и поверхности керамики приведенная степень черноты εn уменьшается и, как следствие, уменьшается плотность теплового потока, который подводится к керамической оболочке через воздушный зазор. Уменьшение степени черноты ε1 и ε2 означает увеличение отражательной способности поверхностей. Отсюда вытекает, что минимальное значение приведенной степени черноты может быть достигнуто при зеркальном исполнении поверхностей, которые образуют воздушный зазор под обечайкой.

На фигуре представлен общий вид головного обтекателя ракеты. Головной обтекатель ракеты включает керамическую оболочку 1, соединенную эластичным клеем 2 с шпангоутом, состоящим из инварного переходника 3 и титанового стыкового элемента 4, соединенных между собой штифтами 5, буртом 6 стыкового элемента и буртом 7 переходника, и герметизированных резиновым кольцом 8. Конструкция также включает обечайку 9 из жаропрочного материала, в области торцов которой установлены пояса 10 из резиноподобного теплостойкого материала, образующие замкнутую воздушную полость с зазором 11 относительно смежных поверхностей, причем наружная поверхность 12 оболочки и внутренняя поверхность 13 обечайки выполнены зеркальными.

Технический эффект (снижение температуры шпангоута по сравнению с прототипом при одних и тех же граничных условиях на наружной поверхности обечайки 9) достигается за счет переизлучения зеркальных поверхностей 12 и 13.

Предлагаемое техническое решение позволяет существенно повысить теплозащиту узла соединения без изменения конструкции обтекателя.

Техническим результатом изобретения является снижение температуры шпангоута не менее чем на 20% по сравнению с прототипом при одних и тех же граничных условиях на наружной поверхности обтекателя.

Головной обтекатель ракеты, включающий керамическую оболочку, соединенную эластичным клеем с шпангоутом, состоящим из переходника, выполненного из металла, согласованного по температурному коэффициенту линейного расширения (ТКЛР) с материалом оболочки, и титанового стыкового элемента, соединенных между собой штифтами и буртами, герметизирующие элементы и обечайку из жаропрочного материала, установленную с зазором относительно наружных поверхностей керамической оболочки и стыкового элемента, отличающийся тем, что внутренняя поверхность обечайки и наружная поверхность оболочки выполнены зеркальными.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к антенно-фидерным устройствам преимущественно к широкополосным системам «антенна-обтекатель» для работы в совмещенных диапазонах. .

Изобретение относится к области создания конструкций антенных обтекателей высокоскоростных ракет с оболочками из жаростойких керамических материалов. .

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано для испытаний и измерений радиотехнических характеристик (РТХ) антенных обтекателей. .

Изобретение относится к области авиационной и ракетной техники, преимущественно к антенным обтекателям скоростных ракет различных классов. .

Изобретение относится к антенно-фидерным устройствам, преимущественно к широкополосным антенным системам «антенна-обтекатель». .

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано при радиотехнических испытаниях систем антенна-обтекатель. .
Изобретение относится к ракетной технике, а точнее к технологии изготовления антенных обтекателей радиоуправляемых ракет из кварцевой керамики. .

Изобретение относится к области авиационной и ракетной технике, преимущественно к радиопрозрачным обтекателям скоростных летательных аппаратов различных классов.
Изобретение относится к области авиационной и ракетной техники, в частности к антенным обтекателям скоростных ракет из пористой керамики. .

Изобретение относится к антенной технике, в частности к радиопрозрачным укрытиям сверхширокополосных антенн, работающих в диапазоне ультравысоких (УВЧ) и сверхвысоких (СВЧ) частот.

Изобретение относится к судостроению, а именно к обтекателям гидроакустических станций, и касается вопроса конструирования обтекателя антенны гидроакустической станции

Изобретение относится к области создания конструкций антенных обтекателей высокоскоростных ракет с оболочками из жаростойких керамических материалов
Изобретение относится к области авиационной и ракетной техники и может быть использовано при изготовлении антенных обтекателей скоростных ракет из пористой керамики
Изобретение относится к области авиационной и ракетной техники и преимущественно может быть использовано при изготовлении антенных обтекателей скоростных ракет из керамики

Изобретение относится к области создания конструкций антенных обтекателей высокоскоростных ракет с оболочками из жаростойких керамических материалов. Технический результат - обеспечение работоспособности антенного обтекателя для условий одновременного удовлетворения воздействию превалирующих нагрузок: тепловой - при менее значительной силовой и силовой - при менее значительной тепловой, а также при любом соотношении нагрузок на промежуточных траекториях. Антенный обтекатель содержит керамическую оболочку и металлический стыковой шпангоут, соединенные между собой термостойким клеем. Изгибная жесткость внутренней полки шпангоута составляет 85-95% от изгибной жесткости оболочки в поперечном сечении, проходящем через переднюю кромку шпангоута. Длину клеевого соединения определяют при максимальном силовом воздействии, а радиальный зазор между оболочкой и шпангоутом равен максимальному радиальному расширению шпангоута от теплового воздействия на обтекатель. Торцевой зазор между оболочкой и шпангоутом принимается пропорционально радиальному зазору, с коэффициентом пропорциональности, равным соотношению между длиной клеевого соединения и наружным диаметром шпангоута, с учетом модуля нормальной упругости клея. 2 ил.

Изобретение относится к конструктивным элементам фюзеляжа летательного аппарата. Обтекатель антенны, установленный на самолете, содержит радиопрозрачную переднюю и металлическую заднюю части, обшивку, подкрепленную силовым набором. Обтекатель выполнен обтекаемой сигарообразной формы с жесткой металлической панелью в верхней части по всей длине, являющейся основанием для установки наружных антенн и имеющей люки, закрываемые крышками. На верхней поверхности радиопрозрачной передней части установлена металлизирующая накладка. Обтекатель установлен на пилоне над фонарем кабины летчиков, приподнят над поверхностью фюзеляжа, выдвинут вперед относительно выступа упомянутого фонаря, имеет вырез внизу по контуру пилона и закреплен легкосъемными замками на силовом поясе с ответным силовым поясом пилона, стационарно установленного на фюзеляже, в силовую схему которого включены балки для крепления поворотной антенны. Изобретение направлено на увеличение зоны обзора. 9 ил.

Изобретение относится к области авиационной и ракетной техники и может использоваться преимущественно в конструкциях высокоскоростных ракет различных классов. Технический результат - увеличение длительности эксплуатационного режима за счет сохранения прочности соединения металл-керамика при силовых и тепловых воздействиях на обтекатель. Антенный обтекатель включает (соединенный эластичным клеем на кремнеорганической основе) керамический колпак с выполненной на внутренней поверхности выборкой, металлические шпангоут и соединительный переходник, металлическое разрезное кольцо, соединенные между собой крепежными элементами и эластичным клеем на кремнеорганической основе к сопрягаемым поверхностям. К торцу керамического колпака пристыковано опорное металлическое кольцо, а на внутренней поверхности керамического колпака выполнена выборка, в которой по сопрягаемым поверхностям установлено разрезное металлическое кольцо длиной, соизмеримой с длиной шпангоута, и снабженное буртиком, размещенным в ответном пазу опорного кольца. Опорное кольцо связано с металлическим шпангоутом фиксаторами в виде радиально ориентированных штифтов, а с соединительным переходником скреплено неподвижно винтами по окружной соприкасаемой поверхности и по торцевым соприкасаемым поверхностям дополнительно связано посредством соответствующих друг другу скосов. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к области радиотехники, а именно к защите антенн от воздействия внешних факторов окружающей среды. Техническим результатом является расширение диапазона частот проходящих радиоволн от 3 до 30 ГГц через многослойное радиопрозрачное укрытие для антенн с одновременным упрощением его конструкции. Широкодиапазонное многослойное радиопрозрачное укрытие для антенн, содержащее ряд расположенных параллельно друг другу тонких слоев, включающих несущий слой, отличается тем, что входной наружный слой, обращенный в сторону падающего излучения, имеет диэлектрическую проницаемость от 1,8 до 2,2 и толщину от 2 до 4 мм, а наружный выходной слой выполнен электропроводящим, имеющим поверхностное электрическое сопротивление от 300 до 700 Ом. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к авиационной и ракетно-космической технике, а именно к головным отсекам (ГО) летательных аппаратов (ЛА). ГО ЛА содержит переднюю панель в виде клина с плоскими иллюминаторами, осесимметричную с переменным сечением боковую обечайку со стыковочным шпангоутом, складную телескопическую аэродинамическую иглу. Иллюминаторы выполнены с различным диапазоном пропускания. Боковая обечайка выполнена биконической, оживальной, параболической, в виде сплайна или их комбинаций. В боковой обечайке выполнена призматическая, цилиндрическая, оптически- и радиопрозрачная вставка. Передняя панель и часть боковой обечайки выполнены поворотными и отделены от неподвижной части герметичной мембраной и в плоскости их разделения установлен подшипник. На внутренней стороне боковой обечайки и передней панели установлена теплоизоляция, на внутренней стороне иллюминаторов установлены сдвигающиеся теплоизолирующие накладки. Изобретение позволяет повысить точность наведения ГО ЛА. 18 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к области радиолокации и может быть использовано в радиотехнических устройствах подводных судов. Технический результат - уменьшение громоздкости без увеличения задержки излучения и приема электромагнитных сигналов. Антенное устройство, состоящее из антенны и привода над корпусом рубки и блока управления приводом, имеющим выход, соединенный с входом привода, жестко связанного с антенной, отличающееся тем, что вводится радиопрозрачный глубоководный защитный кожух с антенной и приводом, внутри жестко связанный с корпусом рубки, имеющим жесткую связь с приводом, вход которого соединен с выходом блока управления приводом через отверстие в корпусе рубки. 1 ил.
Наверх