Корпус ракетного двигателя твердого топлива



Корпус ракетного двигателя твердого топлива
Корпус ракетного двигателя твердого топлива
Корпус ракетного двигателя твердого топлива
Корпус ракетного двигателя твердого топлива

 


Владельцы патента RU 2478812:

Открытое акционерное общество Научно-производственное объединение "Искра" (RU)

Изобретение относится к области ракетной техники и может быть использовано при изготовлении корпусов ракетных двигателей твердого топлива из композиционного материала. Корпус ракетного двигателя твердого топлива из композиционных материалов типа «кокон» содержит силовую внутреннюю и наружную оболочки, сформированный на наружной оболочке стыковочный шпангоут с отверстиями и установленными в них штифтами. Отверстия и установленные в них штифты размещены в двух диаметрально противоположных сегментах шпангоута. Зоны стыковочного шпангоута, в которых размещены отверстия, охвачены П-образными металлическими накладками с отверстиями, соосными с отверстиями на шпангоуте. В плоскости симметрии противоположных сегментов установлены штифты, снабженные цилиндрическими гнездами для соединения с ответной частью стыкуемого изделия. Штифты содержат упорные буртики. Изобретение позволяет повысить надежность и снизить массу ракетного двигателя. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

 

Изобретение относится к области ракетной технике и может быть использовано при изготовлении корпусов ракетных двигателей твердого топлива (РДТТ) из композиционного материала (КМ).

Известен корпус РДТТ, содержащий силовую оболочку и узел стыка [Конструкции ракетных двигателей на твердом топливе / Под общ. ред. Л.Н.Лаврова - М.: Машиностроение, 1993, - 215 с., ил., страница 61, рис.2.18].

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому положительному эффекту к предлагаемому изобретению является корпус РДТТ из композиционного материала типа «кокон» [Конструкции ракетных двигателей на твердом топливе / Под общ. ред. Л.Н.Лаврова, - М.: Машиностроение, 1993 - 215 с., ил., страница 81, рис.2.28]. Корпус имеет наружную и внутреннюю цилиндрические оболочки, причем на наружной оболочке сформирован силовой шпангоут с радиальными отверстиями под штифты (крепежные элементы). Представленная конструкция обеспечивает жесткое соосное соединение с ответной частью изделия. При необходимости управления вектором тяги за счет поворота корпуса относительно ответной части изделия узел крепления должен сопрягаться с двумя внешними осями [Конструкция и проектирование ракетных двигателей твердого топлива / Фахрутдинов И.X. М.: Машиностроение, - 328 с., ил., страница 28, рис.1.15 (о)]. Сопряжение с внешними осями узла стыка корпуса РДТТ, выбранного в качестве прототипа, требует введения в конструкцию дополнительного кольцевого шпангоута для передачи усилия от внешних осей к узлу стыка корпуса РДТТ. Таким образом известная конструкция корпуса ограничивает ее эксплутационные возможности, а введение дополнительных элементов повышает массу, снижает надежность.

Технической задачей настоящего изобретения является расширение эксплутационных возможностей конструкции корпуса РДТТ, уменьшение массы.

Сущность изобретения заключается в том, что в корпусе РДТТ из композиционного материала типа «кокон», содержащем силовую внутреннюю и наружную оболочки, сформированный на наружной оболочке стыковочный шпангоут с отверстиями и установленными в них штифтами, последние размещены в двух диаметрально противоположных сегментах шпангоута, зоны стыковочного шпангоута, в которых размещены отверстия, охвачены П-образными металлическими накладками с отверстиями, соосными с отверстиями на шпангоуте, при этом в плоскости симметрии противоположных сегментов установлены штифты, снабженные цилиндрическими гнездами для соединения с ответной частью стыкуемого изделия. Штифты могут содержать упорные буртики.

Технический результат достигается за счет передачи усилия от корпуса РДТТ на стыкуемое к нему изделие непосредственно через узел стыка, выполненный из композиционного материала и усиленный с помощью накладок. Отсутствие промежуточной детали снижает массу и улучшает точностные параметры корпуса. Выполнение в узле стыка элементов крепления корпуса (цилиндрических гнезд), сопрягаемых с внешними осями, обеспечивает возможность качания корпуса РДТТ, т.е. расширение эксплутационных возможностей конструкции. Нагрузка (сила) от внешней оси, приложенная перпендикулярно к штифту, распределяется на дополнительные штифты через П-образную металлическую накладку. Нагрузка (сила) от внешней оси, приложенная к торцу штифта через упорные буртики, передается на плоскую площадку, выполненную в П-образной металлической накладке, и распределяется по поверхности контакта с узла стыка на его наружную цилиндрическую поверхность. Нагрузка (момент, перпендикулярный оси штифта) от штифта передается на П-образную металлическую накладку и через нее передается на наружную и внутреннюю цилиндрическую поверхность узла стыка.

Данное техническое решение не известно из патентной и технической литературы.

Изобретение поясняется следующим графическим материалом:

на фиг.1 показан фрагмент продольного разреза корпуса РДТТ;

на фиг.2 показан разрез А-А фиг.1;

на фиг.3 показан вид Б фиг.1, т.е. общий вид корпуса РДТТ;

на фиг.4 показана схема качания корпуса РДТТ.

Корпус РДТТ содержит силовую внутреннюю 1 и наружную 2 оболочки. Стыковочный шпангоут 3 сформирован на наружной оболочке 2. На стыковочном шпангоуте 3 выполнены отверстия 4. В отверстия 4 установлены штифты 5. Отверстия 4 и штифты 5 размещены в двух диаметрально противоположных сегментах шпангоута 3. Зоны стыковочного шпангоута 3, в которых размещены отверстия 4, охвачены П-образными металлическими накладками 6 с отверстиями 7. Отверстия 7 соосны с отверстиями 4 на шпангоуте 3. Установленные в плоскости симметрии 8 (фиг.3) штифты 5 снабжены цилиндрическими гнездами 9 для соединения с внешними осями. Дополнительные штифты 10 (фиг.2) (т.е. расположенные не в плоскости симметрии 8) контактируют с П-образными металлическими накладками 6 и цилиндрическими поверхностями отверстий 4 в шпангоуте 3. Штифты 5 содержат упорные буртики 11. Упорные буртики 11 контактируют с плоскими площадками 12, выполненными в П-образных металлических накладках 6.

Устройство работает следующим образом. При эксплуатации и работе корпус закреплен через штифты 5 и цилиндрические гнезда 9 посредством внешних осей, не входящих в состав корпуса. На корпус действуют различные нагрузки, например инерционные силы, реактивная сила РДТТ, силы, обеспечивающие качание корпуса. Указанные нагрузки воспринимаются корпусом через два локальных места - штифтами 5. С учетом того, что физико-механические характеристики КМ (например, прочность смятия) существенно ниже, чем у металла, требуется локальные нагрузки со штифтов 5 распределить на достаточно большую площадь пластикового стыковочного шпангоута 3. На штифт 5 действуют силы: приложенные к его боковой поверхности, т.е. перпендикулярные к оси штифта 5 (относительно корпуса тангенциальная и осевая); приложенная к торцу штифта 5 (стремящаяся вдавить штифт 5 вовнутрь стыковочного шпангоута 3); момент, перпендикулярный оси штифта 5 (стремящийся повернуть штифт 5). Нагрузка (сила), приложенная перпендикулярно к штифту 5, распределяется на дополнительные штифты 10 через П-образную металлическую накладку 6. При этом площадь контакта нагруженных штифтов 5 и дополнительных штифтов 10 с КМ (стыковочным шпангоутом 3) увеличивается пропорционально числу добавленных дополнительных штифтов 10, тем самым уменьшая действующие напряжения смятия. Нагрузка (сила), приложенная к торцу штифта 5 через упорные буртики 11, передается на плоские площадки 12 выполненные в П-образной металлической накладке 6 и распределяется по поверхности контакта со стыковочным шпангоутом 3 на его наружную цилиндрическую поверхность. Нагрузка (момент, перпендикулярный оси штифта) от штифта 5, контактирующего с поверхностью отверстий 7, передается на П-образную металлическую накладку 6 и через нее передается на цилиндрическую поверхность отверстия 4 стыковочного шпангоута 3.

Технико-экономическая эффективность предлагаемого изобретения, по сравнению с прототипом, в качестве которого выбран корпус РДТТ из композиционного материала [Конструкции ракетных двигателей на твердом топливе / Под общ. ред. Л.Н.Лаврова - М.: Машиностроение, 1993, - 215 с., ил., страница 81, рис.2.28.], заключается в расширении эксплутационных возможностей конструкции, уменьшении ее массы.

1. Корпус ракетного двигателя твердого топлива из композиционных материалов типа «кокон», содержащий силовую внутреннюю и наружную оболочки, сформированный на наружной оболочке стыковочный шпангоут с отверстиями и установленными в них штифтами, отличающийся тем, что отверстия и установленные в них штифты размещены в двух диаметрально противоположных сегментах шпангоута, зоны стыковочного шпангоута, в которых размещены отверстия, охвачены П-образными металлическими накладками с отверстиями, соосными с отверстиями на шпангоуте, при этом в плоскости симметрии противоположных сегментов установлены штифты, снабженные цилиндрическими гнездами для соединения с ответной частью стыкуемого изделия.

2. Корпус по п.1, отличающийся тем, что штифты содержат упорные буртики.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к ракетной технике и может быть использовано при создании корпуса ракетного двигателя твердого топлива (РДТТ) малого удлинения и заряда скрепленного, содержащего данный корпус.

Изобретение относится к технологии изготовления теплозащитных покрытий (ТЗП) поверхностей, подвергающихся воздействию высоких температур и скоростных потоков, и может быть использовано для изготовления ТЗП металлических корпусов РДТТ и вдвинутых в камеру сгорания металлических корпусов сопел РДТТ.

Изобретение относится к области ракетной техники и может быть использовано при разработке корпусов ракетных двигателей твердого топлива ракет и реактивных снарядов, в том числе снарядов систем залпового огня.

Изобретение относится к области ракетных или реактивных двигательных установок. .

Изобретение относится к машиностроению, а именно к снаряженным корпусам ракетных двигателей на твердом топливе (РДТТ), и может быть использовано при создании твердотопливных двигателей ракет.

Изобретение относится к области ракетной техники, преимущественно к таким системам, как неуправляемые авиационные ракеты, реактивные системы залпового огня и стартовые ступени зенитных управляемых ракет.

Изобретение относится к технологии изготовления внутреннего теплозащитного покрытия корпусов ракетных двигателей. .

Изобретение относится к ракетной технике и может быть использовано при создании корпуса ракетного двигателя твердого топлива системы аварийного спасения космического корабля и ракетного двигателя, содержащего данный корпус.

Изобретение относится к теплозащитным материалам, которые могут использоваться в авиа- и ракетостроении, и способны к экологически чистой утилизации в составе изделия.

Изобретение относится к машиностроению, а именно к корпусам твердотопливных ракетных двигателей из композиционного материала. .

Изобретение относится к области ракетной техники, в частности к способам непрерывного контроля над состоянием конструкции корпуса ракетного двигателя, выполненного из полимерного композитного материала

Изобретение относится к области ракетной техники и может быть использовано при изготовлении внутреннего теплозащитного покрытия корпусов ракетных двигателей
Предлагаемый способ относится к ракетной технике и предназначен для подготовки внутренней поверхности корпуса твердотопливного ракетного двигателя перед заливкой в корпус смесевого топлива. При подготовке внутренней поверхности корпуса перед заливкой смесевого топлива наносят на внутреннюю поверхность корпуса двигателя теплозащитное покрытие, выполненное с защитно-крепящим слоем, состоящим из герметизирующего слоя резины и слоя объемной эластичной ткани с развитой поверхностью. Непосредственно перед заливкой в корпус смесевого топлива удаляют объемную ткань с развитой поверхностью защитно-крепящего слоя. Изобретение позволяет упростить подготовку корпуса двигателя перед заливкой в него смесевого топлива без снижения прочности скрепления топлива с корпусом, а также уменьшить пассивную массу двигателя.

Корпус твердотопливного ракетного двигателя из композиционного материала содержит силовую цельномотанную оболочку типа «кокон» и оболочку второго кокона. Между наружной поверхностью днища силовой оболочки в зоне экватора и оболочкой второго кокона установлен кольцевой эластичный клин. В эластичном клине с торца выполнена кольцевая щель, внутренняя поверхность которой покрыта эластичной тканью, а внутри щели проложена фторопластовая пленка. Изобретение позволяет повысить надежность корпуса ракетного двигателя за счет исключения расслоения по контактным поверхностям эластичного клина. 3 ил.

При изготовлении корпуса ракетного двигателя из полимерных композиционных материалов наматывают силовую оболочку в виде кокона спирально-кольцевой намоткой из жгутов арамидных волокон, а перед задним удаляемым днищем на цилиндрической части нарезают резьбу для соединения с сопловым блоком двигателя. Намотку кокона завершают двойным спиральным слоем наружным диаметром, превышающим внутренний диаметр резьбы и не превышающим средний диаметр резьбы. В зоне нарезаемой впоследствии резьбы в арамидных волокнах проминают винтовую канавку с шагом, равным 1,4-1,6 шага резьбы кокона намоткой с максимальной силой натяжения сухого, предварительно скрученного, стекложгута диаметром сечения, превышающим четверть шага его намотки и не превышающим половину шага. Затем поверх сухого стекложгута наматывают сплошные слои пропитанного стекложгута с шагом, равным шагу резьбы, до наружного диаметра, превышающего наружный диаметр резьбы, причем намотку стекложгутов осуществляют с направлением, совпадающим с направлением резьбы кокона. Другое изобретение группы относится к корпусу ракетного двигателя из полимерных композиционных материалов. Корпус содержит силовую оболочку в виде кокона без заднего днища, выполненного спирально-кольцевой намоткой из арамидных жгутов, пропитанных эпоксидным связующим, и сопловой блок, скрепленный с силовой оболочкой резьбовым соединением. Наружный арамидный слой кокона выполнен двойным спиральным. Витки резьбы кокона выполнены преимущественно из непрерывных, пропитанных эпоксидным связующим, стекловолокон, снабженных в зоне над внутренним диаметром резьбы расположенными в различных направлениях отрезками волокон арамида и стекловолокон, образованными проминанием не совпадающих с шагом резьбы канавок в арамидном слое намотанным стекложгутом с последующей нарезкой резьбы с частичным перерезанием этих волокон. Резьбовое соединение зафиксировано эластичным клеем, армированным ворсами арамидных волокон, образованными при упомянутом их перерезании. Группа изобретений позволяет повысить технологичность изготовления корпуса ракетного двигателя. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к бессопловым ракетным двигателям твердого топлива. Ракетный двигатель содержит корпус и ракетное топливо. Прочность корпуса на разрыв от внутреннего давления в каждом конкретном поперечном сечении соответствует максимальному внутреннему давлению в этом сечении, причем в передней части корпуса она максимальна, а в районе заднего среза постепенно уменьшается. Изобретение позволяет снизить массу ракетного двигателя.

Изобретение относится к области ракетостроения и может быть использовано при изготовлении корпусов ракетных двигателей, в частности при нанесении теплозащитного покрытия на внутреннюю поверхность корпусов ракетных двигателей. Оправка для нанесения эластичного покрытия на внутреннюю поверхность корпуса включает центральную жесткую часть, эластичную технологическую оболочку и систему подачи рабочей среды. Центральная жесткая часть оправки выполнена с продольными ребрами жесткости с закрепленными на них формообразующими элементами - профилями и сменными накладками, образуя изолированные камеры, связанные с системой подачи рабочей среды. Периметры поперечного сечения центральной жесткой части оправки и эластичной технологической оболочки соответствуют внутреннему периметру поперечного сечения корпуса по всей его длине. Вдоль формообразующих элементов - профилей и сменных накладок - выполнены отверстия. Изобретение позволяет повысить технологичность и надежность покрытия. 4 ил.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при изготовлении оболочек корпусов из композиционных материалов, требующих по условиям эксплуатации нанесения на поверхность оболочек влагозащитных покрытий с антистатическими свойствами. Для защиты от влаги корпуса из композиционного материала на него наносят наружное влагозащитное покрытие с антистатическими свойствами. Влагозащитное покрытие формируют из 2-х слоев эмали на основе хлорсульфированного полиэтилена с добавкой комбинированного протекторного наполнителя в количестве 30 мас.ч. на 100 мас.ч. эмали. В качестве комбинированного протекторного наполнителя используют ультрадисперсный цинк пластинчатой и сферической формы при соотношении 1:1. Затем наносят 1-2 слоя эмали на основе хлорсульфированного полиэтилена с токопроводящим наполнителем, например эмали марки ХП-5237. Изобретение позволяет повысить надежность влагозащитного покрытия с антистатическими свойствами за счет снижения трещинообразования. 2 ил., 1 табл.

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к способам нанесения эластичного покрытия, например теплозащитного, на внутреннюю поверхность корпуса. При нанесении эластичного покрытия на внутреннюю поверхность корпуса, изготавливают эластичную оболочку на оправке и проводят вакуумирование полости между оболочкой и поверхностью оправки, причем площадь поверхности оправки соответствует площади внутренней поверхности корпуса. Подготавливают наружную поверхность оболочки к вклейке, устанавливают ее внутрь корпуса и вакуумируют полость между внутренней поверхностью корпуса и эластичной оболочкой. Одновременно с вакуумированием создают давление в полости между поверхностью оправки и оболочкой. Изобретение позволяет повысить качество покрытия по всей площади внутренней поверхности корпуса. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к области машиностроения, в частности, к изготовлению теплозащитных покрытий камер сгорания ракетных двигателей твердого топлива, имеющих металлические фланцы. При образовании теплозащитного покрытия формируют на оправках теплозащитное покрытие, соединяют с ним металлический фланец и осуществляют вулканизацию. В подфланцевой зоне после нанесения второго и перед нанесением двух последних слоев теплозащитного материала на его поверхности равномерно размещают продольные и поперечные сегменты предварительно «натренированной» идентично кривизне фланца нитиноловой проволоки диаметром 0,2-0,3 мм. Затем выкладывают другие слои теплозащитного покрытия с последующей вулканизацией образованного пакета. Изобретение позволяет повысить надежность теплозащитного покрытия. 2 ил.
Наверх