×
27.01.2014
216.012.9c36

Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КОРПУСА РАКЕТНОГО ДВИГАТЕЛЯ ИЗ ПОЛИМЕРНЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ И КОРПУС РАКЕТНОГО ДВИГАТЕЛЯ ИЗ ПОЛИМЕРНЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ

Вид РИД

Изобретение

Аннотация: 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.

Группа изобретений относится к области ракетного машиностроения, в частности к производству разъемных корпусов из композитов ракетных двигателей твердого топлива, соединяемых по резьбе после заполнения их топливом.

Известен способ изготовления корпуса и корпус в виде кокона по патенту RU №2144644 от 14.05.1998 г., МПК7 F17C 1/00, B21D 51/24. Корпус разрезают перпендикулярно продольной оси, потом соединяют.

Известен корпус из полимерных композиционных материалов и способ намотки кокона по патенту США №3258379 от 26.06.61 г. НКИ 156-175.

Известен корпус из полимерных композиционных материалов и способ намотки многослойной силовой оболочки по патенту Франции №2088342 от 30.04.71 г. МПК В29С 27/00.

Известен корпус в виде кокона по патенту RU №2049289 от 16.10.1992 г., МПК7 F17C 1/00.

Известен корпус из полимерных композиционных материалов по патенту RU №2266459 от 05.12.2003 г., МПК7 F16L 13/10.

Известен корпус ракетного двигателя из композиционных материалов по патенту RU №2339830 от 30.01.2007 г., МПК7 F02K 9/34.

Известен корпус ракетного двигателя из композиционных материалов типа «Кокон» по патенту RU №232050 от 01.06.2006 г., МПК7 F02K 9/34.

Известен ракетный двигатель твердого топлива, выполненный из композиционного материала по патенту RU №2117808 от 10.04.97, МПК7 F02K 9/08.

Известные устройства и известный способ определяют общий уровень техники и не являются особо релевантными, поэтому предлагаемыми решениями устраняются недостатки общего известного уровня техники.

Недостатками общего известного уровня техники для способа является низкая технологичность изготовления корпуса, в частности низкая технологичность и качество резьбы для соединения частей корпуса. При использовании металлической резьбовой втулки с наружной резьбой недостатком является низкая технологичность ее вматывания, а также низкая надежность работы в условиях высокого внутреннего давления из-за концентратора напряжений на границе композита с металлом. При нарезании резьбы непосредственно на силовой оболочке недостатком является низкая технологичность мехобработки композита на основе арамидных волокон, пропитанных эпоксидным связующим. Волокна не перерезаются, а разрываются и разлохмачиваются с большим количеством ворсов, которые приводят к заклиниванию в соединяемых по резьбе деталях. При нарезании резьбы на подмоте стеклопластиковым жгутом недостатком является низкая надежность ее работы, так как основной вид ее нагружения, при отсутствии волокон арамида частично радиального направления - межслоевой срез, то есть практически срез по низкопрочному связующему, даже когда шаг намотки совпадает с шагом резьбы, и гребни резьбы выполнены из непрерывных стекловолокон. При нарезании резьбы после проминания канавок в спиральном арамидном слое намоткой стекложгута с шагом, равным шагу резьбы, недостатками являются низкая технологичность из-за избыточного количества ворсов при попадании режущего инструмента между канавками проминания и низкая надежность работы резьбы из-за отсутствия ворсов при попадании режущего инструмента в канавки. Нарезание резьбы с попаданием в зону образования оптимального количества ворсов, необходимых для армирования клеевого соединения резьбы при сборке корпуса, практически невозможно. При про-минании канавок в спиральном арамидном слое намоткой стекложгута недостатком является низкая эффективность проминания из-за раскладки пропитанного жгута в ленту. При использовании сухого жгута недостатком является (хотя и в значительно меньшей степени) также раскладка нескрученного жгута (ровинга) и низкое контактное давление из-за низкого усилия натяжения жгута. Низкая эффективность проминания обусловлена еще и высокой плотностью завершающего арамидного спирального слоя из-за высокого контактного давления при намотке его волокон с углом, превышающим минимально возможный по условию близкого к геодезическому расположению их на оправке, так как контактное давление пропорционально Sin2φ, где φ - угол намотки жгутов спирального слоя, и усилию натяжения, то есть низкая эффективность проминания обусловлена еще и низкой разностью оптимального натяжения спиральных жгутов арамидного слоя и натяжения проминающего жгута (см стр.203 книги «Технология ракетных аэродинамических конструкций из полимерных композиционных материалов», Буланов И.М., Воробей В.В., 1998 г., Москва, изд. МГТУ им. Баумана). Также недостатком является неудовлетворительная форма промятых канавок арамидного слоя из-за неоптимального соотношения размера сечения и шага намотки проминающего жгута. Кроме того, недостатком способа является неудовлетворительное качество низкоэластичного клеевого соединения резьбы корпуса из-за неудовлетворительной пропитки клеем с высокой реологической вязкостью арамидных ворсов, а также неравномерное нагружение витков резьбы.

Недостатками общего известного уровня техники для устройства является низкая надежность его работы в условиях высокого внутреннего давления из-за низкой надежности работы резьбы кокона на срез, при отсутствии в зоне среза, совпадающего с внутренним диаметром резьбы, армирующих волокон частично радиального направления, и при отсутствии связи клеевого соединения резьбы с силовой оболочкой кокона, также недостатком является низкое качество витков резьбы из-за отсутствия монолитности их армирующих волокон на всем их протяжении, а также недостатком является низкая технологичность расположения арамидных волокон в зоне среза резьбы в частично радиальном направлении путем проминания этих волокон намоткой стекложгута из-за высокой плотности арамидных волокон при спиральной намотке арамидных волокон с углом, превышающим минимально возможный по условию расположения их на оправке близкого к геодезическому. Кроме того, недостатком является низкая надежность работы резьбового соединения из-за неравномерного нагружения витков резьбы при низкой эластичности его клеевой фиксации.

Технической задачей, на решение которой направлены заявляемые изобретения, является разработка и создание высокотехнологичных корпусов ракетных двигателей высокого качества с повышенной надежностью работы в условиях высокого внутреннего давления.

Технический результат для способа, который может быть достигнут при решении поставленной задачи, заключается в следующем:

- в повышении технологичности корпуса за счет исключения вматывания металлической резьбовой втулки с наружной резьбой, а также в повышении надежности работы корпуса в условиях высокого внутреннего давления за счет исключения концентратора напряжений на границе композита с металлом;

- в повышении технологичности нарезания резьбы непосредственно на силовой оболочке за счет повышения технологичности мехобработки композита на основе арамидных волокон, пропитанных эпоксидным связующим (при которой волокна не перерезаются, а разрываются и разлохмачиваются с большим количеством ворсов, которые приводят к заклиниванию в соединяемых по резьбе деталях), так как мехобработку резьбы осуществляют не на всю ее глубину и с оптимальным количеством ворсов;

- в повышении технологичности мехобработки композита на основе арамидных волокон, пропитанных эпоксидным связующим, а также в повышении надежности работы за счет образования локальных зон с оптимальным количеством ворсов, необходимых для армирования клеевого соединения резьбы при сборке корпуса, равномерно распределенных по всему резьбовому соединению;

- в повышении технологичности нарезания резьбы за счет повышения эффективности проминания с исключением раскладки пропитанного жгута в ленту и уменьшением раскладки нескрученного жгута при повышении контактного давления, а также за счет оптимизации формы промятых канавок арамидного слоя оптимизацией соотношения размера сечения и шага намотки проминающего жгута;

- в повышении технологичности нарезания резьбы и ее качества, а также надежности ее работы, так как витки резьбы выполнены из непрерывных волокон, скрепленных с силовой оболочкой в локальных зонах высокопрочными арамидными волокнами частично радиального направления, а также с материалом клеевого соединения с оптимальным количеством разлохмаченных арамидных волокон;

- в повышении технологичности нарезания резьбы за счет повышения эффективности проминания с уменьшением степени раскладки жгута в ленту;

- в повышении эффективности проминания завершающего арамидного спирального слоя оптимизацией его плотности за счет снижения контактного давления при намотке его волокон с минимальным углом по условию близкого к геодезическому расположению их на оправке;

- в повышении качества клеевого соединения за счет его армирования ворсами арамидных волокон при их пропитке клеем с низкой реологической вязкостью, а также в повышении надежности работы за счет более равномерного нагружения витков резьбы.

Технический результат для устройства, который может быть достигнут при решении поставленной задачи, заключается в следующем:

- в повышении надежности работы в условиях высокого внутреннего давления за счет повышения надежности работы резьбы кокона на срез, при наличии в зоне среза, совпадающего с внутренним диаметром резьбы, армирующих волокон частично радиального направления (на боковых поверхностях промятых канавок), а также в повышении качества витков резьбы благодаря монолитности их армирующих волокон на всем их протяжении;

- в повышении надежности работы резьбы кокона на срез за счет связи клеевого соединения резьбы с силовой оболочкой кокона;

- в повышении технологичности расположения арамидных волокон в зоне среза резьбы в частично радиальном направлении путем проминания этих волокон намоткой стекложгута благодаря оптимальной плотности арамидных волокон при спиральной намотке арамидных волокон с минимально возможным углом по условию близкого к геодезическому расположению их на оправке;

- в повышении надежности работы резьбового соединения за счет равномерного нагружения витков резьбы при высокой эластичности его клеевой фиксации.

Поставленная задача с достижением технического результата решается тем, что способ изготовления корпуса ракетного двигателя из полимерных композиционных материалов, при котором наматывают силовую оболочку в виде кокона спирально-кольцевой намоткой из жгутов арамидных волокон, перед задним удаляемым днищем на цилиндрической части нарезают резьбу для соединения с сопловым блоком двигателя, при этом намотку кокона завершают двойным спиральным слоем наружным диаметром, превышающим внутренний диаметр резьбы и не превышающим средний диаметр резьбы, а 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. Скрутку сухого жгута выполняют из расчета (8±2) оборота на один метр. Намотку завершающего двойного спирального слоя осуществляют с минимальным углом намотки. Намотку арамидными и стекложгутами осуществляют с применением эпоксидного связующего, а резьбовое соединение корпуса и соплового блока осуществляют на эластичном клее, например, на основе полиуретана.

Отличительными признаками для способа являются следующие признаки:

- на цилиндрической части нарезают резьбу для соединения с сопловым блоком двигателя - признаки существенные, предусматривают наличие новых операций, направлены на решение поставленной задачи с достижением технического результата, заключающегося в повышении технологичности корпуса за счет исключения вматывания металлической резьбовой втулки с наружной резьбой, а также в повышении надежности работы корпуса в условиях высокого внутреннего давления за счет исключения концентратора напряжений на границе композита с металлом;

- намотку кокона завершают двойным спиральным слоем наружным диаметром, превышающим внутренний диаметр резьбы и не превышающим средний диаметр резьбы, а в зоне нарезаемой впоследствии резьбы в арамидных волокнах проминают винтовую канавку - признаки существенные, предусматривают наличие новых операций, новую последовательность и новое исполнение операций, направлены на решение поставленной задачи с достижением технического результата, заключающегося в повышении технологичности нарезания резьбы непосредственно на силовой оболочке за счет повышения технологичности мехобработки композита на основе арамидных волокон, пропитанных эпоксидным связующим (при которой волокна не перерезаются, а разрываются и разлохмачиваются с большим количеством ворсов, которые приводят к заклиниванию в соединяемых по резьбе деталях), так как мехобработку резьбы осуществляют не на всю ее глубину и с оптимальным количеством ворсов;

- канавку проминают с шагом, равным (1,4-1,6) шага резьбы кокона - признаки существенные, предусматривают новые параметры операций, направлены на решение поставленной задачи с достижением технического результата, заключающегося в повышении технологичности мехобработки композита на основе арамидных волокон, пропитанных эпоксидным связующим, а также в повышении надежности работы за счет образования локальных зон с оптимальным количеством ворсов, необходимых для армирования клеевого соединения резьбы при сборке корпуса, равномерно распределенных по всему резьбовому соединению;

- канавку проминают намоткой с максимальной силой натяжения сухого, предварительно скрученного, стекложгута диаметром сечения, превышающим четверть шага его намотки и не превышающим половину шага - признаки существенные, предусматривают наличие новых операций, новую последовательность и новое исполнение операций, направлены на решение поставленной задачи с достижением технического результата, заключающегося в повышении технологичности нарезания резьбы за счет повышения эффективности проминания с исключением раскладки пропитанного жгута в ленту и уменьшением раскладки нескрученного жгута при повышении контактного давления, а также за счет оптимизации формы промятых канавок арамидного слоя оптимизацией соотношения размера сечения и шага намотки проминающего жгута;

- 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 - признаки существенные, предусматривают наличие новых операций, новую последовательность и новое исполнение операций, направлены на решение поставленной задачи с достижением технического результата, заключающегося в повышении технологичности нарезания резьбы и ее качества, а также надежности ее работы, так как витки резьбы, в этом случае, выполнены из непрерывных волокон, скрепленных с силовой оболочкой в локальных зонах высокопрочными арамидными волокнами частично радиального направления, а также с материалом клеевого соединения с оптимальным количеством разлохмаченных арамидных волокон;

- скрутку сухого жгута выполняют из расчета (8±2) оборота на один метр - признаки существенные, предусматривают изменение параметров операций, направлены на решение поставленной задачи с достижением технического результата, заключающегося в повышении технологичности нарезания резьбы за счет повышения эффективности проминания с уменьшением степени раскладки жгута в ленту;

- намотку завершающего двойного спирального слоя осуществляют с минимальным углом намотки - признаки существенные, предусматривают изменение параметров операций, направлены на решение поставленной задачи с достижением технического результата, заключающегося в повышении эффективности проминания завершающего арамидного спирального слоя оптимизацией его плотности за счет снижения контактного давления при намотке его волокон с минимальным углом по условию близкого к геодезическому расположению их на оправке;

- намотку арамидными и стекложгутами осуществляют с применением эпоксидного связующего, а резьбовое соединение корпуса и соплового блока осуществляют на эластичном клее, например, на основе полиуретана - признаки существенные, предусматривают новое исполнение операций, направлены на решение поставленной задачи с достижением технического результата, заключающегося в повышении качества клеевого соединения за счет его армирования ворсами арамидных волокон при их пропитке клеем с низкой реологической вязкостью, а также в повышении надежности работы за счет более равномерного нагружения витков резьбы.

Поставленная задача с достижением технического результата для устройства решается тем, что корпус ракетного двигателя из полимерных композиционных материалов, содержащий 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, при этом 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, а резьбовое соединение зафиксировано эластичным клеем, армированным ворсами арамидных волокон, образованными при упомянутом их перерезании. Наружный спиральный слой кокона выполнен с минимальным углом намотки. Эластичный клей выполнен на основе полиуретана, например СКУ-ПФЛ.

Отличительными признаками для устройства являются следующие признаки:

- 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 - признаки существенные, предусматривают наличие новых элементов, новое их расположение, новое исполнение, применение нового материала, направлены на решение поставленной задачи с достижением технического результата, на повышение надежности работы в условиях высокого внутреннего давления за счет повышения надежности работы резьбы кокона на срез, при наличии в зоне среза, совпадающего с внутренним диаметром резьбы, армирующих волокон частично радиального направления (на боковых поверхностях промятых канавок), а также на повышение качества витков резьбы благодаря монолитности их армирующих волокон на всем их протяжении;

- резьбовое соединение зафиксировано эластичным клеем, армированным ворсами арамидных волокон, образованными при упомянутом их перерезании - признаки существенные, предусматривают наличие новых элементов и новое их исполнение, направлены на решение поставленной задачи с достижением технического результата, на повышение надежности работы резьбы кокона на срез за счет связи клеевого соединения резьбы с силовой оболочкой кокона;

- наружный спиральный слой кокона выполнен с минимальным углом намотки - признаки существенные, предусматривают новое соотношение размеров, направлены на решение поставленной задачи с достижением технического результата, на повышение технологичности расположения арамидных волокон в зоне среза резьбы в частично радиальном направлении путем проминания этих волокон намоткой стекложгута благодаря оптимальной плотности арамидных волокон при спиральной намотке арамидных волокон с минимально возможным углом по условию близкого к геодезическому расположению их на оправке;

- эластичный клей выполнен на основе полиуретана, например СКУ-ПФЛ - признак существенный, предусматривает обоснованное применение нового материала, направлен на решение поставленной задачи с достижением технического результата, на повышение надежности работы резьбового соединения за счет равномерного нагружения витков резьбы при высокой эластичности его клеевой фиксации.

Указанные отличительные признаки являются существенными, поскольку каждый в отдельности и все совместно направлены на решение поставленной задачи с достижением технических результатов. 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 технических результатов и характеризует предложенные технические решения существенными отличиями по сравнению с известным уровнем техники и аналогами. Данные технические решения являются результатом научно-исследовательской и экспериментальной работы по повышению технологичности изготовления и надежности работы корпусов ракетных двигателей из полимерных композитов без использования известных проектировочных решений, рекомендаций, материалов и обладают неочевидностью, что свидетельствует об их соответствии критерию «изобретательский уровень».

Сущность изобретений поясняется чертежами, где на фиг.1 представлен общий вид способа изготовления корпуса, на фиг.2 - общий вид способа изготовления резьбы, на фиг.3 - сечение впадины резьбы, на фиг.4 - общий вид корпуса, на фиг.5 - сечение резьбового соединения.

Способ изготовления корпуса 1 ракетного двигателя из полимерных композиционных материалов, при котором наматывают силовую оболочку 2 в виде кокона спирально-кольцевой намоткой из жгутов арамидных волокон 3, перед задним удаляемым днищем 4 на цилиндрической части 5 нарезают резьбу 6 для соединения с сопловым блоком 7 двигателя, при этом намотку кокона завершают двойным спиральным слоем 8 наружным диаметром 9, превышающим внутренний диаметр 10 резьбы 6 и не превышающим средний диаметр 11 резьбы 6, а в зоне 12 нарезаемой впоследствии резьбы в арамидных волокнах проминают винтовую канавку 13 с шагом 14, равным (1,4-1,6) шага 15 резьбы 6 кокона намоткой с максимальной силой натяжения сухого, предварительно скрученного 16, стекложгута 17 диаметром 18 сечения, превышающим четверть шага 14 его намотки и не превышающим половину шага 14, затем поверх сухого стекложгута 17 наматывают сплошные слои 19 пропитанного стекложгута с шагом, равным шагу 15 резьбы 6, до наружного диаметра 20, превышающего наружный диаметр 21 резьбы 6, причем намотку стекложгутов 19 осуществляют с направлением, совпадающим с направлением резьбы кокона. Скрутку 16 сухого жгута 17 выполняют из расчета (8±2) оборота на один метр. Намотку завершающего двойного спирального слоя 8 осуществляют с минимальным углом 22 намотки. Намотку арамидными 3 и стекложгутами 19 осуществляют с применением эпоксидного связующего, а резьбовое соединение 23 корпуса 1 и соплового блока 7 осуществляют на эластичном клее 24, например, на основе полиуретана.

Корпус 1 ракетного двигателя из полимерных композиционных материалов, содержащий силовую оболочку 2 в виде кокона без заднего днища 4, выполненного спирально-кольцевой намоткой из арамидных жгутов 3, пропитанных эпоксидным связующим, и сопловой блок 7, скрепленный с силовой оболочкой резьбовым соединением 23, при этом наружный арамидный слой 8 кокона выполнен двойным спиральным, витки резьбы 6 кокона выполнены преимущественно из непрерывных, пропитанных эпоксидным связующим, стекловолокон 19, снабженных в зоне 25 над внутренним диаметром 16 резьбы 6 расположенными в различных направлениях отрезками 26 волокон арамида и стекловолокон 27, образованными проминанием не совпадающих с шагом 15 резьбы канавок 13 в арамидном слое 8 намотанным стекложгутом 17 с последующей нарезкой резьбы 6 с частичным перерезанием этих волокон 26, 27, а резьбовое соединение 23 зафиксировано эластичным клеем 24, армированным ворсами 28 арамидных волокон, образованными при упомянутом их перерезании. Наружный спиральный слой 8 кокона выполнен с минимальным углом 22 намотки. Эластичный клей 24 выполнен на основе полиуретана, например СКУ-ПФЛ.

Пример конкретного исполнения способа заключается в том, что на разборную оправку 30 укладывают герметизирующий теплозащитный слой 31 и наматывают силовую оболочку 2. Завершающий арамидный спиральный слой 8 наматывают с оптимизацией его плотности за счет снижения контактного давления при намотке его волокон с минимальным углом 22 по условию близкого к геодезическому расположению их на оправке 30, а также при намотке с оптимальным натяжением (не максимальным). При этом проминающий жгут 17 наматывают с контактным давлением, значительно превышающим контактные давления предыдущих слоев за счет максимального его натяжения (близкого к предельному по условию разрыва) и угла 22 намотки, близкого к максимальному (90°). Проминающий жгут 17 наматывают сухим с последующей пропиткой его связующим волокон 19 стекложгута витков резьбы 6, и выполнен проминающий жгут 17 из скрученных 16 волокон 27, а после мехобработки резьбы 6, ее витки снабжены отрезками волокон 27 различного направления (в том числе и частично радиального).

Таким образом, наружная поверхность силовой оболочки 2 в зоне 12 резьбы приобретает гофрированную форму со средним диаметром 32 гофр (винтовой канавки 13), расположенным в зоне 33 среза 34 резьбы 6 при ее критической работе, повышая надежность работы резьбы за счет наличия в нижней части ее профиля арамидных волокон 35 частично радиального направления с пересечением ими зоны 33 среза 34. За счет несовпадения шагов резьбы 6 и винтовой канавки 13 волокна 35, при мехобработке резьбы 6, частично перерезаются с образованием отрезков частично радиального направления, равномерно расположенных по всей резьбе, а также с образованием ворсов 28, расположенных в локальных зонах также равномерно по всей резьбе.

При армировании клеевого соединения 24 арамидными ворсами 28, его прочность и связь с силовой оболочкой 2 значительно повышаются за счет пропитки ворсов 28 клеем с низкой реологической вязкостью, а также за счет дополнительного закрепления химической связью материала ворсов 28, содержащего в арамидной группировке NH-группы и клея 24, содержащего NCO-группы при приготовлении его на основе форполимера уретанового СКУ ПФЛ (см. патент RU 2414670 от 08.12.2008 МПК7 F41H 1/04).

Также пример конкретного исполнения способа заключается в том, что при намотке проминающим жгутом 17 его закрепляют на цапфе 36 оправки 30 и наматывают на цилиндрической части с оптимальным натяжением, при подходе к зоне 12 резьбы натяжение доводят до максимального. После термообработки участок жгута 17 до зоны 12 разматывают и удаляют.

Работает корпус 1 следующим образом. При работе его резьбы 6 на срез (сдвиг), зона 33 среза витков резьбы 6 расположена вблизи внутреннего диаметра 10 резьбы и среднего диаметра 32 канавок 13 и пересекает проминающие жгуты 17. Таким образом, зона 33 среза 34 снабжена отрезками арамидных волокон 35 частично радиального направления и отрезками скрученных 16 волокон 27 частично радиального направления, а также ворсами 28 арамидных волокон 35, армирующими клеевое соединение 24, дополнительно скрепленными с клеем химической связью, что значительно повышает надежность работы резьбы 6 на срез.

Таким образом, использование изобретений позволит создать высокотехнологичный корпус ракетного двигателя из полимерных композиционных материалов с повышенной надежностью его работы, что и подтверждает использование по назначению. Осуществимость изобретений подтверждена положительными результатами испытаний образцов и фрагментов конструкций, разработка и изготовление которых полностью основаны на представленном описании. В связи с этим, новое техническое решение соответствует и критерию «промышленная применимость», т.е. уровню изобретения.


СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КОРПУСА РАКЕТНОГО ДВИГАТЕЛЯ ИЗ ПОЛИМЕРНЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ И КОРПУС РАКЕТНОГО ДВИГАТЕЛЯ ИЗ ПОЛИМЕРНЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КОРПУСА РАКЕТНОГО ДВИГАТЕЛЯ ИЗ ПОЛИМЕРНЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ И КОРПУС РАКЕТНОГО ДВИГАТЕЛЯ ИЗ ПОЛИМЕРНЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КОРПУСА РАКЕТНОГО ДВИГАТЕЛЯ ИЗ ПОЛИМЕРНЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ И КОРПУС РАКЕТНОГО ДВИГАТЕЛЯ ИЗ ПОЛИМЕРНЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КОРПУСА РАКЕТНОГО ДВИГАТЕЛЯ ИЗ ПОЛИМЕРНЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ И КОРПУС РАКЕТНОГО ДВИГАТЕЛЯ ИЗ ПОЛИМЕРНЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КОРПУСА РАКЕТНОГО ДВИГАТЕЛЯ ИЗ ПОЛИМЕРНЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ И КОРПУС РАКЕТНОГО ДВИГАТЕЛЯ ИЗ ПОЛИМЕРНЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 71-80 of 93 items.
01.03.2019
№219.016.c9fa

Воздухозаборник летательного аппарата

Изобретение относится к области размещения реактивных двигателей на летательных аппаратах. Воздухозаборник содержит внешний обтекатель 3, входную кромку 4 и внутренний сужающийся обтекатель 5 из слоев композиционного материала. Каждый слой материала расположен эквидистантно рабочим поверхностям...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002297370
Дата охранного документа: 20.04.2007
11.03.2019
№219.016.dad9

Эпоксидное связующее для армированных пластиков

Изобретение относится к эпоксидному связующему для армированного пластика, применяемого в строительстве, машиностроении, ракетно-космической технике и т.п. в части обеспечения пожарной безопасности изделий. Связующее включает следующее соотношение компонентов в мас.ч.: 100 эпоксидно-диановой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002323236
Дата охранного документа: 27.04.2008
20.03.2019
№219.016.e68e

Аэродинамическая конструкция

Изобретение относится к области слоистых конструкций летательных аппаратов. Аэродинамическая конструкция (1) содержит заполненную сотовым наполнителем раму (3), выполненную из передней и задней боковин (5), концевого обтекателя (6), корневого элемента (7) с узлом крепления конструкции (1) к...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002333865
Дата охранного документа: 20.09.2008
29.03.2019
№219.016.f0d0

Способ изготовления многогранной трубы из слоистого композиционного материала и многогранная труба из слоистого композиционного материала

Изобретение относится к многогранным трубам из слоистого композиционного материала и способам их изготовления и может быть использовано при создании коробчатых пусковых труб для ракет с оперением. Способ заключается в том, что на оправку последовательно укладывают внутренний слой из...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002344934
Дата охранного документа: 27.01.2009
29.03.2019
№219.016.f0ff

Оправка для намотки конических оболочек из полимерных композиционных материалов и способ применения оправки для намотки конических оболочек из полимерных композиционных материалов

Изобретение относится к области машиностроения, к технологии намотки оболочечных конструкций из полимерных композиционных материалов, и может быть использовано при создании корпусов или отсеков-адаптеров летательных аппаратов, применяемых в ракетной и авиационной технике. Оправка для намотки...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002345890
Дата охранного документа: 10.02.2009
29.03.2019
№219.016.f453

Способ намотки силовой оболочки баллона высокого давления из полимерных композиционных материалов и баллон высокого давления из полимерных композиционных материалов

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к производству композитных баллонов высокого давления, используемых в основном для хранения и транспортировки сжатых и сжиженных газов. При реализации способа намотки силовой оболочки баллона высокого давления из полимерных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002327924
Дата охранного документа: 27.06.2008
29.03.2019
№219.016.f4d3

Транспортно-пусковой контейнер

Изобретение относится к ракетно-артиллерийскому вооружению. Транспортно-пусковой контейнер включает пакет параллельно расположенных пусковых пластиковых труб, закрепленных в задней и передней опорных стеклопластиковых диафрагмах, снабженных коробчатыми опорами. Опоры закреплены на нижних гранях...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002426053
Дата охранного документа: 10.08.2011
10.04.2019
№219.017.0299

Стеклопластиковая труба-оболочка с подогревом

Изобретение относится к транспортно-пусковым устройствам для ракет и используется в различных областях техники при изготовлении стеклопластиковых конструкций контейнерного типа со встроенной системой термостатирования. В стеклопластиковой трубе-оболочке с подогревом, содержащей собственно...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002393374
Дата охранного документа: 27.06.2010
10.04.2019
№219.017.0687

Транспортно-пусковой контейнер

Изобретение относится к ракетно-артиллерийскому вооружению. Транспортно-пусковой контейнер включает пакет параллельно расположенных пусковых труб из полимерных композиционных материалов, закрепленных в задней и передней опорных стеклопластиковых диафрагмах, снабженных коробчатыми опорами. Опоры...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002426054
Дата охранного документа: 10.08.2011
10.04.2019
№219.017.0a22

Транспортно-пусковой контейнер

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к транспортно-пусковым контейнерам устройств для запуска ракет. Транспортно-пусковой контейнер включает пакет параллельно расположенных и закрепленных в опорных и торцевых диафрагмах пусковых труб с быстросъемными крышками. Крышки...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002460959
Дата охранного документа: 10.09.2012
Showing 71-80 of 111 items.
10.05.2018
№218.016.3e78

Способ контроля качества многослойных композитных броневых преград из ткани и устройство для его осуществления

Группа изобретений относится к области измерительной техники, а именно к способу контроля качества композитных броневых преград из ткани и устройству для его осуществления. Способ включает установку композитной броневой преграды перед пластиной из пластичного материала, направление с заданной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002648552
Дата охранного документа: 26.03.2018
10.05.2018
№218.016.4812

Способ определения глубины залегания дефектов в изделиях из композиционных материалов

Использование: для автоматизированного контроля многослойных конструкций больших габаритов, изготовленных методом намотки. Сущность изобретения заключается в том, что выполняют определение ориентации дефектов на различных слоях изделия, создание атласа ориентации дефектов, регистрацию дефекта...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002650711
Дата охранного документа: 17.04.2018
10.05.2018
№218.016.49f9

Способ изготовления вкладыша подшипника скольжения

Изобретение относится к узлам трения гидромашин, гребных валов и прочим, работающим при высоких нагрузках. Предложен способ изготовления вкладыша подшипника скольжения, выполненного из армированного волокном эпоксидного пластика с заформованной в него системой цилиндрических элементов из...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002651546
Дата охранного документа: 20.04.2018
29.05.2018
№218.016.5595

Способ автоматизированного неразрушающего контроля качества изделий и устройство для его осуществления

Использование: для автоматизированного неразрушающего контроля качества изделий. Сущность изобретения заключается в том, что сканируют поверхность контролируемого объекта по крайней мере одним информационным датчиком физического поля, измеряют величины сигналов излучения физического поля с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002654298
Дата охранного документа: 17.05.2018
09.08.2018
№218.016.785d

Способ контроля качества многослойных композитных броневых преград из ткани и устройство для его осуществления

Изобретения относятся к измерительной технике. Способ заключается в измерении местоположения по глубине преграды слоя нитей, имеющих наибольшее энергопоглощение. Для его осуществления используют устройство, включающее устройство измерения скорости поражающего элемента, устройство для стрельбы и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002663414
Дата охранного документа: 06.08.2018
09.08.2018
№218.016.787c

Способ изготовления секций несущей решетки реверсера тяги

Изобретение относится к области авиации и касается разработки и производства элементов газотурбинного двигателя самолета. При изготовлении секций несущей решетки реверсера тяги самолета из полимерных композиционных материалов в продольные и поперечные канавки оправки непрерывным жгутом из...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002663249
Дата охранного документа: 03.08.2018
24.11.2018
№218.016.a08e

Бесконечная эластичная гусеница транспортного средства

Изобретение относится к области машиностроения, точнее к тракторостроению, и может быть использовано в различных типах гусеничных машин с эластичными бесконечными гусеницами. Гусеница транспортного средства в виде резиноармированной ленты содержит внутренние закладные элементы с выступающими...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002673168
Дата охранного документа: 22.11.2018
04.12.2018
№218.016.a31f

Способ теплового контроля поглощения энергии поражающего элемента многослойной текстильной броневой преградой и устройство для его осуществления

Группа изобретений относится к области измерительной техники и может быть использована для контроля качества композитных броневых преград на основе результатов теплового контроля при попадании поражающего элемента в броневую преграду. Способ включает направление с заданной скоростью поражающего...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002673773
Дата охранного документа: 29.11.2018
13.01.2019
№219.016.aef3

Способ автоматизированного пространственного контроля сплошности изделий и устройство для его осуществления

Группа изобретений относится к области измерительной техники и может быть использована для оценки надежности и качества изделий из материалов, имеющих большой разброс характеристик. Согласно способу в контролируемом изделии устанавливают эталонный дефект, соответствующий по характеристикам...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002676857
Дата охранного документа: 11.01.2019
20.02.2019
№219.016.c32e

Ткань комбинированная сатинового переплетения

Изобретение относится к производству комбинированных армирующих наполнителей и может быть использовано при изготовлении высоконагруженных силовых конструкций, обладающих антистатическим эффектом для корпуса баллона высокого давления из композиционных материалов. Ткань комбинированная сатинового...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002405072
Дата охранного документа: 27.11.2010
+ добавить свой РИД