×
20.11.2014
216.013.0891

КОРПУС РАКЕТНОГО ДВИГАТЕЛЯ ТВЕРДОГО ТОПЛИВА ИЗ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в конструкциях корпусов ракетных двигателей твердого топлива из композиционных материалов. Корпус ракетного двигателя содержит силовую оболочку с фланцами, расположенными в полюсных отверстиях днищ, облицованную изнутри теплозащитным покрытием из резиноподобного материала с кольцами в своих торцевых частях у центральных отверстий фланцев. Со стороны внутренней поверхности, по меньшей мере, в одном фланце выполнены расположенные по соосной фланцу окружности ряд глухих резьбовых отверстий, а в кольце, соосные с отверстиями фланца, сквозные отверстия с зенковочными поверхностями с внутренней стороны. В отверстиях расположены винты, ввернутые во фланец без выступания за поверхность кольца и закрытые материалом теплозащитного покрытия. Отверстия в кольце выполнены диаметром, позволяющим смещаться винтам относительно оси отверстия при различных тепловых деформациях фланца и кольца. Кольцо выполнено из слоистого композиционного материала и расположено в массе материала теплозащитного покрытия с выходом на центральное отверстие фланца, образуя с последним единую поверхность центрального отверстия. Изобретение позволяет повысить надежность корпуса ракетного двигателя твердого топлива. 7 з.п. ф-лы, 4 ил.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в конструкциях корпусов ракетного двигателя твердого топлива (РДТТ) из композиционных материалов, а также в любых баллонах давления из композиционных материалов, содержащих внутреннее покрытие на основе резиноподобных материалов.

В корпусах РДТТ из композиционных материалов расположенное на внутренней поверхности теплозащитное покрытие (ТЗП) предназначено защищать силовые элементы силовой оболочки от высоких тепловых воздействий, что относится и к месту стыковки фланцев с ответными узлами - передней крышкой и фланцем соплового блока. Это обеспечивается плотным прилеганием торцевых поверхностей ТЗП на фланцах с посадочными поверхностями на стыкуемых узлах. При отсутствии плотного прилегания и образовании кольцевой щели, даже частичной, происходят прогар и аварийное разрушение силовых узлов корпуса.

Отсутствие плотного прилегания может возникнуть из-за нескольких причин: незначительного «перетекания» сырой резины и усадки при вулканизации; задира и отрыва кромок ТЗП от фланца при технологических и конечной сборках; отхода внутренних кромок под действием радиальных усилий, вызванных радиальным смещением силовой оболочки относительно фланца под действием внутреннего давления ввиду значительно большей деформативности композиционного материала по сравнению с металлом.

Известен корпус РДТТ из композиционных материалов, содержащий силовую оболочку с фланцами, установленными по полюсным отверстиям днищ, облицованную изнутри теплозащитным покрытием из резиноподобного материала (RU 2108476 С1 МПК 6 F02K 9/34, опубл. 10.04.1998), в котором торцевая часть ТЗП выходит на стыкуемую поверхность отверстия и обладает всеми указанными выше потенциально опасными недостатками.

Известен корпус РДТТ из композиционных материалов, содержащий силовую оболочку с фланцами, установленными по полюсным отверстиям днищ, облицованную изнутри теплозащитным покрытием из резиноподобного материала с кольцами в торцевых частях ТЗП у центральных отверстий фланцев (Конструкции ракетных двигателей на твердом топливе./Под общ. ред. чл.-корр. Российской академии наук, д-ра техн. наук, проф. Л.Н. Лаврова. - М., Машиностроение, 1993. - 215 с,, ил.; стр.62, рис.2.19).

В известной конструкции торцевая часть ТЗП оформлена в виде отдельного неметаллического кольца (заднее днище, рис.2,19), скрепленного с основными слоем ТЗП практически встык и соединенное с фланцем посредством клеевого соединения.

Недостатком такой конструкции является возможность разрушения соединения «кольцо-слой ТЗП» при действии указанных радиальных усилий, возможность отслоения системы «кольцо-ТЗП» от фланца при сборках и действии радиальных усилий.

Известная конструкция корпуса РДТТ по второму варианту является наиболее близкой к заявляемой по технической сущности и достигаемому результату и выбрана в качестве ближайшего аналога (прототипа).

Технической задачей, на решение которой направлено изобретение, является разработка простого по конструкции и технологичного в изготовлении корпуса РДТТ при повышенной надежности при изготовлении и эксплуатации.

Технический результат, который может быть получен при использовании изобретения, заключается в повышении надежности конструкции за счет жесткого заневоливания торца ТЗП у центрального отверстия, исключающее его смещение в осевом и радиальном направлениях.

Техническая задача решается, а технический результат достигается тем, что в корпусе РДТТ из композиционных материалов, содержащем силовую оболочку с фланцами, расположенными в полюсных отверстиях днищ, облицованную изнутри теплозащитным покрытием из резиноподобного материала с кольцами в своих торцевых частях у центральных отверстий фланцев, согласно изобретению со стороны внутренней поверхности, по меньшей мере, в одном фланце выполнены расположенные по соосной фланцу окружности ряд глухих резьбовых отверстий, а в кольце, соосные с отверстиями фланца, сквозные отверстия с зенковочными поверхностями с внутренней стороны, в которых расположены винты, ввернутые во фланец без выступания за поверхность кольца и закрытые материалом теплозащитного покрытия, причем отверстия в кольце выполнены диаметром, позволяющим смещаться винтам относительно оси отверстия при различных тепловых деформациях фланца и кольца, при этом кольцо выполнено из слоистого композиционного материала и расположено в массе материала теплозащитного покрытия с выходом на центральное отверстие фланца, образуя с последним единую поверхность центрального отверстия, причем в частных случаях выполнения изобретения винты выполнены из композиционного материала, кольцо выполнено, по меньшей мере, с одним участком линейнопеременной по радиусу толщины, композиционный материал кольца выполнен в виде слоев на основе тканого материала из искусственных нитей, например стеклонитей, или органических, или их комбинации, композиционный материал кольца выполнен в виде кольцевых слоев на основе однонаправленных жгутов или нитей, например стеклонитей или органических, кольцо выполнено в виде отдельных сегментов, кольцо выполнено с кольцевыми выступами и/или уступами, кольцо выполнено, по меньшей мере, с одной кольцевой канавкой, например прямоугольного или трапецеидального сечения, заполненной материалом теплозащитного покрытия, составляющим с последним единое целое.

Отличительными от прототипа признаками заявленного корпуса РДТТ являются следующие:

а) признаки, обеспечивающие получение технического результата во всех случаях, на которые распространяется испрашиваемый объем правовой охраны:

- со стороны внутренней поверхности, по меньшей мере, в одном фланце выполнены, расположенные по соосной фланцу окружности, ряд глухих резьбовых отверстий;

- а в кольце, соосные с отверстиями фланца, сквозные отверстия с зенковочными поверхностями с внутренней стороны;

- в которых расположены винты, ввернутые во фланец без выступания за поверхность кольца и закрытые материалом теплозащитного покрытия;

- причем отверстия в кольце выполнены диаметром, позволяюием смещаться винтам относительно оси отверстия при различных тепловых деформациях фланца и кольца;

- при этом кольцо выполнено из слоистого композиционного материала;

- и расположено в массе материала теплозащитного покрытия с выходом на центральное отверстие фланца, образуя с последним единую поверхность центрального отверстия;

б) признаки, характеризующие изобретение в частных случаях:

- винты выполнены из композиционного материала;

- кольцо выполнено, по меньшей мере, с одним участком линейнопеременной по радиусу толщины;

- композиционный материал кольца выполнен в виде слоев на основе тканого материала из искусственных нитей, например стеклонитей, или органических, или их комбинации;

- композиционный материал кольца выполнен в виде кольцевых слоев на основе однонаправленных жгутов или нитей, например стеклонитей или органических;

- кольцо выполнено в виде отдельных сегментов;

- кольцо выполнено с кольцевыми выступами и/или уступами;

- кольцо выполнено, по меньшей мере, с одной кольцевой канавкой, например прямоугольного или трапецеидального сечения, заполненной материалом теплозащитного покрытия, составляющим с последним единое целое.

Указанные отличительные признаки, каждый в отдельности и все вместе, направлены на достижение заявленного результата и являются существенными. В предшествующем уровне техники представленная в формуле изобретения совокупность известных и отличительных признаков неизвестна и, следовательно, изобретение соответствует критерию «новизна».

Корпус РДТТ, в отличие от корпуса по прототипу, более надежен за счет использования жесткого кольца из композиционных материалов, прочно скрепленного винтовым соединением с фланцем, а расположение кольца в массе ТЗП обеспечивает их повышенную прочность соединения между собой и препятствует смещениям торцевой части ТЗП в процессе изготовления и эксплуатации. Использование композиционного материала в качестве материала кольца практически не сказывается на теплофизических характеристиках защитного покрытия в торцевых зонах.

Возможность улучшения эксплуатационных характеристик заявляемого корпуса дополняется частными случаями исполнения: выступы или уступы позволяют организовать надежную фиксацию относительно фланца, а также обеспечить более плавное перераспределение нагрузок в соединении «ТЗП-кольцо», этому же способствует использование переменных по толщине участков; использование канавок с заполнением их материалом ТЗП способствует увеличению прочности соединения ТЗП с кольцом; использование слоистого композиционного материала на основе тканого материала или однонаправленного жгута и использование различных составляющих их нитей позволяет расширить область применимости за счет использования различных технологических процессов и оборудования для обеспечения конкретных требуемых характеристик; использование винтов из композиционных материалов способствует более равномерному распределению тепловых нагрузок, а использование кольца в виде сегментов позволяет расширить область применимости при имеющемся технологическом оборудовании.

Изобретение поясняется описанием конкретного, но не ограничивающего его, примера реализации и прилагаемыми чертежами.

На фиг.1 представлен заявленный корпус РДТТ из композиционных материалов, на фиг.2 - вид сечения торцевой части ТЗП с фланцем, на фиг.3, 4 - варианты исполнения.

Корпус РДТТ из композиционных материалов 1 содержит силовую оболочку 2 с фланцами 3 и 4, расположенными в полюсных отверстиях днищ 5 и 6, облицованную изнутри теплозащитным покрытием 7 из резиноподобного материала, и колец 8 в торцевых частях теплозащитного покрытия 7 у центральных отверстий фланцев. С внутренней поверхности во фланце выполнены расположенные по соосной фланцу 4 окружности ряд глухих резьбовых отверстий 9, а в кольце 8, соосные с отверстиями фланцев, сквозные отверстия 10 с зенковочными поверхностями с внутренней стороны, в которых расположены винты 11, ввернутые во фланец 4 без выступания за поверхность кольца 8 и закрытые материалом теплозащитного покрытия 7.

В виде вариантов исполнения кольцо 8 может содержать уступы 12 и 13 или выступ 14, может содержать кольцевую канавку 15, участок линейнопеременной по радиусу толщины 16.

Экспериментальная проверка подтвердила высокую прочность и надежность предложенной конструкции.


КОРПУС РАКЕТНОГО ДВИГАТЕЛЯ ТВЕРДОГО ТОПЛИВА ИЗ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ
КОРПУС РАКЕТНОГО ДВИГАТЕЛЯ ТВЕРДОГО ТОПЛИВА ИЗ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ
КОРПУС РАКЕТНОГО ДВИГАТЕЛЯ ТВЕРДОГО ТОПЛИВА ИЗ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ
КОРПУС РАКЕТНОГО ДВИГАТЕЛЯ ТВЕРДОГО ТОПЛИВА ИЗ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 96.
27.01.2013
№216.012.1f8b

Эпоксидное связующее для композиционных материалов

Изобретение относится к эпоксидным связующим для изделий из композиционных материалов, изготовляемых преимущественно методом "мокрой" (нитяной, жгутовой) намотки. Эпоксидное связующее для композиционных материалов содержит триглицидиловое производное пара-аминофенола, разбавитель -...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002473576
Дата охранного документа: 27.01.2013
20.02.2013
№216.012.27ba

Пусковая труба ракетной пусковой установки

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано для изготовления контейнеров и пусковых труб для запуска ракет. Пусковая труба ракетной пусковой установки содержит силовую оболочку, стакан из эластомера с наружным диском, обжатым хомутом с канавкой. Хомут содержит две...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002475690
Дата охранного документа: 20.02.2013
27.06.2013
№216.012.5029

Ступень ракеты-носителя

Изобретение относится к области ракетостроения. Ступень ракеты-носителя содержит центральный маршевый двигатель и несколько твердотопливных двигателей, установленных вокруг центрального маршевого двигателя. Каждый твердотопливный двигатель выполнен с конической образующей твердотопливного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002486114
Дата охранного документа: 27.06.2013
27.07.2013
№216.012.5988

Намоточный станок

Изобретение относится к оборудованию для изготовления изделий из композиционно-волокнистых материалов методом намотки. Намоточный станок содержит приводную и опорную бабки, каретку, лентопротяжный тракт, натяжное устройство и корректировочное устройство. Каретка перемещается по направляющим....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002488541
Дата охранного документа: 27.07.2013
20.08.2013
№216.012.60ad

Швейная машина для послойной пришивки текстильных материалов цепным однониточным стежком при намотке на оправку

Изобретение предназначено для реализации при изготовлении многослойных оболочек методом намотки на оправку, имеющую форму тела вращения (цилиндр, конус, ожевало), текстильной ленты с одновременной послойной пришивкой ее слоев цепным однониточным стежком. Швейная машина встраивается в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002490381
Дата охранного документа: 20.08.2013
10.10.2013
№216.012.734a

Способ изготовления изделий из композиционных волокнистых материалов с трансверсальным армированием нитью

Изобретение относится к способам изготовления изделий из композиционных волокнистых материалов с трансверсальным армированием нитью методом прошивки. Способ заключается в непрерывной намотке ленточного текстильного материала на оправку с определенным шагом, выбранным исходя из ширины ленты и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002495171
Дата охранного документа: 10.10.2013
27.11.2013
№216.012.85ff

Влагозащитный контейнер из полимерных композиционных материалов

Изобретение относится к оболочкам из полимерных композиционных материалов для хранения боеприпасов. Контейнер включает в себя цилиндрический корпус и торцовые крышки, которые выполнены из внутренней и наружной тонкостенных стеклопластиковых оболочек, изготовленных способом тканевой намотки, и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002499981
Дата охранного документа: 27.11.2013
27.01.2014
№216.012.9bb6

Эпоксидное связующее для армированных пластиков

Изобретение относится к технологии производства композиционных материалов, препрегов, в частности к эпоксидному связующему для армированных пластиков и может быть применено в машиностроении, ракетно-космической технике и т.п. в части обеспечения пожарной безопасности изделий, изготавливаемых...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002505568
Дата охранного документа: 27.01.2014
27.01.2014
№216.012.9c36

Способ изготовления корпуса ракетного двигателя из полимерных композиционных материалов и корпус ракетного двигателя из полимерных композиционных материалов

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...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002505696
Дата охранного документа: 27.01.2014
10.02.2014
№216.012.9f4c

Неразъемное соединение

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в конструкциях трубопроводов с использованием труб из композиционных материалов, в частности, стеклопластиковых. Неразъемное соединение содержит трубу из композиционных материалов и металлическую стыковочную деталь,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002506488
Дата охранного документа: 10.02.2014
Показаны записи 1-10 из 114.
27.01.2013
№216.012.1f8b

Эпоксидное связующее для композиционных материалов

Изобретение относится к эпоксидным связующим для изделий из композиционных материалов, изготовляемых преимущественно методом "мокрой" (нитяной, жгутовой) намотки. Эпоксидное связующее для композиционных материалов содержит триглицидиловое производное пара-аминофенола, разбавитель -...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002473576
Дата охранного документа: 27.01.2013
20.02.2013
№216.012.27ba

Пусковая труба ракетной пусковой установки

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано для изготовления контейнеров и пусковых труб для запуска ракет. Пусковая труба ракетной пусковой установки содержит силовую оболочку, стакан из эластомера с наружным диском, обжатым хомутом с канавкой. Хомут содержит две...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002475690
Дата охранного документа: 20.02.2013
27.06.2013
№216.012.5029

Ступень ракеты-носителя

Изобретение относится к области ракетостроения. Ступень ракеты-носителя содержит центральный маршевый двигатель и несколько твердотопливных двигателей, установленных вокруг центрального маршевого двигателя. Каждый твердотопливный двигатель выполнен с конической образующей твердотопливного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002486114
Дата охранного документа: 27.06.2013
27.07.2013
№216.012.5988

Намоточный станок

Изобретение относится к оборудованию для изготовления изделий из композиционно-волокнистых материалов методом намотки. Намоточный станок содержит приводную и опорную бабки, каретку, лентопротяжный тракт, натяжное устройство и корректировочное устройство. Каретка перемещается по направляющим....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002488541
Дата охранного документа: 27.07.2013
20.08.2013
№216.012.60ad

Швейная машина для послойной пришивки текстильных материалов цепным однониточным стежком при намотке на оправку

Изобретение предназначено для реализации при изготовлении многослойных оболочек методом намотки на оправку, имеющую форму тела вращения (цилиндр, конус, ожевало), текстильной ленты с одновременной послойной пришивкой ее слоев цепным однониточным стежком. Швейная машина встраивается в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002490381
Дата охранного документа: 20.08.2013
10.10.2013
№216.012.734a

Способ изготовления изделий из композиционных волокнистых материалов с трансверсальным армированием нитью

Изобретение относится к способам изготовления изделий из композиционных волокнистых материалов с трансверсальным армированием нитью методом прошивки. Способ заключается в непрерывной намотке ленточного текстильного материала на оправку с определенным шагом, выбранным исходя из ширины ленты и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002495171
Дата охранного документа: 10.10.2013
27.11.2013
№216.012.85ff

Влагозащитный контейнер из полимерных композиционных материалов

Изобретение относится к оболочкам из полимерных композиционных материалов для хранения боеприпасов. Контейнер включает в себя цилиндрический корпус и торцовые крышки, которые выполнены из внутренней и наружной тонкостенных стеклопластиковых оболочек, изготовленных способом тканевой намотки, и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002499981
Дата охранного документа: 27.11.2013
27.01.2014
№216.012.9bb6

Эпоксидное связующее для армированных пластиков

Изобретение относится к технологии производства композиционных материалов, препрегов, в частности к эпоксидному связующему для армированных пластиков и может быть применено в машиностроении, ракетно-космической технике и т.п. в части обеспечения пожарной безопасности изделий, изготавливаемых...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002505568
Дата охранного документа: 27.01.2014
27.01.2014
№216.012.9c36

Способ изготовления корпуса ракетного двигателя из полимерных композиционных материалов и корпус ракетного двигателя из полимерных композиционных материалов

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...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002505696
Дата охранного документа: 27.01.2014
10.02.2014
№216.012.9f4c

Неразъемное соединение

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в конструкциях трубопроводов с использованием труб из композиционных материалов, в частности, стеклопластиковых. Неразъемное соединение содержит трубу из композиционных материалов и металлическую стыковочную деталь,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002506488
Дата охранного документа: 10.02.2014
+ добавить свой РИД