СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОБОЛОЧКИ ПРОЧНОГО КОРПУСА ПОДВОДНОГО АППАРАТА Российский патент 1996 года по МПК B63B3/13 

Изобретение относится к судостроению и морской технике и касается конструирования прочных корпусов подводных аппаратов, контейнеров и других подводных сооружений.

Известен способ изготовления оболочки прочного корпуса подводного аппарата, заключающийся в том, что расплавленную массу хрупкого неметаллического материала заливают в форму, формируя оболочку путем остывания этой массы с применением устройства для снижения уровня контактных напряжений. (см.кн. "Прочные оболочки из силикатных материалов" под.ред. Г.С. Писаренко" Киев. "Наукова думка", 1989 г. стр.224.).

Известный способ характерен низкой надежностью клеевого соединения тонкостенных обойм с оболочкой и низкой ударной стойкостью оболочки прочного корпуса, которые обуславливают низкую эксплуатационную надежность подводного аппарата.

Технический результат от внедрения изобретения заключается в повышении эксплуатационной надежности и ударной стойкости подводного аппарата.

Этот технический результат достигается тем, что способ изготовления оболочки прочного корпуса подводного аппарата, заключает в себе то, что расплавленную массу хрупкого неметаллического материала заливают в форму, формируя оболочку путем остывания этой массы с применением устройства для снижения уровня контактных напряжений, в форме устанавливают перед заливкой ее расплавленной массой хрупкого неметаллического материала металлические облицовки, полностью повторяющие поверхность оболочки прочного корпуса и имеющие коэффициент температурного расширения, превышающий его величину, имеющуюся у заливаемой массы хрупкого материала, при этом перед заливкой этой массы металлические облицовки нагревают до температуры их надежного соединения с хрупким материалом заливаемой массы.

Кроме того, деталью металлической облицовки закрывают литьевое отверстие, нагревая эту деталь до температуры ее надежного соединения с хрупким материалом заливаемой массы, и деталь плотно прижимают к залитой массе хрупкого материала.

Кроме того, заливку расплавленной массы производят несколькими порциями, в промежутках между которыми наращивают форму и металлические облицовки.

Кроме того, металлические облицовки изготавливают с набором.

Кроме того, металлические облицовки изготавливают с гофрами, образующими шпангоуты и стрингеры прочного корпуса после остывания расплавленной массы хрупкого материала.

Изобретение поясняется чертежом, на котором представлена схема реализации описываемого способа изготовления оболочки прочного корпуса, показанной в разрезе.

Во внешнюю 1 и во внутреннюю 2 части формы устанавливают предварительно подготовленные металлические облицовки 4 и 5, полностью повторяющие поверхность оболочки проточного корпуса. В верхнюю 3 часть формы устанавливают предварительно подготовленную металлическую облицовочную деталь 6. Металлические облицовки 4,5 и металлическую облицовочную деталь 6 закрепляют на частях формы 1,2 и 3, например, с помощью вакуума. Внутреннюю часть формы 2 с установленной металлической облицовкой 5 помещают во внешнюю часть формы 1 с установленной металлической облицовкой 4 так, что между внутренними поверхностями облицовок образуется зазор 7 требуемой толщины. Облицовки 4,5 и облицовочную деталь 6 нагревают до температуры, обеспечивающей надежное соединение с заливаемой массой хрупкого материала. В зазор 7 заливают расплавленную массу хрупкого материала и закрывают верхней частью формы так, чтобы металлическая облицовочная деталь 6 закрыла литьевое отверстие и плотно прижалась к залитой массе хрупкого материала. Залитая расплавленная масса хрупкого материала растекается по всем прилегающим поверхностям металлических облицовок 4,5 и облицовочной детали 6 и прочно соединяется с ними. Отключают систему обогрева металлических облицовок 4,5 и облицовочной детали 6. Наступает процесс остывания изготовляемой оболочки, в результате чего из расплавленной массы образуется хрупкий материал. Остывание сопровождается сокращением размеров облицовок 4,5, облицовочной детали 6 и залитой массы хрупкого материала. Вследствие различия в коэффициентах температурного расширения облицовки 4,5 и облицовочная деталь 6 сокращаются в большей мере, чем залитая масса хрупкого материала, в результате чего происходит обжатие хрупкого материала металлическими облицовками 4,5 и облицовочной деталью 6. Сопротивление хрупкого материала обжатию вызывает появление в металлических облицовках 4,5 и в облицовочной детали 6 растягивающих напряжений, а в хрупком материале напряжений сжатия.

После остывания форму разбирают и из нее извлекают оболочку прочного корпуса, у которой хрупкий материал помещен внутри металлических облицовок в сжатом состоянии при растянутых металлических облицовках.

C целью изготовления крупногабаритной оболочки прочного корпуса заливку расплавленной массы могут производить несколькими порциями, в промежутках между которыми наращивают форму и металлические облицовки 4 и 5. Таким способом можно изготовить оболочку прочного корпуса любых требуемых размеров.

С целью повышения жесткости и устойчивости оболочки прочного корпуса, металлические облицовки 4 и 5 могут изготавливаться с набором, либо с гофрами, которые после заполнения расплавленной массой и ее остывания образуют шпангоуты и стрингеры прочного корпуса. Это позволяет создать оболочку прочного корпуса, обладающую требуемой жесткостью и устойчивостью при минимальном весе.

Технико-экономический эффект изобретения заключается в создании оболочки прочного корпуса подводного аппарата из хрупкого неметаллического материала, у которой хрупкий материал заключен внутри металлических облицовок в сжатом состоянии. Вследствие обжатия хрупкого материала повышаются его пластические свойства, что приводит к увеличению его контактной прочности и повышению ударостойкости. В связи с исключением непосредственного контакта хрупкого материала с окружающей средой передача давления на хрупкий материал соединяемых оболочек прочного корпуса осуществляется через облицовочные металлические детали, что приводит к выравниванию контактных напряжений, сопровождаемому снижением их наибольших значений. Металлические облицовки частично гасят ударную энергию, что способствует повышению ударостойкости оболочки прочного корпуса. Растекание расплавленной массы, из которой при остывании образуется хрупкий материал, по прилегающим поверхностям металлических облицовок обеспечивает плотное прилегание хрупкого материала к облицовкам, а образование непосредственных связей между ними создает надежное соединение хрупкого материала с металлическими облицовками. Исключение клеевого соединения повышает надежность предлагаемого устройства для снижения уровня контактных напряжений.

Использование: изобретение относится к судостроению и морской технике и касается конструирования прочных корпусов подводных аппаратов, контейнеров и других подводных сооружений. Сущность изобретения заключается в том, что хрупкий материал помещают в пространство, ограниченное металлическими облицовками, путем заливки его расплавленной массы, из которой при остывании образуется хрупкий материал, в форму, между которой и заливаемой массой устанавливают металлические облицовки, полностью повторяющие поверхность оболочки прочного корпуса и обладающие повышенным коэффициентом температурного расширения в сравнении с коэффициентом температурного расширения образующегося хрупкого материала. Облицовки перед заливкой нагревают до температуры, обеспечивающей надежное соединение с образующимся хрупким материалом. Литьевое отверстие закрывают металлической облицовочной деталью, которую перед заливкой расплавленной массы в форму нагревают до температуры, обеспечивающей надежное соединение с образующимся хрупким материалом, и плотно прижимают ее к расплавленной массе. С целью изготовления крупногабаритной оболочки прочного корпуса, заливку расплавленной массы производят несколькими порциями, в промежутках между которыми наращивают форму и металлические облицовки. С целью повышения жесткости и устойчивости оболочки прочного корпуса, металлические облицовки изготавливают с набором, либо с гофрами, которые после заполнения расплавленной массой и ее остывания образуют шпангоуты и стрингеры прочного корпуса. 4 з.п.ф-лы, 1 ил.

1. Способ изготовления оболочки прочного корпуса подводного аппарата, заключающийся в том, что расплавленную массу хрупкого неметаллического материала заливают в форму, формируя оболочку путем остывания этой массы с применением устройства для снижения уровня контактных напряжений, отличающийся тем, что в форме устанавливают перед заливкой ее расплавленной массой хрупкого неметаллического материала металлические облицовки, полностью повторяющие поверхность оболочки прочного корпуса и имеющие коэффициент температурного расширения, превышающий его величину, имеющуюся у заливаемой массы хрупкого материала, при этом перед заливкой этой массы металлические облицовки нагревают до температуры их надежного соединения с хрупким материалом заливаемой массы. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что деталью металлической облицовки закрывают литьевое отверстие, нагревая эту деталь до температуры ее надежного соединения с хрупким материалом заливаемой массы, и деталь плотно прижимают к залитой массе хрупкого материала. 3. Способ по пп.1 и 2, отличающийся тем, что заливку расплавленной массы производят несколькими порциями, в промежутках между которыми наращивают форму и металлические облицовки. 4. Способ по пп.1 3, отличающийся тем, что металлические облицовки изготавливают с набором. 5. Способ по пп.1 3, отличающийся тем, что металлические облицовки изготавливают с гофрами, образующими шпангоуты и стрингеры прочного корпуса после остывания расплавленной массы хрупкого материала.