ПУСКОВАЯ ТРУБА Российский патент 1997 года по МПК F41F3/48 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в контейнерах для хранения и пуска ракет с их закруткой косопоставленными надкалиберными ведущими ножевыми элементами.

Известна пусковая труба (патент США N 4485721, кл. F 41 F 17/04, 12.04.84) с армированием внутреннего слоя высокопрочными нитями, расположенными по винтовой линии с углом подъема, совпадающим со следом ведущего элемента.

Также известна пусковая труба (патент США N 4646618, кл. F 41 F 3/048, 3.03.87) для пуска ракет с их закруткой в трубе косопоставленными ведущими ножевыми элементами, в которой внутренний слой выполнен из полимерной матрицы, армированной отрезками высокопрочных волокон, расположенными в направлении угла подъема винтовой линии, совпадающей со следом ведущих ножевых элементов. Причем эти отрезки расположены по всему объему матрицы, а матрица изготовлена экструзией.

Недостатками применения этой трубы являются:
неравномерность расположения волокон и в связи с этим нестабильность угла закрутки ракеты и большое усилие прохождения ее по трубе;
нетехнологичность изготовления трубы с силовой оболочкой из стеклопластика.

Известная труба предусматривает раздельное изготовление внутреннего слоя и намотку силовой стеклопластиковой оболочки.

Цель изобретения расположение высокопрочных волокон с высокой точностью угла подъема винтовой линии и, как следствие, высокая стабильность угла закрутки ракеты; послойное расположение волокон и возможность создания расчетной схемы усилий, действующих на ракету в трубе и на трубу; конструктивная заделка высокопрочных волокон благодаря наличию интервалов между витками в полимерную матрицу, высокая адгезия внутреннего слоя с силовой оболочкой за счет единого технологического процесса и совместной термообработки; и, как следствие, повышение надежности работы трубы.

Цель достигается тем, что пусковая труба содержит силовую оболочку из стеклопластика и внутренний слой из полимерного материала, армированный отрезками высокопрочных волокон, расположенными в направлении угла подъема винтовой линии, совпадающей со следом ведущего ножевого элемента ракеты, причем ее внутренний слой снабжен по меньшей мере одной ленточной винтовой спиралью, выполненной из параллельных нитей, переплетенных с отрезками высокопрочных волокон, расположенных по отношению к ним под углом 90^o при их объемном отношении от 1:0,5 до 1:10 с интервалами между витками, соответствующими 0,1 0,5 шага спирали.

Преимущества изобретения следующие:
Внутренний слой трубы снабжен по меньшей мере одной ленточной винтовой спиралью. Предусматривается наличие во внутреннем полимерном слое (внутри него) послойно расположенной основы для отрезков высокопрочных волокон, являющихся арматурой внутреннего слоя, которая задает основное направление движения и удерживает в этом направлении косопоставленные ведущие ножевые элементы ракеты, предусматривается повышение стабильности угла закрутки.

Спираль выполнена из параллельных нитей. Предусматривается натяжение спирали при намотке, т.е. более точное расположение отрезков высокопрочных волокон, обеспечение контроля при намотке, например, контролем шага спирали или контролем интервала между витками спирали, все это повышает стабильность угла закрутки.

Параллельные нити переплетены с отрезками высокопрочных волокон и расположены к ним под углом 90^o. Повышается стабильность угла закрутки за счет более точного расположения отрезков высокопрочных волокон с заданным углом подъема винтовой линии, совпадающей со следом ножевого элемента ракеты за счет контроля угла шагом спирали, равным
t = πDsinα,,
где t шаг спирали;
π = 3,14;;
D калибр трубы;
α заданный угол подъема винтовой линии, совпадающий со следом ножевого элемента ракеты при ее пуске.

Объемное соотношение параллельных нитей спирали к отрезкам высокопрочных волокон от 1:0,5 до 1:10. При прохождении ракеты в трубе параллельные нити спирали перерезаются ножевыми элементами, поэтому уменьшение их плотности ведет к уменьшению усилия прохождения ракеты в трубе или повышению надежности функционирования. В тоже время чрезмерное снижение плотности нитей может не обеспечить требуемое натяжение спирали при намотке ее в процессе изготовления. Соотношение 1; 0,5 предусматривает для отрезков волокон применение углеродных или борных волокон, а для параллельных нитей капроновых или лавсановых. Соотношение 1:10 для стеклянных нитей и волокон.

Интервал между витками спирали составляет 0,1 0,5 шага, повышается стабильность закрутки за счет контроля равномерности угла подъема винтовой линии при изготовлении трубы измерением этого интервала. Повышается надежность работы трубы за счет более прочной полимерной матрицы внутреннего слоя, так как слой полимерной матрицы до спирали и после нее скреплен этим же полимерным материалом, расположенным в этих интервалах. 0,1 шага выбран из условия неперекрытия интервала набегающими допусками на размер шага. 0,5 шага выбран из условия постоянного контакта ножевого элемента ракеты с армирующими отрезками волокон, т.е. этот интервал должен быть меньше длины ножевого элемента, которая выполнена не более 0,5 шага спирали.

Задачей изобретения является создание контейнера с реализацией требуемого технического результата и указанных технических преимуществ по сравнению с прототипом с использованием существующего оборудования и технологии.

На фиг. 1 изображена пусковоя труба; на фиг.2 то же, поперечный разрез; на фиг. 3 силовая оболочка и внутренний слой, поперечный разрез; на фиг.4 - то же, продольный разрез; на фиг.5 схема намотки спиральной ленты; на фиг.6 отрезок спиральной ленты.

Пусковая труба содержит силовую оболочку 1 из стеклопластика и внутренний слой 2 из полимерного материала, армированный отрезками высокопрочных волокон 3, расположенными в направлении угла a подъема, винтовой линии, совпадающей со следом 4 ведущего ножевого элемента ракеты, причем внутренний слой 2 снабжен ленточной винтовой спиралью 5, расположенной внутри полимерной матрицы 6, спираль 5 выполнена из параллельных нитей 7, переплетенных с отрезками высокопрочных волокон 3, расположенных по отношению к ним под углом 90^o с интервалами 8 между винтами, соответствующими 0,1 0,5 шага t спирали.

Полимеризуемая матрица 6 изготовлена из герметизирующей полиолефиновой самовулканизирующейся пленки (может быть из колондрованной резины), которую для формирования требуемой толщины укладывают на оправку 9 слоями. Между этими слоями расположена спираль 5. На внутренний слой 2 намотана силовая оболочка 1.

При термообработке в процессе изготовления трубы происходит полимеризация одновременно всех слоев и полимерная матрица 6 превращается в монолит за счет наличия интервалов 8, а отрезки армирующих волокон 3 таким образом строго сориентированы.

Спираль 5 намотана в процессе изготовления с шагом, который рассчитывается в зависимости от заданного угла подъема винтовой линии a (параметр входит в техническое задание на проектирование трубы). При намотке спирали 5 для получения угла a за один оборот оправки 9 спиральная лента из отпускного механизма 10 намоточного станка перемещается на величину ПД (фиг.4 и 5), где p = 3,14 Д калибр оправки 9, а отпускной механизм 10 вместе с суппортом станка перемещается на шаг t. Таким образом, из треугольника (фиг.5) получим
t = πDsinα,
где t шаг намотки;
π = 3,14;;
D калибр трубы (оправки);
α угол подъема винтовой линии, совпадающей со следом ножевого элемента ракеты в трубе при ее пуске. Это позволяет повысить стабильность угла закрутки ракеты в трубе за счет более равномерного расположения отрезков волокон 3, возможности контроля их расположения контролированием шага намотки в процессе изготовления, или что тоже интервалом 8 и шириной спирали.

Труба работает следующим образом.

При движении ракеты 11 при ее пуске в трубе ножевые элементы 12 врезаются во внутренний полимерный слой 2 и занимают место между отрезками волокон 3, которые воспринимают инерционные нагрузки и заставляют ракету вращаться по заданному закону. Параллельные нити спирали перерезаются ножевыми элементами в перпендикулярном направлении (т.е. в направлении наименьшего усилия перерезания). После прохождения ножевого элемента 12 через интервал 8 он занимает положение между отрезками 3 в следующем витке спирали, причем, так как интервал выполнен меньше половины шага, а длина ножевого элемента больше, то ножевой элемент 12 постоянно контактирует с армирующими отрезками 3 высокопрочных волокон, что повышает стабильность и надежность закрутки ракеты 11 в трубе при пуске.

Техническим результатом и преимуществом изобретения является расположение высокопрочных волокон с высокой точностью угла подъема винтовой линии, и, как следствие, высокая стабильность угла закрутки ракеты, послойное расположение армирующих волокон и возможность создания расчетной схемы, конструктивная заделка армирующих волокон в полимерную матрицу и повышение надежности конструкции трубы. Изготовление опытных образцов контейнеров с использованием нового технического решения и их испытание показали положительные результаты. Техническое решение реализуемо промышленным способом.

Использование: хранение и пуск ракет с высокой стабильностью угла закрутки. Сущность изобретения: пуская труба содержит силовую оболочку и внутренний слой из полимерного материала, армированного ленточной винтовой спиралью из параллельных нитей, переплетенных с отрезками высокопрочных волокон, расположенных к ним под углом 90^o, при их объемном соотношении от 1: 0,5 до 1: 10 и интервалом между винтами, составляющими 0,1 - 0,5 шага спирали. 6 ил.

Пусковая труба, содержащая силовую оболочку из стеклопластика и внутренний слой из полимерного материала, армированный отрезками высокопрочных волокон, расположенными в направлении угла подъема винтовой линии, совпадающей со следом ведущего ножевого элемента ракеты, отличающаяся тем, что внутренний слой снабжен по меньшей мере одной ленточной винтовой спиралью, выполненной из параллельных нитей, переплетенных с отрезками высокопрочных волокон, расположенных по отношению к ним под углом 90^o, при их объемном соотношении 1:0,5 1:10 и интервалом между витками, составляющим 0,1 0,5 шага спирали.