СПОСОБ ФОРМОВАНИЯ ЗАРЯДА РДТТ Российский патент 2001 года по МПК F02K9/24 

Изобретение относится к ракетной технике и способам формования канального заряда РДТТ, скрепленного с корпусом типа "кокон".

При существующих способах изготовления канальных зарядов смесевого твердого ракетного топлива (СТРТ) корпус РДТТ собирают с иглой, формующей канал заряда, и заполняют топливной массой (Баррер М., Жомот А. и др. Ракетные двигатели. - М.: Оборонгиз, 1962). В процессе заполнения, поддавливания и полимеризации топливной массы из-за роста давления в корпусе значительно меняется профиль днищ и положение фланцев корпуса. При этом днища корпуса принимают форму, отличающуюся от той, которая реализуется при эксплуатации и работе РДТТ, в частности фланцы уходят внутрь корпуса, и расстояние между ними сокращается, а часть периферийного профиля днищ перемещается наружу. Такое изменение профиля днищ вызывает повышенное напряженно-деформируемое состояние (НДС) системы "корпус-ТЗП-заряд" в зоне днищ и особенно вблизи фланцев и может приводить к отслоению заряда от корпуса. В качестве аналога рассмотрен также способ формования зарядов в корпусе, в котором для снижения НДС заряда теплозащитное покрытие и силовая оболочка корпуса раскреплены за счет специальных манжет (Корпус РДТТ из композиционных материалов. Патент 2108476 от 24.01.96). Однако при этом напряжения не снимаются, а перемещаются в зоны законцовки манжет. Кроме того, применение манжет приводит к увеличению пассивной массы двигателя.

В качестве прототипа рассмотрен способ "защиты" РДТТ со скрепленным с корпусом зарядом (Способ защиты РДТТ со скрепленным с корпусом зарядом. Патент 2122646 от 27.03.97). Предлагается осуществлять наддув заряда путем газонасыщения топлива легко растворимым в нем газом, а затем выдерживать заряд под давлением. По мнению авторов, способ обеспечивает повышение прочностной работоспособности и ресурса прочности заряда путем обеспечения компенсации отрывных напряжений на границе скрепления, снижения растягивающих деформаций и повышения деформативности топлива в области, прилегающей к каналу заряда. Существенным недостатком этого способа является применение растворимого в СТРТ газа, что может привести к образованию пористой структуры топлива и вызвать не прогнозируемое изменение скорости горения СТРТ.

Технической задачей данного изобретения является создание способа формования зарядов, при котором заряд после разборки формующей оснастки будет иметь более низкое НДС по отношению к заряду, отформованному обычным способом, и это снизит вероятность появления отслоений заряда от корпуса РДТТ.

Эта задача решается тем, что сначала фланцы полюсных отверстий корпуса заглушают специальными заглушками. После этого корпус подвергают гидравлическому нагружению давлением с регистрацией перемещений фланцев. Затем корпус, собранный с технологической иглой для формования канала заряда, заполняют топливной массой, после чего происходит процесс поддавливания, полимеризации, охлаждения и изменение давления в корпусе, а фланцы устанавливают в положения соответствующие результатам гидронагружения.

Достоинствoм предложенного способа являeтся то, что положения фланцев и профиль днищ при действии давления в процессе формования соответствуют положению фланцев при нагружении заряда давлением при работе двигателя. Это обеспечивает снижение НДС в системе "корпус-ТЗП-заряд" при работе ДУ, что в свою очередь снижает вероятность отслоения заряда от корпуса и аномальной работы РДТТ. Данный способ избавлен от существенных недостатков аналогов и прототипа, заключающихся в увеличении пассивной массы за счет введения длинных раскрепляющих манжет и образования пористости при газонасыщении СТРТ.

Применение данного способа показано на фиг. 1, 2. Корпус 1 шпангоутами 2 жестко закрепляют в монтажной корзине 5, а фланцы 8 полюсых отверстий корпуса заглушают специальными заглушками 7. При этом сопловая заглушка снабжена разгрузочным устройством 9, имитирующим нагружение соплового фланца при работе РДТТ. Затем производят гидронагружение корпуса, для чего через штуцер 6 подают воду под давлением, не превышающим максимальное рабочее давление РДТТ. На фиг. 1 изображен корпус в момент гидронагружения, а пунктиром изображен контур внутренней поверхности корпуса до гидронагружения. При этом датчиками перемещений 4 регистрируют положение фланцев относительно корзины в зависимости от давления воды в корпусе и одновременно регистрируют приращение периметра корпуса от действия давления датчиками деформаций 3, расположенными на наружной цилиндрической поверхности корпуса. После гидронагружения корпус собирают с формующей иглой 11 и заполняют топливной массой. Затем производят поддавливание топливной массы, что приводит к увеличению диаметра корпуса (см. фиг. 2), а фланцы днищ стремятся уйти внутрь. На фиг. 2 пунктиром изображен контур внутренней поверхности корпуса при нефиксированных фланцах. В процессе полимеризации заряда 12 давление в корпусе еще более возрастает, а затем падает. При этом положение фланцев регулируют с помощью устройств регулирования 10 в соответствии с зависимостью положения фланцев от давления, полученной при гидронагружении.

Предложенный способ формования применялся при изготовлении крупногабаритных зарядов смесевого твердого топлива, скрепленных с корпусами типа "кокон". Масса каждого из зарядов составляла около 12 т. Отслоений от корпуса в данных зарядах не наблюдалось. Их испытания прошли с положительным результатом.

Способ может быть использован при формовании канального заряда РДТТ, скрепленного с корпусом типа "кокон".

Способ формования канального заряда РДТТ, скрепленного с корпусом типа "кокон", заключается в заполнении корпуса неотвержденной массой твердого ракетного топлива с последующим поддавливанием, полимеризацией и охлаждением, в процессе чего давление в корпусе изменяется. Перед заполнением на фланцы полюсных отверстий в корпусе устанавливают специальные заглушки и подвергают корпус гидронагружению давлением с регистрацией перемещения фланцев в зависимости от давления, затем корпус собирают с технологической иглой для формования канала заряда, заполняют топливной массой и проводят поддавливание, полимеризацию и охлаждение, а фланцы устанавливают в положения, соответствующие результатам гидронагружения. Изобретение позволяет создать способ формования зарядов, при котором заряд после разборки формующей оснастки и при работе будет иметь более низкое напряженно-деформируемое состояние по отношению к заряду, отформованному обычным способом. 2 ил.

Способ формования канального заряда РДТТ, скрепленного с корпусом типа "кокон", заключающийся в заполнении корпуса неотвержденной массой твердого ракетного топлива с последующими поддавливанием, полимеризацией и охлаждением, в процессе чего давление в корпусе изменяется, отличающийся тем, что перед заполнением на фланцы полюсных отверстий в корпусе устанавливают специальные заглушки и подвергают корпус гидронагружению давлением с регистрацией перемещения фланцев в зависимости от давления, затем корпус собирают с технологической иглой для формования канала заряда, заполняют топливной массой и проводят поддавливание, полимеризацию и охлаждение, а фланцы устанавливают в положения, соответствующие результатам гидронагружения.