СТЕНД ДЛЯ ИСПЫТАНИЙ КРУПНОГАБАРИТНЫХ РАКЕТНЫХ КОРПУСОВ ТИПА "КОКОН" НА ВНУТРЕННЕЕ ДАВЛЕНИЕ Российский патент 2011 года по МПК G01N3/12 G01M99/00 

Описание патента на изобретение RU2433382C1

Изобретение относится к ракетной технике, а именно к стендовому оборудованию, предназначенному для гидроиспытаний корпусов ракетных двигателей на твердом топливе (РДТТ) на внутреннее давление.

При работе РДТТ задний фланец нагружается осевой силой от внутреннего давления, уменьшенной на величину тяги двигателя (разгрузка). В связи с этим профиль заднего днища крупногабаритного ракетного корпуса типа «кокон» из композиционного материала рассчитывается как равновесный с учетом величины разгрузки (Образцов И.Ф., Васильев В.В., Бунаков В.А. Оптимальное проектирование оболочек вращения из композиционных материалов. - М.: Машиностроение, 1977, стр.49-53).

При гидроиспытаниях на рабочее давление для имитации тяги применяется устройство для разгрузки заднего фланца, состоящее из цилиндра, связанного с задним фланцем через конический переходник, имитирующий вдвинутую часть сопла, и поршня, который через упор связан с силовой рамой либо с силовым полом стенда.

Диаметр разгрузочного поршня d определяется из условия

,

где ρ - давление в двигателе;

Т - тяга РДТТ.

Известен стенд для гидроиспытаний корпуса (патент РФ №2195642), содержащий силовую раму с элементами для крепления корпуса и устройство для разгрузки соплового фланца на величину тяги.

Однако в ряде случаев, особенно в процессе отработки крупногабаритных ракетных корпусов типа «кокон», требуется проведение гидроиспытаний на давление формования заряда Рф с имитацией условий нагружения. Поскольку в процессе формования заряда задний фланец корпуса имеет возможность осевого перемещения относительно оснастки, формующей канал заряда в его задней части, то площадь разгрузки заднего фланца (определяется диаметром формующей заряд оснастки) в этом случае существенно больше, чем при работе двигателя. Поэтому заднее днище корпуса в этих условиях не является равновесным и в связи с малой изгибной жесткостью композиционного материала изменяет свою форму. Замеры перемещений заднего днища необходимы при оценке прочности твердотопливного заряда.

Гидроиспытания корпуса на давление формования твердотопливного заряда предлагается проводить с разгрузочным устройством, диаметр поршня которого Dф равен или меньше диаметра формующей заряд оснастки в зоне заднего фланца.

Технической задачей настоящего изобретения является создание стенда с разгрузочным устройством заднего днища, обеспечивающим имитацию нагружения корпуса при формовании заряда.

Технический результат достигается тем, что в стенде для испытаний крупногабаритных ракетных корпусов типа «кокон» на внутреннее давление, содержащем разгрузочное устройство заднего фланца, которое состоит из цилиндра, жестко связанного с задним фланцем корпуса, и поршня, имеющего упор, связанный с силовым полом стенда, цилиндр разгрузочного устройства расположен снаружи корпуса, а диаметр поршня разгрузочного устройства равен или меньше диаметра проходного сечения заднего фланца.

Сущность изобретения поясняется схемами гидроиспытаний корпуса, представленными на фиг.1, 2.

На фиг.1 показан корпус 1 в испытательном стенде при нагружении рабочим давлением. Разгрузочное устройство состоит из поршня 2 диаметром d с упором 3, который связан с силовым полом стенда 4, и цилиндра 5, связанного с задним фланцем и расположенным внутри корпуса (аналог).

На фиг.2 показано заднее днище корпуса в предлагаемом испытательном стенде при испытании его на давление формования заряда.

Разгрузочное устройство стенда содержит поршень 6 диаметра Dф, опирающийся на опорную плиту 7, установленную на силовом полу стенда 4, и цилиндр 8, установленный на заднем фланце снаружи корпуса.

Эффект имитации нагрузок, действующих при формовании заряда, в процессе гидроиспытания корпуса (фиг.2) достигается за счет равенства давлений и площадей разгрузки заднего фланца при формовании заряда и при гидроиспытаниях: диаметр поперечного сечения формующей канал оснастки равен диаметру разгрузочного поршня Dф.

При испытании корпуса на случай формования заряда (фиг.2) сила разгрузки заднего фланца приложена к поршню 6 диаметром Dф, который опирается на плиту стенда 7. Цилиндр 8 разгрузочного устройства, закрепленный на заднем фланце, имеет возможность перемещаться относительно поршня.

Поскольку величина диаметра оснастки для формования канала заряда в задней части близка к диаметру проходного сечения заднего фланца Dпр, a стыковочный с фланцем участок цилиндра 8 должен иметь усиление (утолщение), то внутренний диаметр этого участка меньше диаметра оснастки для формования канала. Поэтому в случае расположения цилиндра разгрузочного устройства внутри корпуса потребуется упорное устройство для поршня, расположенное внутри корпуса. Учитывая, что сила, действующая на поршень при формовании заряда, больше, чем при рабочем давлении, потребуется усиление опоры поршня, а также усиление самого поршня, что приведет к увеличению массы разгрузочного устройства. Кроме того, в этом случае затрудняется сборка корпуса с разгрузочным устройством.

Таким образом, размещение цилиндра разгрузочного устройства снаружи корпуса является наиболее оптимальным.

На основании изложенного предлагаемое техническое решение позволяет проводить гидравлическое испытание корпуса типа «кокон» на давление формования твердотопливного заряда.

Похожие патенты RU2433382C1

название год авторы номер документа
СТЕНД ДЛЯ ИСПЫТАНИЙ КРУПНОГАБАРИТНЫХ РАКЕТНЫХ КОРПУСОВ ТИПА "КОКОН" НА ВНУТРЕННЕЕ ДАВЛЕНИЕ 2012
  • Бурдин Сергей Анатольевич
  • Каримов Владислав Закирович
  • Нельзин Юрий Борисович
RU2503943C1
СТЕНД ДЛЯ ИСПЫТАНИЙ КОРПУСОВ ТИПА "КОКОН" РАКЕТНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ НА ТВЕРДОМ ТОПЛИВЕ НА ВНУТРЕННЕЕ ДАВЛЕНИЕ 2014
  • Шатров Владимир Борисович
  • Бурдин Сергей Анатольевич
  • Нельзин Юрий Борисович
  • Болев Алексей Владимирович
  • Краснышев Максим Викторович
RU2554695C1
СПОСОБ ФОРМОВАНИЯ ЗАРЯДА РДТТ 2000
  • Зотов Л.А.
  • Калашников В.И.
  • Ключников А.Н.
  • Милехин Ю.М.
  • Реуков В.Л.
  • Меркулов В.М.
RU2170837C1
ИМИТАТОР РАКЕТНОГО ДВИГАТЕЛЯ ТВЕРДОГО ТОПЛИВА ДЛЯ НАЧАЛЬНОГО УЧАСТКА РАБОТЫ 2005
  • Апакидзе Юрий Валентинович
  • Бобович Александр Борисович
  • Бондарев Анатолий Николаевич
  • Васильев Юрий Семенович
  • Гребенкин Владимир Иванович
  • Дорофеев Александр Алексеевич
  • Жуков Александр Петрович
  • Зыков Геннадий Александрович
  • Соломонов Юрий Семенович
  • Халкевич Олег Александрович
RU2273753C1
Корпус ракетного двигателя твердого топлива 2018
  • Бондаренко Сергей Александрович
  • Лузенин Антон Юрьевич
  • Трескин Олег Юрьевич
  • Краснышев Максим Викторович
  • Габов Илья Александрович
  • Будников Виталий Викторович
RU2722913C2
СНАРЯЖЕННЫЙ КОРПУС РАКЕТНОГО ДВИГАТЕЛЯ ТВЕРДОГО ТОПЛИВА 2009
  • Соколовский Михаил Иванович
  • Каримов Владислав Закирович
  • Нельзин Юрий Борисович
  • Карманов Николай Никандрович
  • Нестеров Борис Анатольевич
RU2418187C1
КОРПУС РАКЕТНОГО ДВИГАТЕЛЯ ТВЕРДОГО ТОПЛИВА ИЗ КОМПОЗИЦИОННОГО МАТЕРИАЛА 2007
  • Соколовский Михаил Иванович
  • Каримов Владислав Закирович
  • Верещагин Рудольф Иванович
  • Нельзин Юрий Борисович
RU2358140C1
КОРПУС ТВЕРДОТОПЛИВНОГО РАКЕТНОГО ДВИГАТЕЛЯ ИЗ КОМПОЗИЦИОННОГО МАТЕРИАЛА 2008
  • Соколовский Михаил Иванович
  • Каримов Владислав Закирович
  • Нельзин Юрий Борисович
  • Карманов Николай Никандрович
  • Шайдурова Галина Ивановна
RU2372510C1
Способ изготовления корпуса ракетного двигателя твердого топлива 2015
  • Куртеев Владимир Аркадьевич
RU2614422C2
СПОСОБ ГЕРМЕТИЗАЦИИ КОРПУСА РАКЕТНОГО ДВИГАТЕЛЯ НА ТВЕРДОМ ТОПЛИВЕ, ВЫПОЛНЕННОГО ИЗ КОМПОЗИЦИОННОГО МАТЕРИАЛА 2020
  • Дергачев Александр Анатольевич
  • Каверин Виктор Александрович
  • Шаповалов Анатолий Иванович
  • Соколов Павел Михайлович
  • Кузьмин Евгений Викторович
  • Жарков Максим Игоревич
  • Романова Ирина Серафимовна
  • Агеева Нина Ивановна
RU2772172C2

Иллюстрации к изобретению RU 2 433 382 C1

Реферат патента 2011 года СТЕНД ДЛЯ ИСПЫТАНИЙ КРУПНОГАБАРИТНЫХ РАКЕТНЫХ КОРПУСОВ ТИПА "КОКОН" НА ВНУТРЕННЕЕ ДАВЛЕНИЕ

Изобретение относится к ракетной технике, а именно к стендовому оборудованию, предназначенному для гидроиспытаний корпусов ракетных двигателей на твердом топливе (РДТТ) на внутреннее давление. Изобретение направлено на обеспечение возможности проводить испытание с имитацией нагружения ракетного корпуса при формовании заряда, что обеспечивается за счет того, что стенд, согласно изобретению, содержит разгрузочное устройство заднего фланца, которое состоит из цилиндра, жестко связанного с задним фланцем корпуса и поршня, имеющего упор, связанный с силовым полом стенда. При этом цилиндр разгрузочного устройства расположен снаружи корпуса, а диаметр поршня разгрузочного устройства равен или меньше диаметра проходного сечения заднего фланца. 2 ил.

Формула изобретения RU 2 433 382 C1

Стенд для испытаний крупногабаритных ракетных корпусов типа «кокон» на внутреннее давление, содержащий разгрузочное устройство заднего фланца, которое состоит из цилиндра, жестко связанного с задним фланцем корпуса, и поршня, имеющего упор, связанный с силовым полом стенда, отличающийся тем, что цилиндр разгрузочного устройства расположен снаружи корпуса, а диаметр поршня разгрузочного устройства равен или меньше диаметра проходного сечения заднего фланца.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2011 года RU2433382C1

СТЕНД ДЛЯ ИСПЫТАНИЙ ОБОЛОЧЕЧНЫХ КОНСТРУКЦИЙ 2001
  • Огнев С.В.
  • Бурдин С.А.
  • Степанов В.Н.
RU2195642C1
СТЕНД ДЛЯ СТАТИЧЕСКИХ ИСПЫТАНИЙ КОРПУСА РАКЕТНОГО ДВИГАТЕЛЯ 2008
  • Огнев Сергей Витальевич
  • Бурдюгов Сергей Иванович
  • Трескин Олег Юрьевич
RU2388926C1
JP 61194000 A, 28.08.1986
US 3085422 A, 16.04.1963.

RU 2 433 382 C1

Авторы

Каримов Владислав Закирович

Нельзин Юрий Борисович

Соколовский Михаил Иванович

Даты

2011-11-10Публикация

2010-07-07Подача