СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СОПЛА КАМЕРЫ СГОРАНИЯ ЖИДКОСТНОГО РАКЕТНОГО ДВИГАТЕЛЯ (ЖРД) Российский патент 2012 года по МПК F02K9/64 F02K9/97 

Описание патента на изобретение RU2465483C1

Изобретение относится к ракетной технике, а именно к способу изготовления сопла камеры сгорания жидкостного ракетного двигателя (ЖРД).

Известен способ изготовления камеры сгорания реактивного двигателя, согласно которому изготавливают охлаждаемую облицовку (оболочку) камеры сгорания. Затем на внешней поверхности облицовки выполняют множество каналов для прохода охлаждаемой жидкости. На несущий облицовку сборный элемент (наружную оболочку) устанавливают входной и выходной кольцевые коллекторы системы охлаждения с получением сборной конструкции. Затем подвергают эту сборную конструкцию горячему изостатическому прессованию (патент РФ №2268387 C2, 20.01.2006).

Известен способ изготовления камер сгорания, включающий изготовление наружной (рубашки) и внутренней оболочек, размещение лент припоя, сборку под пайку, при которой рубашку устанавливают на стенку с одним заранее заваренным пластиной патрубком коллектора, а к другому патрубку приваривают пластину с трубкой вакуумной системы, а затем осуществляют пайку («Технология производства жидкостных ракетных двигателей», под ред. В.А.Моисеева и В.А.Тарасова. - М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э.Баумана, 2008, стр.232).

Наиболее близким аналогом является способ изготовления сварно-паяной конструкции крупногабаритного сопла камеры жидкостного ракетного двигателя, состоящего из соединенных между собой внутренней и наружной оболочек с подколлекторным кольцом и коллектором, включающий изготовление оболочек из листовых заготовок, используя штамповку, сборку, сварку, фрезерование пазов, нанесение покрытия, пайку. После сварки подколлекторного кольца с коллектором с наружной оболочкой осуществляют пайку сопла (патент РФ №2323363 C1, 27.04.2008).

Однако данные технические решения имеют существенные недостатки:

- во время пайки в полости коллектора образуется вакуум, поэтому прижатие поверхности пайки - одностороннее и обеспечить прочность пайки в зоне коллектора затруднительно;

- при температуре пайки коллектор теряет устойчивость, т.к. пайка, как правило, выполняется с поддавливанием аргоном и поэтому коллектор приходится утолщать, увеличивая массу;

- для обеспечения минимальных зазоров при пайке узел коллектора с кольцом приходится протачивать после приварки коллектора к кольцу, таким образом, увеличивается трудоемкость и масса заготовки кольца.

Техническим результатом, на достижение которого направлено предлагаемое изобретение, является обеспечение двухстороннего сдавливания оболочек и получение прочного паяного соединения, повышение качества пайки в зоне коллектора с подколлекторным кольцом, обеспечение минимальных зазоров при пайке, снижение массы коллектора и подколлекторного кольца.

Данный технический результат достигается с помощью способа изготовления сопла камеры сгорания жидкостного ракетного двигателя (ЖРД). Сначала изготавливают наружную и внутреннюю оболочки, производят их сборку. Пайку сопла камеры сгорания ЖРД осуществляют до сварки коллектора с подколлекторным кольцом. Подколлекторное кольцо изготавливают с припуском по наружному диаметру «усов». Затем в кольцевую полость подколлекторного кольца вставляют разъемный вкладыш. Боковые радиусы вкладыша должны быть больше боковых внутренних радиусов подколлекторного кольца, чтобы вкладыш передавал усилие на паяное соединение и усилие не замыкалось на самом подколлекторном кольце. Вкладыш сверху закрывают технологической накладкой, привариваемой к припускной части обоих «усов» подколлекторного кольца, образуя полость, которую герметизируют перед пайкой для обеспечения поддавливания паяного соединения. После пайки технологическую накладку и припускную часть «усов» подколлекторного кольца срезают и приваривают коллектор с патрубками к соплу.

Сущность изобретения поясняется фигурами. На фиг.1 изображено сопло до пайки, на фиг.2 - сопло после пайки и проточки «усов» под сварку, на фиг.3 - сопло после пайки и приварки коллектора.

Способ осуществляют следующим образом.

Конструкция сопла жидкостного ракетного двигателя представляет собой пакет оживальных эквидистантных оболочек с коллекторами для подачи компонентов. Соединяют оболочки посредством пайки. При этом подколлекторное кольцо 4 изготавливают с припуском по «усам» по наружному диаметру «усов» (фиг.2). При сборке сопла под пайку в кольцевую полость подколлекторного кольца 4 вставляют разъемный вкладыш 2, который закрывается сверху технологической накладкой 1, привариваемой к припускной части «усов» 3 подколлекторного кольца 4 (фиг.1, 2). Таким образом, внутренняя полость подколлекторного кольца герметизируется перед пайкой. При этом боковые радиусы вкладыша должны быть больше боковых внутренних радиусов подколлекторного кольца 4 (на фиг. не показано). Это необходимо для того, чтобы вкладыш 2 не завис на радиусах. Во время пайки усилие Р передается в зону подколлекторного кольца 4 с двух сторон, таким образом обеспечивается двухстороннее давление при пайке. После пайки технологическую накладку 1 и припуски с обоих «усов» 3 срезают на токарном станке с последующим обтачиванием, извлекают вкладыш и приваривают коллектор 5 с патрубками к соплу (фиг.1, 2, 3). Предложенный способ изготовления сопла камеры сгорания ЖРД снижает массу коллектора, так как коллектор не участвует в процессе пайки и его не надо утолщать, чтобы он выдержал поддавливание аргоном в процессе пайки.

При традиционной пайке с коллектором, после сварки коллектора поверхность подколлекторного кольца деформируется от напряжений сварки, в связи с чем подколлекторное кольцо необходимо было изготавливать с припусками, затем узел кольца с коллектором протачивать после приварки коллектора с патрубками к соплу, что увеличивало расход материала и соответственно массу подколлекторного кольца. В предлагаемом способе подколлекторное кольцо изготавливают окончательно, что снижает массу заготовки подколлекторного кольца и упрощает технологию.

Пример осуществления способа.

Для сопла камеры сгорания ЖРД изготавливают пакет эквидистантных оболочек: наружную и внутреннюю. Внутреннюю оболочку изготавливают, например, из сталей марки ЭП-750, 12Х18Н10ТШ толщиной 2,0-5,0 мм. На внутренней оболочке фрезеруют пазы. Остаточная толщина стенки после фрезеровки составляет 0,7-1,0 мм. Для обеспечения необходимой прочности и жесткости сопла обычно наружную оболочку изготавливают из высокопрочных, труднодеформируемых сталей, например из сталей марки ЭП-750, ВНС-16, 12Х21Н5Т. Наружную оболочку толщиной 0,6-0,8 мм кольцевыми сварными швами сваривают с кольцами жесткости и с подколлекторным кольцом. На внутреннюю оболочку укладывают ленты припоя и соединяют с наружной оболочкой. При сборке сопла под пайку в полость подколлекторного кольца 4 между «усами» 3 вставляют разъемный вкладыш 2 марки 12Х18Н10Т. К обоим «усам» 3 подколлекторного кольца 4 приваривают технологическую накладку 1 из стали 12Х21Н5Т толщиной 0,8-1,0 мм. Эта сталь при температуре пайки хорошо деформируется и передает давление на подколлекторное кольцо 4 через вкладыш 2, таким образом, обеспечивается двухстороннее давление при пайке. После пайки срезают технологическую накладку 1 и припуск с «усов» 3 подколлекторного кольца 4, извлекают вкладыш и приваривают коллектор 5 с патрубками. Далее выполняют операции гидро- и пневмоиспытания.

Предложенный способ позволяет повысить прочность паяного соединения и качество пайки в зоне подколлекторного кольца, снизить массу коллектора и заготовки подколлекторного кольца.

Похожие патенты RU2465483C1

название год авторы номер документа
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СОПЛА КАМЕРЫ СГОРАНИЯ ЖИДКОСТНОГО РАКЕТНОГО ДВИГАТЕЛЯ 2013
  • Братухин Николай Александрович
  • Коденцев Сергей Николаевич
  • Петренко Сергей Михайлович
  • Рачук Владимир Сергеевич
  • Ростиславин Анатолий Борисович
  • Рубинский Виталий Романович
RU2519003C1
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СОПЛА КАМЕРЫ СГОРАНИЯ ЖИДКОСТНОГО РАКЕТНОГО ДВИГАТЕЛЯ (ЖРД), СОДЕРЖАЩЕГО НАРУЖНУЮ И ВНУТРЕННЮЮ ОБОЛОЧКИ 2010
  • Бондарь Александр Викторович
  • Гребенщиков Александр Владимирович
  • Гордон Анатолий Михайлович
  • Шаров Юрий Владимирович
  • Гладкова Любовь Дмитриевна
  • Туш Аркадий Евгеньевич
  • Князев Сергей Константинович
RU2454305C2
СОПЛО КАМЕРЫ ЖИДКОСТНОГО РАКЕТНОГО ДВИГАТЕЛЯ (ЖРД) 2008
  • Бондарь Александр Викторович
  • Гребенщиков Александр Владимирович
  • Гончаров Николай Сергеевич
  • Грицюк Василий Григорьевич
  • Гордон Анатолий Михайлович
  • Сухоруков Николай Владимирович
  • Юхневич Сергей Степанович
RU2366825C1
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СВАРНО-ПАЯНОЙ КОНСТРУКЦИИ КРУПНОГАБАРИТНОГО СОПЛА КАМЕРЫ ЖИДКОСТНОГО РАКЕТНОГО ДВИГАТЕЛЯ 2007
  • Бондарь Александр Викторович
  • Гребенщиков Александр Владимирович
  • Сухоруков Николай Владимирович
  • Грибанов Александр Сергеевич
  • Гордон Анатолий Михайлович
  • Гладкова Любовь Дмитриевна
  • Князев Сергей Константинович
  • Кудашов Олег Георгиевич
  • Пирогов Николай Анатольевич
  • Зайнятулов Игорь Ильясович
  • Головченко Сергей Сергеевич
  • Чванов Владимир Константинович
  • Громыко Борис Михайлович
  • Федоров Владимир Владимирович
RU2323363C1
СОПЛО КАМЕРЫ ЖИДКОСТНОГО РАКЕТНОГО ДВИГАТЕЛЯ 2017
  • Кафарена Павел Викторович
  • Космачева Валентина Петровна
  • Гуменный Андрей Викторович
  • Панфилов Дмитрий Владимирович
RU2665601C1
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ВНУТРЕННЕЙ ОБОЛОЧКИ СОПЛА КАМЕРЫ СГОРАНИЯ ЖИДКОСТНОГО РАКЕТНОГО ДВИГАТЕЛЯ (ЖРД) 2014
  • Коптев Иван Тихонович
  • Омигов Борис Иванович
  • Гладкова Любовь Дмитриевна
  • Гордон Анатолий Михайлович
  • Юхневич Сергей Степанович
  • Шаров Юрий Владимирович
  • Короткова Наталья Николаевна
RU2563289C1
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КРУПНОГАБАРИТНОГО СОПЛА КАМЕРЫ ЖИДКОСТНОГО РАКЕТНОГО ДВИГАТЕЛЯ (ЖРД) 2008
  • Бондарь Александр Викторович
  • Гребенщиков Александр Владимирович
  • Биркин Виктор Иванович
  • Сухоруков Николай Владимирович
  • Гладкова Любовь Дмитриевна
  • Коновалов Александр Иванович
  • Гордон Анатолий Михайлович
  • Короткова Наталья Николаевна
RU2368480C1
СПОСОБ ПАЙКИ УЗЛА КАМЕРЫ СГОРАНИЯ ЖИДКОСТНОГО РАКЕТНОГО ДВИГАТЕЛЯ 2008
  • Бондарь Александр Викторович
  • Гребенщиков Александр Владимирович
  • Сухоруков Николай Владимирович
  • Гордон Анатолий Михайлович
  • Шапкин Евгений Андреевич
  • Рожненко Константин Николаевич
RU2397846C2
СПОСОБ ФОРМООБРАЗОВАНИЯ ПАКЕТА ЭКВИДИСТАНТНЫХ КРУПНОГАБАРИТНЫХ ОБОЛОЧЕК ОЖИВАЛЬНОЙ ФОРМЫ ИЗ РАЗНОРОДНЫХ МАТЕРИАЛОВ 2009
  • Бондарь Александр Викторович
  • Гребенщиков Александр Владимирович
  • Гладкова Любовь Дмитриевна
  • Гордон Анатолий Михайлович
  • Недорезов Сергей Иванович
  • Родюков Николай Николаевич
  • Печенин Сергей Валентинович
RU2434705C2
СПОСОБ ФОРМООБРАЗОВАНИЯ ПАКЕТА ЭКВИДИСТАНТНЫХ ОБОЛОЧЕК ОЖИВАЛЬНОЙ ФОРМЫ 2010
  • Коптев Иван Тихонович
  • Омигов Борис Иванович
  • Гладкова Любовь Дмитриевна
  • Гордон Анатолий Михайлович
  • Доровских Валерий Алексеевич
  • Слинько Владимир Алексеевич
  • Власова Галина Николаевна
RU2466815C2

Иллюстрации к изобретению RU 2 465 483 C1

Реферат патента 2012 года СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СОПЛА КАМЕРЫ СГОРАНИЯ ЖИДКОСТНОГО РАКЕТНОГО ДВИГАТЕЛЯ (ЖРД)

Изобретение относится к ракетной технике, а именно к способу изготовления сопла камеры сгорания жидкостного ракетного двигателя (ЖРД). Изготавливают наружную и внутреннюю оболочки. На внутреннюю оболочку укладывают ленты припоя и соединяют с наружной оболочкой. Пайку сопла камеры сгорания ЖРД осуществляют до сварки коллектора с подколлекторным кольцом, которое изготавливают с припуском по наружному диаметру «усов». Затем в кольцевую полость подколлекторного кольца вставляют разъемный вкладыш, причем боковые радиусы вкладыша должны быть больше боковых внутренних радиусов подколлекторного кольца. Вкладыш закрывают сверху технологической накладкой, привариваемой к припускной части обоих «усов», образуя полость, которую герметизируют перед пайкой для обеспечения поддавливания паяного соединения. После пайки технологическую накладку и припускную часть «усов» подколлекторного кольца срезают, извлекают вкладыш и приваривают коллектор с патрубками к соплу. Изобретение обеспечивает повышение прочности паяного соединения и качества пайки в зоне подколлекторного кольца, снижение массы коллектора и заготовки подколлекторного кольца. 3 ил.

Формула изобретения RU 2 465 483 C1

Способ изготовления сопла камеры сгорания жидкостного ракетного двигателя (ЖРД), включающий изготовление наружной и внутренней оболочек, сварку коллектора с подколлекторным кольцом, сборку оболочек, пайку, отличающийся тем, что пайку сопла камеры сгорания ЖРД осуществляют до сварки коллектора с подколлекторным кольцом, при этом подколлекторное кольцо изготавливают с припуском по наружному диаметру «усов», затем в кольцевую полость подколлекторного кольца вставляют разъемный вкладыш, причем боковые радиусы вкладыша должны быть больше боковых внутренних радиусов подколлекторного кольца, вкладыш закрывают сверху технологической накладкой, привариваемой к припускной части обоих «усов» подколлекторного кольца, образуя полость, которую герметизируют перед пайкой для обеспечения поддавливания паяного соединения, затем после пайки технологическую накладку и припускную часть «усов» подколлекторного кольца срезают, извлекают вкладыш и приваривают коллектор с патрубками к соплу.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2012 года RU2465483C1

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СВАРНО-ПАЯНОЙ КОНСТРУКЦИИ КРУПНОГАБАРИТНОГО СОПЛА КАМЕРЫ ЖИДКОСТНОГО РАКЕТНОГО ДВИГАТЕЛЯ 2007
  • Бондарь Александр Викторович
  • Гребенщиков Александр Владимирович
  • Сухоруков Николай Владимирович
  • Грибанов Александр Сергеевич
  • Гордон Анатолий Михайлович
  • Гладкова Любовь Дмитриевна
  • Князев Сергей Константинович
  • Кудашов Олег Георгиевич
  • Пирогов Николай Анатольевич
  • Зайнятулов Игорь Ильясович
  • Головченко Сергей Сергеевич
  • Чванов Владимир Константинович
  • Громыко Борис Михайлович
  • Федоров Владимир Владимирович
RU2323363C1
КАМЕРА СГОРАНИЯ РЕАКТИВНОГО ДВИГАТЕЛЯ С НЕСУЩИМИ ЭЛЕМЕНТАМИ, ИМЕЮЩИМИ ФОРМУ ГОРЛОВИНЫ СОПЛА И СОБРАННЫМИ ИЗ КОНФОРМНЫХ СЕКЦИЙ, И СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТАКОЙ КАМЕРЫ СГОРАНИЯ 2003
  • Финт Джеффри А.
  • Эйдс Дуглас С.
  • Ханкинс Майкл Б.
  • Станджеланд Мейнард Л.
RU2268387C2
ДВИГАТЕЛЬ И СПОСОБ СБОРКИ КАМЕРЫ СГОРАНИЯ РАКЕТНОГО ДВИГАТЕЛЯ 2004
  • Джонс Грегг
  • Макмаллен Теренс Дж.
  • Маршалл Микки Э.
  • Треншел Дональд Р.
RU2267635C1
ЭЛЕКТРОГИДРАВЛИЧЕСКАЯ ФОРСУНКА ДЛЯ ДИЗЕЛЯ 2012
  • Голубков Леонид Николаевич
  • Шатров Михаил Георгиевич
  • Дунин Андрей Юрьевич
  • Душкин Павел Витальевич
  • Николаев Кирилл Аркадьевич
RU2519538C1
СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ПРОДУКТОВ ДЛИТЕЛЬНОГО ХРАНЕНИЯ ИЗ РАСТИТЕЛЬНОГО СЫРЬЯ 1997
  • Квасенков О.И.
RU2137395C1
Система регулирования турбины 1985
  • Рассказов Игорь Эммануилович
  • Буценко Владимир Николаевич
  • Брайнин Леонид Семенович
  • Головач Евгений Александрович
SU1295012A1
US 5701670 A, 30.12.1997.

RU 2 465 483 C1

Авторы

Коптев Иван Тихонович

Омигов Борис Иванович

Гордон Анатолий Михайлович

Юхневич Сергей Степанович

Гладкова Любовь Дмитриевна

Шаров Юрий Владимирович

Кудашов Олег Георгиевич

Даты

2012-10-27Публикация

2011-03-31Подача