СПОСОБ НАНЕСЕНИЯ ТЕПЛОЗАЩИТНОГО ПОКРЫТИЯ НА КОРПУС РАКЕТНОГО ДВИГАТЕЛЯ ТВЕРДОГО ТОПЛИВА Российский патент 2019 года по МПК F02K9/34 

Изобретение относится к технологии нанесения теплозащитного покрытия из композиционных материалов и может быть использовано в ракетно-космической технике для защиты корпусов ракетных двигателей, работающих на твердом топливе, под воздействием повышенных температур, давления и скоростных потоков истекающих продуктов сгорания.

В процессе работы ракетного двигателя твердого топлива элементы его конструкции подвергаются значительному воздействию потока продуктов сгорания, имеющих высокую температуру и скорость. Это воздействие заключается в прогреве и эрозии материалов, из которых изготовлен ракетный двигатель твердого топлива.

Защитное покрытие корпусов ракетных двигателей твердого топлива должно быть сплошным, газонепроницаемым, иметь необходимую адгезию и эрозионную стойкость, обладать необходимой прочностью, упругостью, отвечать требованиям по толщине и массе.

Известен способ нанесения теплозащитного покрытия из композиционных материалов (см. патент RU №2243401 С1, МПК F02K 9/34, опубл. 27.12.2004).

Недостатком данного способа является то, что в качестве теплозащитного покрытия используется резиновая смесь на основе каучука. Данное теплозащитное покрытие работоспособно при скоростях газового потока 30 м/с, что не обеспечивает необходимую эрозионную стойкость материала.

Известен способ нанесения теплозащитного покрытия из композиционных материалов на корпус ракетного двигателя твердого топлива (см. патент RU №2256813 С2, МПК F02K 9/34, опубл. 20.07.2005).

Недостатком данного способа является то, что отформованное теплозащитное покрытие из резиновой смеси на основе каучука применяется для нанесения на цилиндрическую поверхность корпусов ракетных двигателей твердого топлива, т.к. любые изменения размеров и формы поверхности корпуса приводят к образованию воздушных полостей, т.е. участкам непроклея теплозащитного покрытия, и снижению адгезионных и эрозионных характеристик, ограничивает его технологические возможности.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение качества, надежности тепловой защиты и работоспособности корпуса ракетного двигателя твердого топлива, за счет применения эрозионностойкого теплозащитного покрытия и улучшения адгезионных характеристик с учетом конструктивных особенностей корпуса.

Поставленная задача в способе нанесения теплозащитного покрытия на корпус ракетного двигателя твердого топлива из композиционных материалов на основе каучука, включающем подготовку поверхности корпуса, формование и размещение теплозащитного материала на поверхности корпуса, склейку и термообработку, достигается тем, что вместо резиновой смеси на основе каучука, на подготовленный для склейки корпус ракетного двигателя наносят слой эрозионностойкого материала стеклопластика, способом окружной намотки, с последующей механической обработкой его до необходимых размеров и получившееся кольцо сдвигают в сторону днища по поверхности корпуса, затем на него надевают отформованное из стеклопластика дно сложной конфигурации, и после склеивания их с корпусом производят окружную намотку стеклопластика необходимой толщины, на цилиндрическую часть корпуса, с последующей термообработкой.

Способ нанесения теплозащитного покрытия заключается в следующем:

На фигуре представлен корпус ракетного двигателя твердого топлива 1 сложной конфигурации, на который наносится комбинированное теплозащитное покрытие из стеклопластика 4. В отличие от пластичной резиновой смеси стеклопластик является твердым непластичным композиционным материалом с высокой эрозионной стойкостью.

Перед нанесением теплозащитного покрытия корпус ракетного двигателя твердого топлива 1 подвергают ряду операций, таких как, пескоструйка, обезжиривание, необходимых для подготовки поверхности корпуса для лучшего склеивания. Затем на корпус 1 наматывают фторопластовую пленку и наносят слой стеклопластика необходимой толщины на цилиндрическую часть корпуса 1, способом окружной намотки. Сформировавшееся кольцо 2 механически обрабатывают до необходимого размера, сдвигают в сторону днища по поверхности корпуса. Затем на корпус надевают отформованное из стеклопластика дно 3 сложной конфигурации. Между корпусом 1, кольцом 2 и дном 3 наносится слой клея. После этого производят нанесение стеклопластика 4 методом окружной намотки необходимой толщины на цилиндрическую часть корпуса. Склейку деталей 2, 3, 4 с корпусом 1 производят клеем холодного и горячего отверждения. После нанесения клея горячего отверждения, корпус с нанесенным на него теплозащитным покрытием из стеклопластика помещают в печь, чтобы создать необходимую температуру полимеризации с последующим ступенчатым охлаждением.

Технический результат достигается тем, что в качестве теплозащитного покрытия используется стеклопластик с температурой разрушения 2500 К, что при расчетной толщине теплозащитного покрытия обеспечивает работоспособность корпуса за полное время работы двигателя.

Изобретение относится к способу нанесения теплозащитного покрытия из композиционных материалов, используемого для защиты корпусов ракетных двигателей, работающих на твердом топливе. На корпус ракетного двигателя, прошедший ряд подготовительных для склейки операций, наматывают фторопластовую пленку, после чего на его цилиндрическую часть способом окружной намотки наносят слой стеклопластика необходимой толщины. Механически обрабатывают нанесенный слой стеклопластика до необходимого размера, а получившееся кольцо сдвигают в сторону днища по поверхности корпуса двигателя и склеивают с последним. Затем на корпус двигателя надевают отформованное из стеклопластика дно сложной конфигурации и производят склейку с днищем и кольцом. После этого производят окружную намотку стеклопластика необходимой толщины на цилиндрическую часть корпуса с последующей термообработкой. Изобретение позволяет повысить надежность тепловой защиты корпуса ракетного двигателя твердого топлива. 1 ил.

Способ нанесения теплозащитного покрытия на корпус ракетного двигателя твердого топлива из композиционных материалов на основе каучука, включающий подготовку поверхности корпуса, формование и размещение теплозащитного материала на поверхности корпуса, склейку и термообработку, отличающийся тем, что на подготовленный для склейки корпус ракетного двигателя наносят слой эрозионно-стойкого материала стеклопластика способом окружной намотки с последующей механической обработкой его до необходимых размеров и получившееся кольцо сдвигают в сторону днища по поверхности корпуса, затем на него надевают отформованное из стеклопластика дно сложной конфигурации и после склеивания их с корпусом производят окружную намотку стеклопластика необходимой толщины на цилиндрическую часть корпуса с последующей термообработкой.