Узел соединения раструба сопла Российский патент 2021 года по МПК F02K9/97 

Предлагаемое изобретение относится к ракетной технике и направлено на совершенствование конструкции сопловых аппаратов.

Известна конструкция соплового аппарата, состоящая из сопла и насадка из углерод-углеродного композиционного материала (УУКМ), который закреплен при помощи охлаждаемых металлических деталей, стянутых при помощи болтов и гаек (Научно-технический журнал «Двигатель» №2, 1999 г., В. Миронов и др., «Оправа для огня»).

Недостаток такой конструкции заключается в невозможности ее использования для сопловых аппаратов РДТТ, в которых для тепловой защиты используются различные виды теплостойких пластмасс.

Задачей предполагаемого изобретения является снижение массы конструкции сопла РДТТ с облицовкой из теплостойкой пластмассы за счет использования насадка из углерод-углеродного композиционного материала.

Указанная задача решается тем, что в узле соединения раструба сопла, включающего металлический корпус, имеющий цилиндрический и торцевой участки, облицовку из эрозионностойкого материала (теплостойких пластмасс) и насадок из углерод-углеродных композиционных материалов (УУКМ) с цилиндрической отбортовкой, охватывающей облицовку по наружной поверхности, между цилиндрическим и торцовым участками корпуса и отбортовкой насадка установлена втулка из теплостойкой пластмассы, сопрягающаяся с наружной поверхностью облицовки и соединенная с отбортовкой насадка пробками из теплостойкой пластмассы в виде усеченного конуса, а с облицовкой - клеевым составом, втулка и насадок установлены в металлический корпус на клеевом составе, причем меньший диаметр конуса пробок направлен в сторону насадка, а втулка с металлическим корпусом соединяется штифтами из теплостойкой пластмассы, при этом штифты не касаются насадка, а штифты и пробки равномерно смещены друг относительно друга по окружности.

На фиг. 1 изображено продольное сечение узла соединения раструба сопла.

На фиг. 2 изображено поперечное сечение узла соединения раструба сопла.

На фиг. 3 изображено продольное сечение узла соединения раструба сопла в зоне соединения раструба сопла с насадком.

Узел соединения раструба сопла (фиг. 1) содержит металлический корпус 1, внутренняя поверхность которого защищена облицовкой 2 из теплостойкой пластмассы, и насадка 3 из углерод-углеродного композиционного материала (УУКМ) с цилиндрической отбортовкой 4, охватывающей облицовку 2. Облицовка 2 и насадок 3 образуют внутреннюю поверхность сопла. На корпусе 1 выполнен цилиндрический участок 5, соосный с осью сопла, и торцовой участок 6, перпендикулярный оси сопла. Между цилиндрическим и торцовым участками 5 и 6 металлического корпуса 1 и цилиндрической отбортовкой 4 насадка 3 установлена втулка 7 из теплостойкой пластмассы (стеклопластика или углепластика), соединенная с цилиндрической отбортовкой 4 насадка 3 пробками 8 из теплостойкой пластмассы в виде усеченного конуса, меньший диаметр которого, направлен в сторону насадка 3 из углерод-углеродного композиционного материала (УУКМ).

На фиг. 2 изображено поперечное сечение узла соединения раструба сопла. Крепление втулки 7 к металлическому корпусу 1 осуществляется штифтами 9, выполненными из теплостойкой пластмассы.

Штифты 9 соединяют корпус 1 с втулкой 7 не касаясь насадка 3 (фиг. 3), а насадок 3 установлен относительно торцовой стенки 6 корпуса 1 через втулку 7. Все детали из теплостойкой пластмассы установлены на клеевом составе.

Сборка конструкции осуществляется следующим образом. Сначала собирается насадок 3 с втулкой 7 при помощи пробок 8. Коническое исполнение пробок 8 обеспечивает их установку без зазора, а форма отверстий для их установки, выполненная в виде усеченного конуса с меньшим диаметром, направленным в сторону насадка 3, обеспечивает технологичность изготовления, т.к. если выполнять коническое отверстие изнутри, то это приводит к технологическим сложностям, а в некоторых случаях это бывает невозможным при маленьких размерах сопла. Все детали для обеспечения герметичности устанавливаются на клеевом составе.

Затем насадок 3, собранный с втулкой 7 при помощи пробок 8, устанавливается в корпус 1 на клеевом составе с упором в торцовую стенку 6, крепится к корпусу 1 при помощи штифтов 9, установленных на клеевом составе, при этом штифты не касаются насадка 3. Такое соединение обеспечивает тепловую защиту корпуса 1.

Во время работы на насадок 3 действует сила, поджимающая насадок к корпусу 1. Количество пробок 8 и штифтов 9 определяется величиной рабочих нагрузок.

Благодаря тому что втулки 7, пробки 8 и штифты 9 выполнены из теплостойкой пластмассы, корпус 1 защищен от прогрева, а т.к. детали 7, 8 и 9 обладают значительно меньшим удельным весом по сравнению с металлическими деталями корпуса 1, изготовленными из жаропрочных марок материалов, снижается масса конструкции.

Таким образом снижается масса конструкции при использования насадка из углерод-углеродного композиционного материала.

Изобретение относится к ракетной технике и направлено на совершенствование конструкции сопловых аппаратов. Предлагается узел соединения раструба сопла, включающий металлический корпус, имеющий цилиндрический и торцовой участки, облицовку из теплостойкой пластмассы и насадок из углерод-углеродных композиционных материалов (УУКМ) с цилиндрической отбортовкой, охватывающей облицовку по наружной поверхности. Между цилиндрическим и торцовым участками корпуса и отбортовкой насадка установлена втулка из теплостойкой пластмассы, сопрягающаяся с наружной поверхностью облицовки и соединенная с отбортовкой насадка пробками из теплостойкой пластмассы в виде усеченного конуса, а с облицовкой - клеевым составом. Втулка и насадок установлены в металлический корпус на клеевом составе, меньший диаметр пробок направлен в сторону насадка. Соединение втулки с металлическим корпусом выполнено в виде штифтов из теплостойкой пластмассы, при этом штифты не касаются насадка, причем штифты и пробки равномерно смешены относительно друг друга. Таким образом снижается масса конструкции при использования насадка из углерод-углеродного композиционного материала. 3 ил.

Узел соединения раструба сопла, включающего металлический корпус, имеющий цилиндрический и торцовой участки, облицовку из эрозионностойкого материала – теплостойкой пластмассы, и насадок из углерод-углеродных композиционных материалов (УУКМ) с цилиндрической отбортовкой, охватывающей облицовку по наружной поверхности, отличающийся тем, что между цилиндрическим и торцовым участками корпуса и отбортовкой насадка установлена втулка из теплостойкой пластмассы, сопрягающаяся с наружной поверхностью облицовки и соединенная с отбортовкой насадка пробками из теплостойкой пластмассы в виде усеченного конуса, а с облицовкой - клеевым составом, втулка и насадок установлены в металлический корпус на клеевом составе, причем меньший диаметр конуса пробок направлен в сторону насадка, а втулка с металлическим корпусом соединяется штифтами из теплостойкой пластмассы, при этом штифты не касаются насадка, а штифты и пробки равномерно смещены относительно друг друга по окружности.