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"Matiére plastique de fusion pour les pièces -de fusées subis- sant des sollicitations thermiques"
Lorsqu'ion soumet des combustibles de fusées à des essaie courants au banc d'épreuve, on enregistre des frais éle- vés par suite de T'usure rapide des pièces de fusées subissant des sollicitations thermiques, principalement les tuyères des chambres de- combustion de test. Cet- inconvénient ---Se -manifeste en particulier pour le bombardement de poudres à. combustion rapide .et: à hautes calories, par exemple les combustibles solides composites.
Une des causes essentielles de ce phéno- mène résidé -dans -le fait que, lorsque les combustibles contien- nent des métaux tels que, par exemple, l'aluminium sous forme finement divisée, par exemple, les pièces en manière-dure des tuyères, réalisées en tungstène, en molybdène, en titane, en
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graphite, etc., sont exposées à une corrosion rapide par suite d'une formation d'alliages ou de composés non métalliques* cette formation-étant provoquée par le choc des particules métalliques- fondues et non brûlées du combustible sur la tuyère chauffée à haute température. A cela, vient encore s'ajouter éventuellement l'action corrosive de produits de combustion chauds et agressifs tels que. par exemple, l'acide chlorhydrique.
Suivant l'invention, on évite ces phénomènes désavan- tageux ou 1,!.on prolonge sensiblement la durée de vie des pièces- de fusées en prévoyant, sur les pièces de fusées subissant des sollicitations thermiques, une couche superficielle d'un liant de résine synthétique organique auto-durcisseur et adhérant aux- métaux,-par exemple une/résine époxy ou une résine de polyuréthane; ainsi qu'une matière de refroidissement se décomposant par voie endothermique ou se sublimant sous l'influence de la température et avec consommation de chaleur, par exemple l'oxamide.
On a constaté qu'il était particulièrement avantageux d'employer une couche superficielle de 70 à 50 parties en poids d'un liant de résine synthétique et de 30 à 50 parties en poids d'une matière de refroidissement. Dans ce cas, pour le liant de résine synthétique, on envisage en particulier le polyuréthane et, notamment, un polyuréthane constitué d'un diisocyanate prépoly- mérisé d'un poids moléculaire moyen de 2000 et d'une teneur moyen- ne en isocyanate de 4%, ainsi que de méthyléne-bis-o-chloraniline comme durcisseur aminé et contenant environ 20% de "Palationol 0 comme plastifiant.
Pour appliquer le revêtement superficiel à une tuyère de fusée, suivant une autre forme de réalisation avantageuse de l'invention, dans la section intérieure de la tuyère, on introduit- -tout d'abord un noyau constitué, en particulier,¯d'une matière pleine de polyéthylène, ce noyau fermant hermétiquement la tuyère à l'endroit le plus étroit tandis que, par ailleurs, il forme, avec la paroi de la tuyère, un espace libre correspondant à l'épaisseur prévue de la couche durevétement superficiel puis, dansl'espace @
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libre formé entre le noyar et la paroi de la tuyère, on coule la masse de revêtement superficiel, on la laisse durcir, puis fina- lement, on retire le noyau.
La matière plastique de fusion adhère très fermement au métal de la tuyère, pour autant que ce métal ait-été préala-- blement poli et dégraisse.
L'invention est illustrée dans le dessin annexé par un exemple de réalisation et elle sera. décrite ci-après d'une manière plus détaillée,en se référant à ce dessin. - - ¯
Dans le corps de tuyère 1, comportant, dans la zone de sa section intérieure la plus étroite, une pièce rapportée réa- lisée en une matière résistant à-de hautes températures telle que le grap ite, le molybdène, le tunstgéne, une matiére cérami- que ou analogues, on introduit-le noyau 3 réalisé àpartir des disques 4 à 12 en une construction en sandwich en polyéthylène.
Le disque 4 est adapte, en forme -et en dimensions, à la pi-é-ce- rapportée 2 tandis que, par contre, les autres disques 5 à 12 forment l'espace annulaire 13 avec la partie du corps de tuyère
1 qui s'élargit. Les disques 4 à 12 sont maintenus au moyen du --- boulon 14 et de l'écrou 15. Dans l'espace 13, est introduite la masse de coulée 16.
Après la prise de la masse de coulée 16, on peut reti- rer le noyau 3 en desserrant le -boulon 14 ou plutôt l'écrou 15, puis en retirant les disques 5 à 12 vers l'extrémité de la tuyère qui s'élargit, le disque 4 étant retire vers l'autre extrémité de la tuyère.
Si 1*este du corps de tuyère 1 doit être enduit d'une masse de coulée, on peut introduire un noyau de forme correspon- dante en sens inverse, un élément correspondant à peu près aux disques 5 et 6 jouant alors le rôle du disque 4, c'est-à-dire qu'i.l étanchéifie l'espace libre et/qu centre tout le noyau et, après cet élément, vient à nouveau un nombre plus ou moins important de disques formant un espace libre correspondant avec la-paroi intérieure du corps de tyrére.
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-On peut égalementprocéder d'une manière analogue lors du révétement d'autres pièces 'de fusées, par exemple la chambre de combustion; dans ce cas, l'épaisseur du revêtement dépend évidemment chaque fois des sollicitations thermiques prévues, c'est-à-dire la durée et la température-des sollicitations; cette épaisseur est, par exemple, comprise entre 1 et 5 mm.
Au lieu de la construction en sandwich représentée, on pourrait également réaliser la'partie du noyau correspondant aux disques 5 à 12 sous forme d'un noyau plein ou creux d'une -seule pièce, l'(tanchéification et le centrage du noyau pouvant avoir- de.nouveau lieu par vissage avec le-disque 4. En tout cas, le noyau doit être réalisé en une matière qui, vis-à-vis de la mas- se de coulée, fait office d'agent de démoulage, comme c'est par -exemple le cas--pour le polyéthylène et le polypropylène.
Dans le cas de pièces de fusées de formes simples, par exemple la chambre de combustion, on pourrait également renoncer- totalement à employer un noyau et l'on pourrait effectuer l'enduc- tion suivant le procédé connu- de coulée centrifuge, dans lequel la masse de coulée est introduite dans le tube de la chambre de combustion mis en rotation sur un dispositif de-roulement., cette masse étant durcie par chauffage simultané du tube à la tem- pérature requise. Des pièces de'fusées de formes compliquées pour- raient également être formées par pressage ou par injection dans des moules appropriés. -REVE1UJICATIONS.
REVENDICATIONS.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.
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"Plastic fusion material for rocket parts undergoing thermal stress"
When rocket fuels are subjected to routine bench testing, high costs are incurred as a result of the rapid wear and tear of rocket parts subjected to thermal stresses, principally the nozzles of the combustion chambers of the rocket. test. This drawback --- manifests itself in particular for the bombardment of powders. rapid combustion .and: high calorie, for example solid composite fuels.
One of the main causes of this phenomenon lies in the fact that when the fuels contain metals such as, for example, aluminum in finely divided form, for example, the hard parts of the nozzles , made of tungsten, molybdenum, titanium,
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graphite, etc., are exposed to rapid corrosion as a result of the formation of alloys or non-metallic compounds * this formation - being caused by the impact of the molten and unburned metallic particles of the fuel on the heated nozzle at high temperature. To this is also possibly added the corrosive action of hot and aggressive combustion products such as. for example, hydrochloric acid.
According to the invention, these disadvantageous phenomena are avoided or 1,!. The life of the rocket parts is substantially extended by providing, on the rocket parts undergoing thermal stresses, a surface layer of a binder of organic synthetic resin which is self-hardening and adheres to metals, for example an epoxy resin or a polyurethane resin; as well as a cooling material which decomposes endothermically or sublimates under the influence of temperature and with consumption of heat, for example oxamide.
It has been found to be particularly advantageous to employ a surface layer of 70 to 50 parts by weight of a synthetic resin binder and 30 to 50 parts by weight of a cooling material. In this case, for the synthetic resin binder, polyurethane and, in particular, a polyurethane consisting of a prepolymerized diisocyanate with an average molecular weight of 2000 and an average isocyanate content of 4%, as well as methylene-bis-o-chloraniline as an amine hardener and containing about 20% of "Palationol 0 as a plasticizer.
In order to apply the surface coating to a rocket nozzle, according to another advantageous embodiment of the invention, in the internal section of the nozzle, a core consisting, in particular, of a core is first introduced. solid material of polyethylene, this core hermetically closing the nozzle at the narrowest point while, moreover, it forms, with the wall of the nozzle, a free space corresponding to the expected thickness of the surface coating layer then, in the space @
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free formed between the core and the wall of the nozzle, the surface coating mass is poured, allowed to harden, and then finally, the core is removed.
The molten plastic adheres very firmly to the metal of the nozzle, provided this metal has been previously polished and degreased.
The invention is illustrated in the accompanying drawing by an exemplary embodiment and it will be. described below in more detail, with reference to this drawing. - - ¯
In the nozzle body 1, comprising, in the region of its narrowest internal section, an insert made of a material resistant to high temperatures such as grap ite, molybdenum, tunstgene, a ceramic material - that or the like, we introduce-the core 3 made from discs 4 to 12 in a polyethylene sandwich construction.
The disc 4 is adapted, in shape - and in dimensions, to the added piece 2 while, on the other hand, the other discs 5 to 12 form the annular space 13 with the part of the nozzle body
1 which widens. The discs 4 to 12 are held by means of the --- bolt 14 and the nut 15. In the space 13, is introduced the casting mass 16.
After setting the casting mass 16, the core 3 can be removed by loosening the -bolt 14 or rather the nut 15, then removing the discs 5 to 12 towards the end of the nozzle which widens. , the disc 4 being withdrawn towards the other end of the nozzle.
If the end of the nozzle body 1 is to be coated with a casting compound, a cores of corresponding shape can be introduced in the opposite direction, an element corresponding approximately to the discs 5 and 6 then playing the role of the disc. 4, that is to say that it seals the free space and / that centers the whole core and, after this element, there is again a more or less important number of discs forming a corresponding free space with the - inner wall of the tire body.
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It is also possible to proceed in a similar manner when revising other parts of rockets, for example the combustion chamber; in this case, the thickness of the coating obviously depends each time on the expected thermal stresses, that is to say the duration and the temperature of the stresses; this thickness is, for example, between 1 and 5 mm.
Instead of the sandwich construction shown, the core part corresponding to the discs 5 to 12 could also be made as a solid or hollow one-piece core, the sealing and centering of the core being possible. again by screwing with disc 4. In any case, the core must be made of a material which, vis-à-vis the casting mass, acts as a release agent, such as this is for example the case for polyethylene and polypropylene.
In the case of rocket parts of simple shapes, for example the combustion chamber, one could also completely dispense with the use of a core and one could carry out the coating according to the known method of centrifugal casting, in which the casting mass is introduced into the tube of the combustion chamber rotated on a rolling device, this mass being hardened by simultaneous heating of the tube to the required temperature. Fuse pieces of complicated shapes could also be formed by pressing or by injection into suitable molds. -REVE1UJICATIONS.
CLAIMS.
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