DE2633611A1 - PROCEDURE FOR NON-DESTRUCTIVE TESTING OF SOLID MISSILE FUEL ENGINES - Google Patents
PROCEDURE FOR NON-DESTRUCTIVE TESTING OF SOLID MISSILE FUEL ENGINESInfo
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Description
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BAYERN-CHEMIE * &' Aschau f den 26.7.1976BAYERN-CHEMIE * &' Aschau for July 26th, 1976
Gesellschaft für flugchemische Antriebe Pat/Dr.D/My mit beschränkter Häftling Fall 392Aero-chemical propulsion company Pat / Dr.D / My with restricted inmate Case 392
Verfahren zur zerstörungsfreien Prüfung von RaketenfesttreibstoffmotorenMethod for the non-destructive testing of solid rocket propellants
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur zerstörungsfreien Prüfung von Raketenfesttreibstoffmotoren.The invention relates to a method for non-destructive Testing of solid rocket propellants.
Bei der Fertigung von Raketenfesttreibstoffmotoren und bei deren Einbringung in die Brennkammer können Fehler auftreten, die einen unkontrollierten Abbrand oder Zerleger zur Folge haben. Daher hat man zerstörungsfreie Prüfmethoden zur Qualitätskontrolle herangezogen, die eine eindeutige Fehlererkennung gewährleisten, für möglichst viele Fehlerarten geeignet sind und ein wirtschaftliches Arbeiten ermöglichen.Errors can occur in the manufacture of solid propellant rocket engines and their introduction into the combustion chamber. which result in uncontrolled burn-up or decomposition. Therefore one has non-destructive testing methods for Quality control used, which guarantee a clear error detection, suitable for as many types of errors as possible and enable economical work.
Als bisheriges Standardverfahren diente die Materialprüfung mittels Röntgenstrahlen. Seit einiger Zeit werden auch Mikrowellen, Infrarotlicht und Ultraschall verwendet. Diese neueren Verfahren lassen zwar eine weitgehende Automatisierung zu, erfordern aber einen verhältnismäßig großen Geräteaufwand und verursachen daher hohe Materialkosten. Auch die Empfindlichkeit dieses Verfahrens gegenüber verschiedenen Fehlerarten ist noch nicht genügend gesichert.Materials testing using X-rays has served as the standard procedure up to now. For some time now, too Microwaves, infrared light and ultrasound are used. These newer methods allow a high degree of automation to, but require a relatively large amount of equipment and therefore cause high material costs. Sensitivity too this procedure against various types of errors is not yet sufficiently secured.
Die Einzelprüfung mittels Röntgenstrahlen erfordert wenig Zeit bei niedrigen Kosten. Als nachteilig erweist sich Jedoch die schlechte Erkennung verschiedener Fehler, so z.B. von Ablösungen in der Brennkammer, die nur einen sehr dünnen Luftspalt zwischen Isolierung/Kammerwand oder Isolierung/Treibstoff entstehen lassen. Gerade derartige Fehler sind besonders unerwünscht.The individual examination by means of X-rays requires little time at low cost. However, it proves to be disadvantageous the poor detection of various errors, such as detachments in the combustion chamber, which only have a very thin air gap between insulation / chamber wall or insulation / fuel. Such errors are particularly special undesirable.
Die Erfindung hat die Aufgabe, die beschriebenen Nachteile zu vermeiden und ein einfach durchzuführendes, sichereThe invention has the object of avoiding the disadvantages described and a safe and easy to implement
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Ergebnisse gewährleistendes und wirtschaftlich arbeitendes Verfahren vorzuschlagen. Hierbei wird eine Methode benutzt, die unter dem Namen "Thermographie" bereits in anderen technischen und medizinischen Bereichen Anwendung gefunden hat.Process that guarantees results and operates economically to propose. Here a method is used which is already known under the name "Thermography" in other technical and medical fields.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe gelöst, indem sog. Flüssigkristalle als Indikator für Fehlstellen auf das mit einem lichtabsorbierenden Untergrund versehene Triebwerk aufgebracht werden, das Triebwerk auf eine Temperatur unterhalb der Mesophase der Flüssigkristalle eingestellt und sodann gleichmäßig auf die Temperatur der Mesophase erwärmt wird. Als Indikator wird eine Substanz verwendet, die innerhalb eines definierten Temperaturbereichs eine Mesophase ausbildet, die einen flüssig-kristallinen Zustand darstellt. Dabei erscheint die im flüssigen oder festen Zustand farblose oder nur schwachgefärbte Substanz farbig und ändert ihre Farbe empfindlich mit der Temperatur über dem gesamten sichtbaren Spektralbereich. Die auftretenden Reflexionsfarben sind nur dann deutlich zu erkennen, wenn keine zusätzliche Reflexion des auftreffenden Lichts durch den Untergrund stattfindet; dies wird durch eine lichtabsorbierende Schicht unterbunden. Der Zusammenhang zwischen Temperatur und Farbe wird bei der vorgeschlagenen Prüfung benutzt. Das zu untersuchende Triebwerk wird mit einem geeigneten lichtabsorbierenden Untergrund versehen und dann der Indikator z.B. mittels einer Spritzpistole aufgebracht. Der Indikator kann als Lösung, Suspension oder in mikroverkapseltem Zustand vorliegen. Das Triebwerk wird sodann auf eine Temperatur unterhalb der Mesophase eingestellt,d.h. normalerweise abgekühlt, und sodann gleichmäßig einseitig erwärmt, wodurch im Inneren des Triebwerks ein Wärmestrom entsteht. Ist der Prüfkörper homogen, dann ist auch der Wärmefluß ortsunabhängiggleichmäßig und dementsprechend auch die Temperatur auf der Oberfläche. Enthält der Raketenfesttreibstoffmotor Fehlstellen, strömt die Wärme unterschiedlich ab und erzeugt eine entsprechende Temperaturverteilung auf der Oberfläche. Liegt dieAccording to the invention, the object is achieved by so-called. Liquid crystals as indicators for defects on the with a light-absorbing underground provided engine are applied, the engine to a temperature below the mesophase of the liquid crystals is set and then uniformly heated to the temperature of the mesophase. as Indicator, a substance is used that forms a mesophase within a defined temperature range, which represents a liquid-crystalline state. The substance, which is colorless or only slightly colored in the liquid or solid state, appears colored and changes its color sensitively with temperature over the entire visible spectral range. The reflection colors that occur are only then clear to recognize when there is no additional reflection of the incident Light takes place through the subsurface; this is prevented by a light-absorbing layer. The relationship between Temperature and color are used in the suggested test. The engine to be examined is equipped with a suitable Provide a light-absorbing surface and then apply the indicator, e.g. using a spray gun. The indicator can be in the form of a solution, suspension or in a microencapsulated state. The engine is then brought to a temperature set below the mesophase, i.e. normally cooled, and then evenly heated on one side, whereby im A heat flow is created inside the engine. Is the test body homogeneous, then the heat flow is also uniform regardless of location and accordingly also the temperature on the Surface. If the rocket solid propellant motor contains defects, the heat dissipates differently and creates a corresponding temperature distribution on the surface. Is the
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Oberflächentemperatur im Bereich der Mesophase des Indikators, erscheint das Temperaturfeld als Farbmuster.Dadurch wird die Fehlstelle im Triebwerk lokalisierbar.Surface temperature in the area of the mesophase of the indicator, the temperature field appears as a color pattern Defect in the engine can be located.
Als Indikatoren dienen bevorzugt Derivate des Cholesterins oder deren Gemische. Ihre Mesophasen sollen im allgemeinen einen Farbänderungsbereich von 4 bis 60C umfassen.Derivatives of cholesterol or mixtures thereof are preferably used as indicators. Their mesophases should generally encompass a color change range from 4 to 6 ° C.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung werden Flüssigkristalle mit Mesophasen innerhalb eines Bereichs von 19 bis 400C verwendet, vorzugsweise solche, deren Farbänderung sich zwischen 31 und 35°C vollzieht. Mit dem neuen Verfahren können gerade großflächige Fehler besonders deutlich ermittelt werden. Der Aufwand für das Verfahren ist nicht größer als beim bisherigen Standardverfahren der Untersuchung mittels Röntgenstrahlen. In a further embodiment of the invention, liquid crystals are used with mesophase within a range of 19-40 0 C, preferably those whose color change is taking place from 31 to 35 ° C. With the new method, large-area defects can be identified particularly clearly. The cost of the procedure is no greater than that of the previous standard procedure of examination using X-rays.
Das folgende Ausführungsbeispiel soll die Erfindung verdeutlichen. The following exemplary embodiment is intended to illustrate the invention.
In ein Triebwerk wird eine beabsichtigte Ablösung zwischen der Kammerwand und der Isolierung des Raketenfesttreibstoffmotors von ca. 30 cm Länge eingearbeitet. Die Brennkammer wird zunächst schwarz lackiert und auf die Lackschicht eine 25%ige Lösung von mikroverkapselten Flüssigkristallen eines Cholesterin-Derivats, deren flüssigkristalliner Bereich zwischen 31 und 350C liegt, mit einer Spritzpistole aufgetragen. Danach kühlt man das Triebwerk auf +50C ab und erwärmt anschließend auf einer Heizbank unter Drehen, bis der Farbbereich des Indikators erreicht ist. Die eingearbeitete Ablösung läßt sich eindeutig als farbiger Fleck in der schwarzen Umgebung erkennen. Bei einem Vergleichsversuch mittels Röntgenstrahlenuntersuchung ist dieser Fehler nicht zu ermitteln.An intentional detachment between the chamber wall and the insulation of the solid propellant rocket engine, approximately 30 cm in length, is worked into an engine. The combustion chamber is first painted black and a 25% solution of microencapsulated liquid crystals of a cholesterol derivative, the liquid-crystalline range of which is between 31 and 35 ° C., is applied to the paint layer with a spray gun. It is then cooled the engine to +5 0 C, and then heated on a hot stage while rotating, to the color range of the indicator is reached. The incorporated detachment can be clearly seen as a colored spot in the black area. This error cannot be determined in a comparison test using an X-ray examination.
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ORIGINAL INSPECTEDORIGINAL INSPECTED
Claims (2)
dadurch gekennzeichnet,2. The method according to claim 1,
characterized,
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Non-Patent Citations (1)
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