FR2571463A1 - Ouvertures polaires filetees pour recipients composites sous pression - Google Patents

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Abstract

UN RECIPIENT SOUS PRESSION COMPOSITE COMPORTE UNE OUVERTURE POLAIRE FILETEE AYANT UN GRAND DIAMETRE AVEC DES FILETS EN FAISANT PARTIE INTEGRANTE. L'OUVERTURE POLAIRE FILETEE EST RENFORCEE A L'AIDE D'UN MODELE D'ENROULEMENT DE FILAMENTS QUI LUI PERMET D'ETRE FERMEE A L'ENCONTRE DES FORCES AXIALES RESULTANT DE PRESSIONS INTERNES IMPORTANTES. CETTE FERMETURE PERMET DE REALISER L'ETANCHEITE DU RECIPIENT SOUS PRESSION DANS UN CARTER DE MOTEUR DE FUSEE TACTIQUE.

Description

1.
OUVERTURES POLAIRES FILETEES POUR RECIPIENTS
COMPOSITES SOUS PRESSION
La présente invention a trait aux récipients sous
pression formés de filaments enroulés comportant des ouver-
tures filetées et à la fermeture de celles-ci.
Cette invention-concerne plus particulièrement-
le renforcement des filets formés dans ces ouvertures con-
tre des forces axiales importantes générées de l'intérieur
des récipients sous pression.
Cette invention concerne encore plus particulière-
ment l'augmentation de résistance de ces ouvertures file-
tées à ces forces internes par le modèle de renforcement à filaments enroulé dans les filets et la réalisation de ce tel modèle de renforcement d'une manière avantageuse
industriellement.
Le brevet US 3 124 001 montre des récipients sous pression devant résister à la pression externe au moyen d'armatures internes formées de filaments enroulés. Les récipients sous pression de ce brevet US 3 124 001 ont des ouvertures polaires filetées. Les filets sont formés à l'aide de tissu en fibre de verre saturé enfoncé dans un moule pour la réalisation des filets à l'aide d'une mèche de fibre de verre. Une telle conception des filets n'est pas adaptée pour fournir des ouvertures filetées dont la
fermeture résiste à des pressions internes importantes.
Le brevet GB 1 453 680 montre des ouvertures po-
laires filetées dans le carter d'un moteur de fusée, dans lesquelles les filets sont formés à l'aide de filaments continus auxquels on fait suivre les contours s'étendant
intérieurement d'un moule pour la formation du filetage.
Les filets ainsi réalisés ne résisteront pas aux importan-
tes forces axiales constatées dans la fermeture d'ouvertu-
res de grand diamètre des moteurs de fusées tactiques.
D'autres carters de moteur de fusée ont été propo-
sés ou réalisés pour incorporer une seule couche de fila-
ments uni-axiaux continus coupés et enfoncés dans le moule
de filetage. Cependant, dans ces récipients, le renforce-
2571463-
ment axial des ouvertures filetées est réalisé au-dessus
des filets; un tel renforcement axial à un plus haut ni-
veau est insuffisant pour résister à l'importance des pres-
sions internes constatées dans des ouvertures polaires de plus grand diamètre des carters de moteur de fusée tactique. Les récipients sous pression selon l'invention
comprennent: une première et une seconde portions tubu-
laires qui s'étendent solidairement autour d'un axe longi-
tudinal central commun. La seconde portion tubulaire a un contour formé par une crête et un creux qui s'enroulent en spirale côte à côte à l'intérieur de celle-ci afin de former les filets pour la fermeture du récipient. La crête fait intégralement saillie à l'intérieur du récipient et contient des couches de filaments uniaxiaux et des couches
de tissus de filaments se recouvrant en disposition alter-
née. Chaque couche de filaments uniaxiaux s'étend de façon continue d'un endroit de la première portion tubulaire qui est éloigné de la seconde portion tubulaire à l'extrémité de la seconde portion tubulaire qui est éloignée de la
première portion tubulaire.
Les filaments uniaxiaux de ces couches sont égale-
ment (i) disposés à un angle par rapport aux lignes paral-
lèles à l'axe central, qui a une valeur absolue comprise entre environ 50 et 350 dans la seconde portion tubulaire et (ii) sont profilés au niveau des crêtes et des creux de la seconde portion tubulaire. Les couches de tissu de filaments s'étendent à partir d'endroits de la première portion tubulaire qui sont proches de la seconde portion
tubulaire jusqu'à l'extrémité de la seconde portion tubu-
laire qui est éloignée de la première portion tubulaire.
Le tissu de filaments de ces autres couches suit également le contour de crêtes et de creux de la seconde portion tubulaire. Une mèche de filaments est placée entre chaque
couche de filaments uniaxiaux et de tissu de filaments.
Chacune de ces mèches suit la crête sous une certaine ten-
sion. En réalisant les récipients, la mèche de filaments enfonce-en tirant dans la crête soit une couche de tissu
de filaments, soit une couche de filaments uniaxiaux.
- De toute façon, l'invention sera bien comprise
à l'aide de la description qui suït en référence au dessin
schématique annexé qui en représente, à titre d'exemple non limitatif, une forme de réalisation préférée: - Figure 1 est une vue en coupe partielle d'un carter de moteur de fusée, montrant les ouvertures polaires filetées selon l'invention; - - Figure 2 est une vue du renforcement dans la partie arrière des filets renforcés de la partie de tuyère du carter de la figure 1; - Figure 3 est une vue du renforcement dans la partie arrière des filets renforcés de l'ouverture avant du carter de la figure 1; - Figure 4 est une vue en coupe transversale d'une partie de deux moules de formage des filets espacés portés sur un mandrin central, ces moules de formage des filets étant utilisés pour enrouler simultanément deux récipients
sous pression.
Le carter de moteur de fusée (10) de la figure 1 comprend une portion de tube (12) qui est située entre
l'orifice de tuyère fileté arrière (14) et l'orifice d'ad-
mission fileté avant (16). Une partie en forme de coupole
(18) raccorde la partie de tuyère (20) et la partie restan-
te la plus avant, de plus grand diamètre du carter de moteur de fusée (10) . La partie en forme de jupe (22) fait partie intégrante de cette partie restante de plus grand diamètre et s'étend concentriquement autour de la partie en forme
de coupole (20).
Le combustible est introduit dans le carter de moteur de fusée (10) par l'orifice d'admission fileté (16)
jusque dans ces parties de plus grand diamètre. L'échappe-
ment provenant de la combustion de ce combustible pendant
le vol sort du moteur de fusée à travers l'orifice de tu-
yère (14) via la partie de tuyère (20). -
- Un élément de fermeture fileté en aluminium (24)
se visse dans l'orifice d'admission (16) et obture l'extré-
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mité avant du carter de moteur de fusée (10). L'élément de fermeture (24) présente un fiIetage légèrement conique
selon un angle égal, par exemple, à 0 30'.
L'obturateur en élastomère fileté (26) se visse dans l'orifice de tuyère (14) à l'autre extrémité du carter
de moteur de fusée (10). L'obturateur (26) est enlevé pen-
dant l'assemblage du moteur, et une tuyère en aluminium munie d'un filetage (non représenté) est alors vissée dans
l'orifice de tuyère (14).
Le carter de moteur de fusée (10) renferme un iso-
lateur arrière en élastomère (28). Pendant lesopérations de polymérisation, l'isolateur arrière en élastomère (28) est lié périphériquement à l'intérieur du carter de moteur (10)
sur une partie arrière en forme de coupole (18) et la par-
tie de tuyère (20), ainsi que le montre la figure 1. L'iso-
lateur avant en élastomère (30) se lie périphériquement sur l'intérieur d'une partie avant du carter de moteur de fusée
(10) au cours de ces opérations de polymérisation.
L'isolateur (30) présente un rebord (32) qui est
situé à distance de la surface interne de l'orifice d'ad-
mission (16). Le rebord (32) s'étend sur le pourtour inté-
rieur de l'extrémité arrière de l'élément de fermeture (24) lorsque celuici est complètement engagé dans l'orifice
d'admission (16), ainsi que le montre la figure 1.
L'étanchéité mutuelle entre l'élément de fermeture (24) et le carter de moteur de fusée (10) est obtenue de
la façon suivante. Dans une rainure annulaire (34) de l'élé-
ment de fermeture (24) est logé un joint torique (36). Une bague métallique (38) est intégrée dans le carter de moteur
de fusée (10) légèrement à l'arrière de l'orifice d'admis-
sion fileté (16). La bague (38) fait saillie à l'intérieur du carter de moteur (10) un peu plus que les filets de l'orifice d'admission (16). La bague (38) entre en butée
contre le joint torique (36) en fournissant ainsi l'engage-
ment étanche avec le rebord (32) lorsque l'élément de fer-
meture (24) est complètement vissé dans l'orifice d'admis-
sion (16).
Les figures 2 et 3 illustrent de façon plus dé-
taillée la configuration du filetage pour les filets de
l'orifice de tuyère (14) et de l'orifice d'admission (16).
Les filets sont, dans chacun de ces orifices, des filets renforcés. Ces filets renforcés ont la configuration sui- vante: le filetage de l'orifice d'admission fileté (16) est un filetage conique renforcé modifié de pas 3,175 mm (8 filets par pouce) de diamètre 146,05 mm (5,75 pouces); le filetage de l'orifice d'admission de tuyère fileté (14) est un filetage modifié renforcé de type 3, de diamètre
53,975 mm (2,125 pouces), de pas 4,23 mm (6 filets par pou-
ce) avec un angle avant de 7 et un angle arrière de 45 .
La crête (40A) et le creux (42A) s'enroulent en spirale à l'intérieur de l'orifice de tuyère (14), côte à côte,. ainsi que le montre partiellement la figure 2, en réalisant les filets de celui-ci destinés à la fixation
de la tuyère filetée en aluminium mentionnée ci-avant.
L'angle A des filets (comme montré à la figure 2) est de
450 et l'angle B est de 70. La spirale a un diamètre cons-
tant. Des couches de tissu de verre imprégné de résine (type 116) (44) et des mèches (46) de verre S-2 forment
l'orifice de tuyère fileté (14).
L'arête (48F) et le creux (50F) (Figure 3) s'en-
roulent de la même façonenspirale autour de l'orifice d'admission fileté (16) en réalisant les filets de celui-ci
pour sa fermeture par l'élément de fermeture (24). La spi-
rale présente un diamètre de conicité 1 à 1/2 . L'angle A' de ces filets avant est de 450 et l'angle B' est de 70
comme montré à la figure 3.
La figure 3 montre également la formation du ren= forcement fibreux dans la partie avant du carter de moteur
de fusée (10).
Cette formation est mise en évidence dans la fi-
gure 3 par lareprésentation descouches de résine et de ver-
re dans une partie arrière de l'orifice d'admission (16).
La couche de tissu de verre (52) de cette représentation est formée par un cavenas léger utilisé pour conférer aux
filets une surface lisse à l'intérieur de l'orifice d'ad-
mission (16). La couche (52) est un tissu de verre de type 116 (disponible auprès de J.P. Stevens) et a une épaisseur d'environ 0,1 mm (0,004 pouce). La mèche (54) est formée par un faisceau d'environ 12 brins de verre-S (disponible
auprès de Owens Corning Fiberglass Corp.) de fibres conti-
nues enroulées sous 3-4 kg (7-9 pounds) de tension au même angle que les filets de façon à tirer le tissu de la couche (52) dans la crête (48F). La couche (56) est formée par une autre couche de tissu de type 116 et a une épaisseur d'environ 0,1 mm (0,004 pouce). La couche (56) est enfoncée jusqu'à la couche (52) dans la crête (48F) en utilisant la mèche (58) de la même façon que la mèche (54). La couche (60) est un tissu de verre S 904/34 (disponible auprès de Owens Corning Fiberglass) et a une épaisseur d'environ 0,33 mm (0,013 pouce). La couche (60) est enfoncée vers la couche (56) dans la crête (48F) en utilisant la mèche
(62) de la même façon que la mèche (54).
La couche (64) est formée de deux plis de fibre de verre en verre-S, enroulés en hélice autour de la partie
cylindrique (12) et de l'orifice d'admission (16). La cou-
che (64) a une épaisseur d'environ 0,3 mm (0,012 pouce).
La mèche (66) enfonce par traction la couche (64) dans la crête (48F). La couche (68) est formée par une autre couche de tissu de verre S-904/34 et a une épaisseur d'environ 0,33 mm (0,013 pouce). La mèche (70) enfonce de la même façon la couche (68) dans la crête (48F) vers la couche (64). La couche (72) est formée par la seconde couche (d'épaisseur 0,3 mm (0,012 pouce)) de deux plis de fibre de verre enroulée en hélice. La mèche (74) tire la couche (72) dans l'arête (48F). La couche (76) est formée par un
tissu de verre S904/34 d'épaisseur 0,33 mm (0,013 pouce).
La mèche (78) tire cette couche de tissu (76) vers la cou-
che (72). La couche (80) est formée par la troisième des
couches à deux plis enroulées en hélice (64,72,et 80).
(Dans chacune des couches (64,72, et 80) un premier pli a ses filaments disposés à un angle d'une valeur absolue de 20 par rapport aux lignes parallèles à l'axe central (11) et le second pli a ses filaments disposés à un angle
inverse du premier). La couche (80) a une épaisseur d'en-
viron 0,3 mm (0,012 pouce). La couche (80) est enfoncée à l'aide d'une autre mèche similaire aux autres mèches décrites ci-avant. Le reste de-la cuvette du sommet (48F)
et de la partie d'admission (16) est amené à niveau à l'ai-
de d'une pluralité de passes formées de mèches séparées enroulées au pas des filets renforcés. La formation (82)
O10 est formée de couches circulaires et de couches en hélice.
Les couches circulaires comportent deux plis, orientés se-
lon des angles opposés l'un de l'autre, dont les filaments sont disposés (par rapport à des lignes parallèles à l'axe
longitudinal central) à un angle d'environ 82 à 890 en va-
leur absolue. Les couches hélicoïdales comportent deux plis inclinés selon des angles opposés l'un de l'autre et formés de filaments disposés (par rapport aux lignes parallèles à l'axe longitudinal central) à un angle compris entre à 250 en valeur absolue. Ces couches hélicoldales et circulaires forment entièrement un orifice d'admission (16) fileté et le reste du carter de moteur de fusée (10) (y compris la partie en forme de coupole (18)) d'une façon angulaire discutée ci-après en relation avec les couches (64,72 et 80). La formation (82) a une épaisseur d'environ
2,5 mm (0,10 pouce).
Toutes les fibres précédentes sont, de préférence, enroulées mouillées, c'est-à-dire qu'elles sont imprégnées, avant l'enroulement,de résine thermodurcissable telle que celles connues sous la dénomination commerciale "EPON 826"
"TONOX 6040" et disponible atprès de Shell Chemical/Uniro-
yal. Chacune des couches de tissu (60,68 et 76) ainsi que les secondes couches de tissu (52) et (56) de type 116 s'étendent sur plusieurs cm dans différents emplacements
axiaux à l'arrière de la bague métallique (38) pour un ren-
forcement accru de l'orifice d'admission fileté (16). Les couches de tissu (60,68 et 76) ont une densité de fibre plus élevée en direction axiale pour un renforcement
axial accru.
En supplément, avant de déposer les couches en hélice et les tissus de verre renforcés axialement et en alternance de l'orifice d'admission (16), - six couches
de tissu de verre (84) de type 64 T et six couches circu-
laires de verre (86) sont déposées en mode alterné dans
la cavité de la bague métallique (38).
En outre, des couches circulaires (88) sont enrou-
lées autour de chacune des couches hélicoidales (64,72 et
8G) à l'arrière de l'orifice d'admission fileté avant d'en-
foncer ces couches hélicoidales (64,72,80) dans la crête
(48F).
La figure 4 montre, en coupe, les parties adjacen-
tes des moules de filetage (90,92) séparés par un élément
d'écartement cylindrique (94). Cette construction est uti-
lisée selon l'invention pour la réalisation simultanée de deux carters de moteur de fusée au cours d'une seule opération d'enroulement. Un des récipients sous pression est formé en utilisant le moule de formage des filets (90);
le moule de formage des filets (92) est utilisé pour réa-
liser l'autre récipient.
Les moules (90,92) et l'élément cylindrique (94)
sont fixés sur un mandrin central cylindrique creux (96).
Les moules (90,92) ont chacun une section tubulaire. La figure 4 montre la section supérieure de chacun de ces moules (90,92). Le mandrin central (96) est apte à tourner lors de l'enroulement des filaments autour des moules (90, 92).
Les moules (90,92) sont montés chacun sur le man-
drin central (96) séparément des autres parties de mandrin arrière utiliséespour réaliser les carters de moteur de
fusée. Les bagues (98,100) sont ajustées serrées respecti-
vement sur les moules pour filetage (90,92) lors du monta-
ge de chacun de ces moules (90,92) sur le mandrin central (96).
L'élément d'écartement cylindrique (94) sert d'en-
257146,3
tretoise entre les moules pour la formation des filetages
(90,92). Le trou fileté (102) est un des quatre trous uti-
lisés pour visser l'entretoise (94) sur le mandrin central (96). Lors de la fabrication des deux carters de moteur de fusée, en utilisant les moules pour la formation des filets (90,92) de la figure 4, chacune des couches (64,72 et 80) (Cf. Figure 3) est enroulée de façon à être continue
entre les extrémités arrières de chacun des orifices de tu-
yère (14) des deux carters de moteur de fusée.
L'angle des filaments dans chacune de ces couches (64,72,et 80), par rapport aux lignes parallèles aux axes longitudinaux centraux de ces carters de moteur, est égal
à 200 entre la partie juste en avant des parties en for-
me de coupole (18) et les extrémités avant de chaque car-
ter. Dans la partie en forme de coupole (18) l'angle des filaments dans les couches (64,72,80) par rapport à ces lignes parallèles est déterminé par la relation Sin R1D1 =
Sin R2D2 o R1 et R2 sont les rayons respectifs de la por-
tion de la partie en forme de coupole (18) qui est enroulée et D1 et D2 sont les angles que font ces fibres par rapport à ces lignes parallèles à l'axe central (11) en projection sur la surface de la partie en forme de coupole. Ainsi, par exemple, un pli de la couche (64) a ses filaments disposés selon un angle de valeur absolue 20 par rapport aux lignes parallèles à l'axe central (11) au niveau de l'orifice d'admission fileté (16) mais cet angle est plus proche de
autour de la partie en forme de coupole (18) par rap-
port à ces lignes, en projection sur les surfaces de
chacune des parties (18).
Suite à l'enroulement de la couche hélicoidale
(64) autour des orifices d'admission (16) (et avant l'appli-
cation de la mèche (62)), la seconde des couches circulaires (88) est enroulée autour de cette couche (64). (Chacune de
ces couches circulaires (88) est formée de deux plis de fi-
laments, les filaments du premier pli faisant un angle com-
pris, en valeur absolue, entre 82 et 89 et l'angle des
filaments de l'autre couche étant l'inverse de l'autre).
L'enroulement de cette seconde (et des autres) des couches circulaires (88) débute au niveau de la bague métallique arrière (38), s'étend jusqu'à la jonction d8me/cylindre arrière et revient en se terminant juste à l'arrière de
la bague métallique (38). Ensuite deux couches circulai-
res (c'est-à-dire quatre plis dont chacun a des filaments à un angle compris entre environ 82 à 89 en valeur absolue) qui seront sacrifiées, sont enroulées autour de l'élément cylindrique (94) de façon à maintenir une tension sur cette couche hélicoïdale (64). La couche (64) ainsi liée est alors coupée périphériquement autour de l'élément (94) à mi-chemin entre les moules de formage des filets (90) et
(92), de telle sorte que lorsque la mèche (66) est enrou-
lée au pas du filetage de 3,175 mm (0,125 pouce), elle tire les parties de cette couche (64) vers l'intérieur dans les crêtes (48F) de chacun des carters de moteur de fusée. Les deux couches circulaires sacrifiées sont alors enlevées de l'entretoise (94). Les parties de cette couche hélicoïdale (64) s'étendant au-delà des extrémités avant
des deux moteurs de fusée sont alors coupées et enlevées.
Cette procédured'enfoncement par tirage est utilisée pour l'enroulement de chacune des couches hélicoïdales (64,72
et 80).
Les carters de moteur à grande ouverture réalisés en utilisant les procédures ci-avant peuvent résister à une charge distribuée axialement et induite par une pression
interne élevée, par exemple de l'ordre de 306 à 442 atmos-
phères (4 500 à 6 500 psi). L'élément annulaire de ferme-
ture ou de rétention (24) est, dans ces carters de moteur
de fusée, formé de préférence, indépendamment des fileta-
ges du carter de moteur. (Par l'expression "formé indépen-
damment", on veut dire que l'élément de fermeture n'est pas utilisé comme moule de formage des filetages au cours
de la réalisation du carter de moteur de fusée. Par ouver-
ture polaire "de large ouverture" d'un récipient souspres-
sion, on veut dire les ouvertures dont le diamètre est il égal de 0,5 à 1, 2 fois environ au plus grand diamètre du
récipient sous pression).
Cette invention peut, en particulier, être couram-
ment appliquée aux carters de moteur de fusée tactique dans lesquels le diamètre du carter peut atteindre jusqu'à en- viron 610 mm (deux pieds) et le diamètre de l'ouverture
polaire arrière est de l'ordre de 0,6 à 1,1 fois celui-ci.
EXEMPLE
Un carter de moteur ayant la forme générale de la figure 1 est fabriqué selon la séquence de fabrication ci-dessus en utilisant un mandrin rotatif. La partie en forme de jupe est formée par toute une partie de cylindre unique d'un diamètre extérieur correspondant à celui de
la partie cylindrique du carter de moteur.
Le carter de moteur de fusée a un grand diamètre
extérieur de cylindre égal à 152 mm (5,988 inch), une lon-
gueur égale à 1 054 mm (41,5 inch) et des filetages d'un pas égal à celui précédemment décrit. Une partie de mandrin
concentrique est utilisée pendant la fabrication de la jupe.
Un pli circulaire temporaire est enroulé autour de chaque couche hélicoidale qui est ensuite coupée en avant du carter de moteur avant d'être enfoncée. Le pli
circulaire temporaire est ensuite enlevé. Après l'enroule-
ment, le carter est polymérisé tout en tournant selon le programme suivant: 60 C + 6 C (140 F + 10 F) pendant un
minimum de six (6) heures ou jusqu'à ce que la résine ther-
modurcissable (HBRF 55A) soit au stade B; 93 C 6 C
(200 F 10 F) pendant trois heures; et 121 C + 6 C pen-
dant six heures.
La séquence de fabrication du produit est la sui-
vante:
ETAPE SEQUENCE DE FABRICATION
1 Tissu type 116, longueur 7,62 cm (3 pouces) sur tube de soufflage/filetage arrière 2 Mèche simple fibre de verre S-2 enfoncée sur pas de filetage 3 Tissu type 116, longueur 8,89 cm (3,5 pouces) sur tube de soufflage/filetagearrière 4 Mèche simple fibre de verre S-2 enfoncée sur pas
de filetage.
Tissu type 116, longueur 10,16 cm (4 pouces) sur tube desoufflage/filetage arrière 6 Mèche simple fibre de verre S-2 enfoncée sur pas de filetage 7 Tissu type 116, longueur 12,7 cm (5pouces) sur
tube de soufflage/filetage arrière.
- 8 Trois mèches fibre de verre S-2 enfoncées sur pas de filetage 9 Tissu type 116, longueur 15,24 cm (6 pouces) sur tube de soufflage/filetage arrière Remplissage trois mèches fibre de verre S-2 11 Tissu type 116, longueur 19,05 cm (7,5 pouces) sur filetage avant
12 Mèche simple fibre de verre S-2 sur pas de fileta-
ge 13 Tissu type 116, longueur 17,14 cm (6,75 pouces) sur filetage avant
14 Mèche simple fibre de verre S-2 sur pas de fileta-
ge Tissu type 64 T, longueur 1,27 cm (0,50 pouces) dans cavité de la bague d'étanchéité 16 Couche circulaire trois mèches fibre de verre S-2 longueur 0,317 cm (0,125 pouces) largeur du ruban 17 Tissu type 64 T longueur 1, 27 cm (0,50 pouces) dans la cavité de la bague d'étanchéité 18 Couche circulaire trois mèches fibre de verre S-2 longueur 0,317 cm (0, 125 pouces) largeur du ruban 19 Tissu type 64 T, longueur 1,60 cm (0,63 pouces) dans la cavité de la bague d'étanchéité Couche circulaire trois mèches fibre de verre S-2 longueur 0,317 cm (0,125 pouces) largeur du ruban 21 Tissu type 64 T, longueur 1,60 cm (0,63 pouces) dans la cavité de la bague d'étanchéité 22 Couche circulaire de trois mèches fibre de verre S-2, 0,317 cm (0,125 pouces), largeur de ruban 23 Tissu type 64 T, longueur 1,905 cm (0,75 pouces) dans la cavité de la bague d'étanchéité 24 Couche circulaire de trois mèches fibre de verre S-2, 0,317 cm (0,125 pouces) largeur de ruban Tissu type 64 T, longueur 1,905 cm (0,75 pouces) dans la cavité de la bague d'étanchéité 26 Couche circulaire de trois mèches fibre de verre 0,317 cm (0,125 pouces) largeur de ruban 27 Couche circulaire d'une mèche simple à 1,27 cm (0,50 pouces) sur surface cylindrique recouverte de caoutchouc 28 Tissu type S 904/34, longueur 33, 02 cm (13 pouces) sur filetage avant 29 Mèche simple fibre de verre S-2 dans le filetage avant Couche hélicoïdale à 20 , trois mèches, largeur de ruban de 0,622 (0,245 pouces) sur cylindre et tube de soufflage 31 Couche circulaire, trois mèches 0,762 cm (0,300 pouces) sur cylindre à l'arrière du filetage avant 32 Mèche simple fibre de verre S-2 dans le filetage avant 33 Tissu type S 904/34, longueur 27,94 cm (11 pouces) sur filetage avant 34 Mèche simple fibre de verre S-2 dans le filetage avant 35 Couche hélicoidale 200, trois mèches, largeur de ruban 0,762 cm (0,300 pouces) sur cylindre et tube de soufflage 36 Couche circulaire trois mèches, largeur de ruban
0,762 cm (0,300 pouces) sur le cylindre à l'arriè-
re du filetage avant 37 Mèche simple fibre de verre S-2 dans le filetage avant 38 Tissu type S 904/34 longueur 22,86 cm (9 pouces) sur filetage avant 39 Mèche simple fibre de verre S-2 dans le filetage avant 40 Couche hélicoidale à 20 , trois mèches, largeur de ruban 0,317 cm (0,125 pouces) sur cylindre et coupole arrière 41 Couche circulaire trois mèches, largeur de ruban 0,762 cm (0,300 pouces) sur cylindre à l'arrière du filetage avant 42 Mèche simple fibre de verre S-2 dans le filetage avant 43 Remplissage circulaire mèche S-2 sur filetage avant 44 Tissu type 1581 dans le raccord en "Y" de jupe Joint torique 2-048 dans raccord en "Y" de jupe
46 Mèche simple fibre de verre S-2 remplissage circu-
laire 47 Tissu type 1581 longueur 3,81 cm (1,50 pouces) sur la jupe 48 Couche circulaire trois mèches, largeur de ruban 0,635 cm (0,250 pouces) sur jupe 49 Tissu type 1581 longueur 3,81 cm (1,50 pouces) sur jupe Couche circulaire trois mèches, largeur de ruban à,635 cm (0,250 pouces) sur jupe 51 Tissu type 1581 longueur 4,054 cm (1,60 pouces) sur jupe 52 Couche circulaire trois mèches, largeur de ruban
0,635 cm (0,250 pouces) sur jupe.
53 Tissu type 1581 longueur 4,318 cm (1,70 pouces) sur jupe 54 Couche circulaire trois mèches largeur de ruban - 0,635 cm (0,250 pouces) sur jupe Tissu type 1581 longueur 4,318 cm (1,70 pouces) sur jupe 56 Couche circulaire trois mèches, largeur de ruban 0,635 cm (0,250 pouces) sur jupe 57 Tissu type 1581, longueur 4,572 cm (1,80 pouces) sur jupe 58 Couche circulaire trois mèches, largeur de ruban 0,635 cm (0,250 Douces) sur jupe 59 Tissu type 1581 longueur 4,572 cm (1,80 pouces) sur jupe 60 Couchecirculaire trois mèches, longueur de ruban 0,635 cm (0,250 pouces) sur jupe Application de façon à obtenir un diamètre de
,174 cm (5,974 pouces).

Claims (12)

-REVENDICATIONS-
1- Récipient sous pression formé de filaments
enroulés, apte à supporter des pressions internes impor-
tantes et comportant une ouverture filetée destinée à être fermée par un élément de fermeture fileté ayant un diamètre sensiblement égal à celui de ce récipient sous pression, caractérisé en ce que de récipient sous pression comprend: une première portion tubulaire et une seconde portion tubulaire qui s'étendent solidairement autour d'un
axe longitudinal central commun, la seconde portion tubu-
laire comportant des filets formés par une crête et un creux qui s'enroulent en spirale côte à côte à l'intérieur de celle-ci, en ce que la crête fait saillie entièrement de la seconde portion tubulaire jusque dans le récipient
sous pression et contient des couches en filaments unia-
xiaux et de tissus de filaments se recouvrant alternative-
ment les unes les autres, en ce que chaque couche de fila-
ments uniaxiaux s'étend de façon continue d'un endroit de la première portion tubulaire qui est éloigné de la seconde
portion tubulaire à l'extrémité de la seconde portion tubu-
laire qui est éloignée de la première portion tubulaire, en
ce que les filaments uniaxiaux sont (i) disposés danslasecon-
de portion tubulaire à un angle, par rapport aux lignes parallèles à l'axe central, qui a une valeur absolue comprise entre environ 5 et 35 et sont (ii) profilés de la même façon que les crêtes et les creux de
la seconde portion tubulaire en des couches qui sont espa-
cées radialement les unes des autres, en ce que chacune
des couches de tissu de filaments s'étend à partir d'en-
droits de la première portion tubulaire qui sont proches de
la seconde portion tubulaire, jusqu'à l'extrémité de la se-
conde portion tubulaire qui est éloignée de la première -
portion tubulaire; en ce que les tissus de filaments sui-
vent le profil de crête et de creux de la seconde portion tubulaire en des couches qui sont radialement espacées les
une des autres; et en ce que des mèches de filaments sui-
vent chacune la crête entre une couche de tissus de fila-
257 1463
ments et une couche en filaments uniaxiaux.
2- Récipient selon la revendication 1, caractéri-
sé en ce que ce récipient est formé indépendamment de l'é-
lément de fermeture fileté.
3- Récipient selon la revendication 2, caractéri- sé en ce que certaines des couches de tissu ont une plus
grande résistance dans une direction parallèle à l'axe cen-
tral, et en ce que ces couches sont situées entre les sur-
faces interne et externe de la seconde portion tubulaire.
4- Récipient selon l'une des revendications 1, 2
ou 3, caractérisé en ce que les fibres des filaments uni-
axiaux, des tissus de filaments et des mèches comprennent
de la fibre de verre, du matériau connu sous la dénomina-
tion commerciale "Kevlar", du carbone ou autres filaments
structuraux.
- Récipient selon la revendication 4, caractéri-
sé en ce que ce récipient est conçu pour être utilisé com-
me carter de moteur de fusée.
6- Carter de moteur de fusée formé de filaments
enroulés afin de résister à des pressions internes impor-
tantes et comportant une ouverture avant filetée (16) apte à être fermée par un élément de fermeture (24) ayant un
diamètre sensiblement égal à celui du récipient sous pres-
sion, caractérisé en ce que carter comprend: une portion tubulaire arrière (20), une portion tubulaire avant qui
s'étend solidairement avec la partie tubulaire arrière au-
tour d'un axe central commun (11) et qui comprend des filets
formés par une crête (48 F) et un creux (50 F) qui s'enrou-
lent ensemble en spirale côte à côte à l'intérieur de cette portion tubulaire avant, en ce que la crête (48 F) fait saillie entièrement de la portion tubulaire avant jusque
dans le carter et comprend des couches de filaments unia-
xiaux et de tissus de filaments se recouvrant alternative-
ment les unes les autres; en ce que chaque couche de fila-
ments uniaxiaux s'étend de façon continue d'un endroit de
la portion de tube arrière (20) qui est éloigné de la por-
tion de tube avant à l'extrémité de la portion de tube avant qui est éloignée de la portion de tube arrière, en ce que les filaments uniaxiaux sont (i) disposés dans la portion de tube avant à un angle par rapport aux lignes parallèles à l'axe central, qui a une valeur absolue com- prise entre environ 5 et 35 , et (ii) sont profilés de la
même façon que les crêtes et les creux de la seconde por-
tion tubulaire en des couches qui sont espacées radialement
les unes des autres; en ce que chacune des couches se re-
couvrant des tissus de filaments s'étendent à partir d'en-
droits de la portion de tube arrière situés à proximité de
la portion de tube avant jusque dans un endroit de la por-
tion de tube avant qui est éloigné de la portion de tube
arrière, en ce que les tissus de filaments suivent le pro-
fil de crête et de creux de la portion de tube avant en des couches qui sont radialement espacées les unes des autres; et en ce que des mèches de filaments uniaxiaux espacées
suivent chacune lacrête entre une couche de tissus de fila-
ments et une couche de filaments uniaxiaux.
7- Carter de moteur de fusée selon la revendica-
tion 6, caractérisé en ce que l'élément de fermeture file-
té (24) est formé indépendamment du carter de moteur de fu-
sée.
8- Carter de moteur de fusée selon l'une des re-
vendications 6 ou 7, caractérisé en ce que les filaments uniaxiaux et les tissus de filaments comprennent du verre, du matériau connu sous la dénomination commerciale "Kevlar",
du carbone ou d'autres filaments structuraux.
9- Carter de moteur de fusée selon la revendica-
tion 8, caractérisé en ce que chacune des couches de tissu de filaments s'étend axialement vers un endroit différent
du carter de moteur de fusée.
- Carter de moteur de fusée selon la revendica-
tion 9, caractérisé en ce qu'une partie des couches de tis-
sudefilaments comportent des filaments qui renforcent en-
core plus le carter de moteur de fusée en direction axiale.
11- Carter de moteur de fusée fait de filaments enroulés à large ouverture filetée, caractérisé en ce que la large ouverture est filetée intérieurement-et en ce que
les filets de celle-ci en font partie intégrante et contien-
nent (a) une pluralité de couches de filaments uniaxiaux disposés, par rapport aux lignes parallèles à l'axe central du carter de moteur de fusée, à un angle ayant une valeur
absolue comprise entre 5 et 35 , (b) une pluralité de cou-
chesde tissus de filaments et (c) une pluralité de mèches
de filaments et en ce que chaque mèche de (c) est sous ten-
sion et est située radialement entre une couche de (a) et
une couche de (b).
12- Procédé de fabrication de récipients sous
pression par enroulement de filaments, chacun de ces réci-
pients comprenant une large ouverture munie intérieurement de filets en formant partie intégrante, caractérisé en ce que ce procédé consiste à fournir une paire de moules (90, 92) pour le formage des filets, chacun de ces moules (90,92) épousant la forme de cette ouverture du récipient sous
pression respectif et étant espacé par un élément d'écarte-
ment (94) ayant un axe central commun à celui de la paire de moules et des autres parties du mandrin (96) utilisé pour former ces récipients sous pression; à enrouler les filaments autour du mandrin en une couche hélicoïdale ayant ses filaments disposés, par rapport aux lignes parallèles
à cet axe central, à un angle ayant une valeur absolue com-
prise entre environ 5 et 35 , cet enroulement étant réali-
sé sur les moules de formage des filetages, élément d'écar-
tement et autres parties du mandrin; à enrouler les fila-
ments sur la couche hélicoïdale en une couche circulaire dont les filaments sont disposés, par rapport aux lignes parallèles à l'axe central du récipient sous pression, à un angle ayant une valeur absolue comprise entre environ 82 et 89 , cette couche circulaire se terminant à un endroit,
situé axialement à proximité de chacun des moules pour file-
tage, qui est éloigné de l'élément d'écartement, à enrouler
des filaments sur la couche hélicoidale sur l'élément d'é-
cartement à un angle, par rapport aux lignes parallèles à l'axe central du récipient sous pression, ayant une valeur absolue comprise entre environ 82 et 89 ; à couper cette couche hélicoidale périphériquement autour de l'élément d'écartement à mi-chemin entre les moules pour filetage; à enfoncer cette couche hélicoïdale dans chacun des moules pour filetage à l'aide d'unemèche de filaments enroulée au pas de ces filetages; à enlever les filaments portés par
l'élément d'écartement; à enrouler d'autres couches héli-
coidales, couches circulaires et mèches de la façon susmen-
tionnée afin de réaliser les filets avec renforcement axial.
13- Procédé selon la revendication 12, caractéri-
sé en ce que les récipients sous pression sont des carters
de moteur de fusée.
14- Procédé selon la revendication 13, caractéri-
sé en ce que chaque moule pour filetage est ensuite utilisé pour former la bague de retenue du carter de moteur de fusée qui a été enroulé en utilisant ce moule pour filetage et
en ce qu'il comprend de l'aluminium.
- Procédé selon la revendication 12, caractéri-
sé en ce que les moules pour filetage sont ensuite utilisés
pour fabriquer une autre paire de carters de moteur de fu-
sée.
- 16- Procédé selon l'une des revendications 12,
13, 14 ou 15, caractérisé en ce que les filaments compren-
nent du verre.
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