FR2591618A1 - CARBON FIBER TISSUE TAPE, AND METHOD FOR IMPLEMENTING THE SAME - Google Patents

CARBON FIBER TISSUE TAPE, AND METHOD FOR IMPLEMENTING THE SAME Download PDF

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FR2591618A1
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carbon fiber
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FR8614746A
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Walter Oefner
Franz Drachenberg
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Airbus Defence and Space GmbH
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Messerschmitt Bolkow Blohm AG
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    • B64C1/00Fuselages; Constructional features common to fuselages, wings, stabilising surfaces or the like
    • B64C2001/0054Fuselage structures substantially made from particular materials
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    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T50/00Aeronautics or air transport
    • Y02T50/40Weight reduction

Abstract

L'invention concerne un ruban de tissu en fibres de carbone, constitué de fils de chaîne et de fils de trame, pour la fabrication de couches de protection pour des pièces, ou pour la fabrication de pièces, qui sont soumises à un milieu présentant une température et une vitesse d'écoulement élevées, en particulier pour la fabrication de revêtement de tuyères de moteurs-fusées à courte durée de combustion. Les fils de trame 3 se présentent sous forme de fils simples en U, et leurs segments droits (les branches du U) sont disposés parallèlement les uns par rapport aux autres, et transversalement par rapport aux fils de chaîne 2 disposés dans la direction 4 de la longueur de la bande. Les extrémités libres des fils de trame 3 sont toutes du même côté de la bande, et les extrémités libres des fils de trame débordent de la partie tissée de la bande d'une longueur au moins égale à la largeur 5 de celle-ci. (CF DESSIN DANS BOPI)The invention relates to a carbon fiber fabric tape, made of warp and weft yarns, for the production of protective layers for parts, or for the production of parts, which are subjected to a medium having a high temperature and high flow rate, in particular for the manufacture of rocket engine nozzles with short combustion duration. The weft threads 3 are in the form of single U-shaped threads, and their straight segments (the branches of the U) are arranged parallel to each other, and transversely to the warp threads 2 arranged in the direction 4 of the length of the strip. The free ends of the weft threads 3 are all on the same side of the strip, and the free ends of the weft threads protrude from the woven part of the strip by a length at least equal to the width 5 thereof. (CF DRAWING IN BOPI)

Description

RUBAN DE TISSU EN FIBRES DE CARBONE, ET PROCEDECARBON FIBER FABRIC TAPE, AND METHOD

POUR LE METTRE EN OEUVRETO IMPLEMENT IT

L'invention concerne un ruban de tissu en fibres de carbone, constitué de filsde chaîne et de fils de trame, pour la fabrication de couches de protection pour des pièces, ou pour la fabrication de pièces, qui sont soumises à un milieu présentant une  The invention relates to a carbon fiber fabric tape, consisting of warp and weft threads, for the production of protective layers for parts, or for the production of parts, which are subjected to a medium having a

température et une vitesse d'écoulement élevées, en par-  high temperature and flow velocity, especially

ticulier pour la fabrication de revêtement de tuyères  special for the manufacture of nozzle coating

de moteurs-fusées à courte durée de combustion. L'in-  rocket engines with short combustion time. Linen-

vention concerne également un procédé de fabrication de.  The invention also relates to a method of manufacturing.

pièces, constituées totalement ou partiellement d'un  parts, wholly or partly of a

ruban de tissu en fibres de carbone tel que défini ci-  carbon fiber fabric tape as defined above

dessus et d'une matrice appropriée, en particulier sta-  above and an appropriate matrix, in particular sta-

ble à la chaleur (par exemple résine phénolique), sur  heat (eg phenolic resin), on

une forme négative (par exemple un noyau), ou par recou-  a negative form (for example a nucleus), or by recou-

vrement d'une forme positive (par exemple un corps sup-  of a positive form (eg a supernatural body)

port). Au cours d'un parcours aérien ou spatial, se pose fréquemment le problème de la soumission simultanée des surfaces de l'objet à des températures élevées et à des vitesses d'écoulement élevées. Des exemples en sont les propulseurs de toutes sortes, mais également les  Harbor). During an aerial or space flight, there is frequently the problem of simultaneously subjecting the surfaces of the object to high temperatures and high flow velocities. Examples are propellers of all kinds, but also

engins spatiaux lors de leur rentrée dans l'atmosphère.  spacecraft when they enter the atmosphere.

Au cas o les contraintes thermiques et mécaniques liées à l'écoulement se prolongent sur une longue période, ou - 2 - bien apparaissent plusieurs fois à intervalles, la surface concernée de l'objet est réalisée et protégée de telle manière qu'elle ne subisse pas de détériorations,  In the case where the thermal and mechanical stresses linked to the flow extend over a long period of time, or appear several times at intervals, the relevant surface of the object is made and protected in such a way that it does not suffer. no damage,

ou qu'elle subisse seulement des détériorations se pro-  or that it suffers only deteriorations

pageant très lentement. Par exemple, les tuyères pour moteurs-fusées à longue durée de combustion sont en règle générale refroidies par un fluide, et fabriquées en des matériaux, le plus souvent métalliques, à haut point de fusion. Si les contraintes ne durent que peu de temps, comme par exemple dans des tuyères de fusées à courte durée de combustion, on peut également prendre en considération une contrainte thermique et mécanique plus importante (par combustion et par érosion). Dans  paging very slowly. For example, long-life rocket motor nozzles are generally fluid-cooled, and made of mostly high-melting materials, mostly metal. If the stresses only last for a short time, as for example in rocket nozzles with a short combustion time, one can also take into consideration a greater thermal and mechanical stress (by combustion and by erosion). In

de tels cas, on peut avantageusement utiliser des ma-  such cases, it is advantageous to use

tières plastiques renforcées de fibres, en raison de leursrapportsrésistance/poids favorables, et en raison  fiber-reinforced plastics, because of their favorable strength / weight ratios, and because of their

de la simplicité et du faible coût de leur fabrication.  the simplicity and low cost of their manufacture.

Une combinaison de matériaux habituelle pour celà jusque naguère était celle de résine phénolique et de fibres d'amiante; mais pour le futur, il ne faut plus utiliser d'amiante en raison de ses propriétés nocives pour la  A combination of materials usual for this until recently was that of phenolic resin and asbestos fibers; but for the future, we must not use asbestos because of its harmful properties for the

santé. Les fibres de carbone, entre autres, se sont ré-  health. Carbon fibers, among others, have

vélées des matériaux de remplacement utilisables, en  used alternative materials, in particular

raison de leursbonnes propriétés mécaniqueset thermiques.  because of their good mechanical and thermal properties.

Si maintenant on fabrique par exemple un corps de tuyère en tissu de fibres de carbone et en résine phénolique, selon le procédé de dépôt sur une forme négative, de la façon habituelle pour d'autres pièces, de telle sorte que la couche de tissu se trouve parallèle à la surface de la forme négative (contour d'écoulement), il faut alors s'attendre, en cours de fonctionnement, à ce que,  If, for example, a carbon fiber and phenolic resin fabric nozzle body is produced, according to the negative-form deposition method, in the usual manner for other parts, so that the fabric layer becomes located parallel to the surface of the negative form (flow contour), it is then expected, during operation, that,

par suite des détériorations thermiques et des contrain-  as a result of thermal deterioration and

tes mécaniques, des couches entières de tissu se décol-  mechanics, entire layers of fabric are

lent et soient expulsées, ce qui peut conduire très ra-  slow and expelled, which can lead to very

pidement à la destruction de la tuyère.  quickly to the destruction of the nozzle.

- 3 - Par la demande DE-AS 12 03 646, on connaît une paroi de matière plastique étalée en couche, renforcée de fibres, pour des engins volants, des moteurs-fusées, etc., qui évite dans une large mesure de tels processus d'usure. Une bande de tissu et de fibres de verre, impré-  DE-AS 12 03 646 discloses a layered fiber-reinforced plastic wall for flying machines, rocket engines, etc., which largely avoids such processes. wear. A strip of fabric and fiberglass, impressed

gnée de résine, est alors enroulée en hélice sur une for-  resin, is then wound helically on a

me négative, de telle sorte que les sections transver-  negative, so that the transverse sections

sales de la bande se recouvrent à la manière des tuiles d'un toit, et forment un angle d'environ 20 avec la direction d'écoulement, les bords dirigés vers l'aval de la bande de tissu formant le contour d'écoulement. Certes, l'expulsion de couches entières de tissu est de ce fait empêchée de façon certaine, mais il peut se faire que des fils du tissu, encore disposés transversalement par rapport à l'écoulement, soient enlevés des bords de la bande de tissu formant le contour de l'écoulement; certes, l'usure progresse ainsi de façon plus lente,  Dirty strips of the strip overlap in the manner of roof tiles, and form an angle of about 20 with the direction of flow, the edges directed downstream of the fabric web forming the flow outline. Of course, the expulsion of entire layers of fabric is thereby prevented with certainty, but it may be that threads of the fabric, still arranged transversely to the flow, are removed from the edges of the fabric band forming the contour of the flow; certainly, the wear progresses so more slowly,

mais pourtant avec constance.but nevertheless with constancy.

L'objet de l'invention est donc de mettre au point une bande de tissu, ainsi qu'un procédé pour la mettre en oeuvre, en vue d'une augmentation nette et  The object of the invention is therefore to develop a web of fabric, as well as a method for carrying it out, with a view to a net increase and

importante de la durée d'utilisation des pièces.  important part of the useful life of the parts.

Conformément à l'invention, cet objet est at-  According to the invention, this object is

teint grâce à une bande de tissu en fibres de carbone, du type défini plus haut, caractérisée en ce que les fils de trame se présentent sous forme de fils simples en U, que leurs segments droits (les branches du U) sont disposés parallèlement les uns par rapport aux autres,  dyed by means of a carbon fiber fabric strip of the type defined above, characterized in that the weft threads are in the form of single U-shaped yarns, that their straight segments (the U-branches) are arranged parallel to each other. one against another,

et transversalement par rapport aux fils de chaîne dis-  and transversely to the warp threads

posés dans la direction de la longueur de la bande, que les extrémités libres des fils de trame sont toutes du même côté de la bande, et que les extrémités libres des fils de trame débordent de la partie tissée de la bande  laid in the direction of the length of the strip, that the free ends of the weft yarns are all on the same side of the strip, and that the free ends of the weft yarns protrude from the woven portion of the strip

d'une longueur au moins égale à la largeur de celle-ci.  of a length at least equal to the width of the latter.

Conformément à l'invention, l'objet cité ci-  According to the invention, the object cited above

- 4 - dessus est également atteint grâce à un procédé du type  The above is also achieved by a method of the type

défini plus haut, caractérisé en ce que la bande de tis-  defined above, characterized in that the web of

su en fibres de carbone est disposée, d'une façon connue en soi, pratiquement transversalement par rapport à la direction d'écoulement, de telle manière que les sec- tions transversales successives de bandes se succèdent dans la direction de l'écoulement en se recouvrant à la manière des tuiles d'un toit et en formant un angle aigu avec le contour d'écoulement, que les extrémités libres  The carbon fiber is disposed in a manner known per se substantially transverse to the direction of flow so that the successive cross-sections of strips follow one another in the direction of the flow. covering tiles with a roof and forming an acute angle with the flow outline, that the free ends

superposées des fils de trame, dans les sections trans-  superimposed weft threads, in the trans-

versales de bandes, sont orientées vers l'aval de l'écou-  versales, are oriented downstream of the

lement et forment, conjointement avec la matrice, le contour d'écoulement, avec recouvrement des fils de chaîne disposés à chaque fois vers l'aval de l'écoulement,  together with the matrix, form the flow contour, with overlapping of the warp threads each arranged downstream of the flow,

et que, dans le cas de la fabrication sur une forme né-  and that in the case of manufacture on a

gative, il peut être nécessaire de réaliser un enrobage ultérieur à l'aide d'un matériau composite à fibres,  it may be necessary to carry out a subsequent coating using a fiber composite material,

très solide, en particulier du point de vue mécanique.  very solid, especially from the mechanical point of view.

Sous ce rapport, il faut faire ressortir que le procédé présentant les caractéristiques ci-dessus convient non seulement pour faire des enroulements sur des pièces à symétrie de révolution, mais encore pour  In this respect, it should be pointed out that the process having the above characteristics is suitable not only for making windings on symmetrical parts of revolution, but also for

la fabrication de pièces en forme de plaque par dispo-  the manufacture of plate-shaped parts by

sition en série les unes à côté des autres de bandes de tissu isolées, par exemple pour la fabrication de segments de tuyères de réglage, de profils de guidage  series of insulated fabric webs next to one another, for example for the production of control nozzle segments, guide profiles

d'écoulement, ou d'écailles de boucliers thermiques.  flow, or scales of heat shields.

Une forme de réalisation préférée du procédé présentant les caractéristiques mentionnées ci-dessus  A preferred embodiment of the process having the characteristics mentioned above

est un procédé de fabrication d'un corps creux, à symé-  is a method of manufacturing a hollow body, symmetrically

trie pratiquement de révolution, présentant un contour intérieur d'écoulement, sur un noyau, en particulier  virtually rotates, having an internal flow contour, on a core, in particular

pour la fabrication d'un corps de tuyère d'un moteur-  for the manufacture of a nozzle body of a motor-

fusée, procédé caractérisé en ce que le noyau présente  rocket, characterized in that the present core

un domaine principal pour la formation du contour d'écou-  a main area for the formation of the listening contour

- 5- lement du corps creux, ainsi que, en prolongement du contour d'écoulement, un domaine d'entrée et un domaine de sortie, la longueur de ces deux derniers domaines dans la direction de l'écoulement correspondant chacune à peu près à la largeur totale de la bande de tissu en  - 5 - the hollow body, as well as, in extension of the flow contour, an input domain and an output domain, the length of these last two domains in the direction of the flow corresponding each approximately to the total width of the fabric strip in

fibres de carbone (y compris les fils de trame qui dé-  carbon fibers (including the weft yarns

bordent), que le noyau, du domaine d'entrée au domaine  edge), that the core, from the domain of entry to the domain

de sortie (dans la direction de l'écoulement), est re-  outlet (in the direction of flow) is

couvert de la bande de tissu en fibres de carbone qui forme une hélice, que l'on effectue, dans le domaine principal, un recouvrement ultérieur avec une structure d'enroulement très solide à base de fibres de carbone (tissu, roving, etc., de fibres de carbone), et qu'après le durcissement de la pièce (corps creux) et l'enlèvement du noyau, les enroulements de bandes de tissu dépassant  covered with the band of carbon fiber fabric which forms a helix, which is carried out in the main field, a subsequent recovery with a very strong winding structure based on carbon fibers (fabric, roving, etc.). , carbon fibers), and after the hardening of the workpiece (hollow body) and the removal of the core, the wraps of tissue bands protruding

le domaine principal (domaine d'entrée et domaine de sor-  the main domain (field of entry and field of

tie) sont éliminés.tie) are eliminated.

Un autre mode préféré de réalisation du procédé de la présente invention est un procédé présentant les  Another preferred embodiment of the process of the present invention is a process presenting the

caractéristiques mentionnées ci-dessus, pour le recouvre-  characteristics mentioned above, for the recovery of

ment d'une forme positive, en particulier pour le recou-  positive form, in particular for the recou-

vrement de structures métalliques de protection d'une tuyère de moteurfusée, procédé caractérisé en ce que la bande de tissu en fibres de carbone est déposée sur la forme positive (structure métallique de protection), hélicoldalement, dans la direction inverse de celle de l'écoulement. Dans ce qui suit, l'invention est illustrée  metal protective structures of a motor-driven nozzle, characterized in that the carbon-fiber fabric strip is deposited on the positive form (protective metal structure), helically, in the opposite direction to that of the flow. In what follows, the invention is illustrated

plus en détail par les exemples de réalisation représen-  in more detail by the exemplary embodiments

tés sur les dessins annexés.on the accompanying drawings.

La figure 1 représente une vue en plan d'un morceau de la bande de tissu conforme à l'invention en  FIG. 1 represents a plan view of a piece of the fabric strip according to the invention in

fibres de carbone.carbon fibers.

La figure 2 représente une vue en coupe, dans le sens de la longueur, à travers la moitié supérieure d'un corps creux à symétrie de révolution avec une forme  FIG. 2 represents a sectional view, in the length direction, through the upper half of a rotationally symmetrical hollow body with a shape

négative (noyau).negative (core).

La figure 3 représente une vue en coupe, dans le sens de la longueur, à travers la partie tuyère d'un moteur-fusée à propergol solide. Comme on peut le voir sur la figure 1, les fils de trame 3 de la bande de tissu 1 en fibres de carbone,  Fig. 3 is a lengthwise sectional view through the nozzle portion of a solid propellant rocket engine. As can be seen in FIG. 1, the weft threads 3 of the fabric band 1 made of carbon fibers,

qui sont des fils isolés en forme de U, sont tissés trans-  which are U-shaped insulated wires, are woven

versalement dans les fils de chaîne 2 disposés dans la direction 4 de la longueur de la bande. On comprend ici que, selon le mode de tissage (en toile, en tissu croisé, ect.), les fils de trame 3, au point de croisement avec  versally in the warp yarns 2 arranged in the direction 4 of the length of the strip. It will be understood here that, according to the weaving method (in fabric, cross-fabric, ect.), The weft threads 3, at the point of intersection with

les fils de chaîne 2, se trouvent en dessus ou en des-  the warp threads 2 are above or below

sous des fils de chaîne, selon une armure fixe. Grâce aux extrémités libres, débordant largement, des fils de chaîne 3, la largeur 5 de la partie tissée de la bande  under warp threads, according to a fixed armor. Thanks to the free ends, overflowing widely, warp threads 3, the width 5 of the woven part of the band

est beaucoup plus petite que la largeur totale de la ban-  is much smaller than the total width of the ban-

de de tissu 1 en fibres de carbone. Pour les bandes de tissu conformes à l'état de la technique, il est par contre habituel de tisser avec les fils de chaîne un fil  of fabric 1 made of carbon fibers. For fabric bands according to the state of the art, it is however usual to weave with the warp threads

continu de trame, de façon à ce qu'il forme des méan-  continuous pattern, so that it forms

dres, la largeur de la partie tissée correspondant alors  the width of the woven part corresponding to

à la largeur de la bande.to the width of the band.

Sur la figure 2, on peut voir pourquoi la structure spéciale de la bande de tissu 1 en fibres de carbone influence de façon positive la résistance des  In Figure 2, it can be seen why the special structure of the carbon fiber fabric web 1 positively influences the strength of the

pièces. Pour la fabrication d'un corps creux 12 à symé-  rooms. For the manufacture of a hollow body 12 with symmetry

trie de révolution, on revêt de la bande de tissu 1 en fibres de carbone, de façon à former une hélice, un noyau 8, depuis le domaine d'entrée 10 en passant par le domaine principal 9 jusqu'au domaine de sortie 11, dans la direction d'écoulement 6. Le côté extérieur du noyau 8, qui forme le contour d'écoulement 7, est alors recouvert d'un moyen de séparation, et la bande de tissu 1 en fibres de carbone est imprégnée, avant ou pendant 7- le dépôt, de la matrice (par exemple résine phénolique) non représentée. Le domaine d'entrée 10 sert à faire passer la disposition des sections transversales de la  trie of revolution, is coated with the carbon fiber web 1, so as to form a helix, a core 8, from the input domain 10 through the main domain 9 to the output domain 11, in the direction of flow 6. The outer side of the core 8, which forms the flow contour 7, is then covered with a separating means, and the carbon fiber cloth strip 1 is impregnated, before or during 7- the deposition of the matrix (for example phenolic resin) not shown. The input domain 10 serves to move the layout of the cross sections of the

bande, parallèles au contour d'écoulement dans les pre-  band, parallel to the flow contour in the first

miers enroulements, à la disposition de biais désirée, imitant les tuiles d'un toit, dans le domaine principal 9. Le domaine de sortie 11 sert de support pour les fils  first windings, at the desired biased position, imitating the tiles of a roof, in the main domain 9. The output domain 11 serves as support for the wires

de trame 3 débordants,non-nécessaires, des derniers en-  of weft 3, not necessary, of the last few

roulements de la bande de tissu 1 en fibres de carbone.  bearings of the fabric band 1 made of carbon fibers.

Dans le domaine principal 9, on peut nettement recon-  In the main domain 9, we can clearly recon-

naître que le contour d'écoulement 7, abstraction faite de la matrice, est exclusivement formé par les fils de chaîne 3 disposés suivant un angle aigu par rapport à lui. Les fils de trame 3 recouvrent les fils de chaîne 2 et les protègent contre les attaques thermiques et  arise that the flow contour 7, apart from the matrix, is exclusively formed by the warp son 3 arranged at an acute angle relative to him. The weft threads 3 cover the warp threads 2 and protect them against thermal attack and

mécaniques dues à l'écoulement. En cours de fonctionne-  mechanical due to flow. In operation

ment, la matrice br le dans le domaine de la surface (contour de l'écoulement 7), mais ses résidus forment, conjointement avec les fils de trame 3 ancrés solidement dans les couches externes de la pièce, une couche bien  the matrix br is in the area of the surface (contour of the flow 7), but its residues form, together with the weft threads 3 firmly anchored in the outer layers of the part, a layer well

résistante de protection pour le matériau contigu radia-  resistant material for the contiguous material

lement vers l'extérieur, ce à quoi contribue également la disposition, favorable à l'écoulement, des fils de trame 3, disposés approximativement dans la direction 6 de l'écoulement. Afin d'augmenter encore la solidité de la pièce, on peut disposer dans le domaine principal 9,  This also contributes to the flow-friendly arrangement of weft threads 3 arranged approximately in the direction 6 of the flow. In order to further increase the strength of the part, it is possible to have in the main area 9,

sur les spires de la bande de tissu 1 en fibres de car-  on the turns of the fabric band 1 made of

bone, une structure d'enroulement 13, à résistance éle-  bone, a winding structure 13, with high resistance

vée, à base de fibres de carbone (tissu, roving, etc.).  made from carbon fibers (fabric, roving, etc.).

Après le durcissement du corps creux 12 et le retrait  After the hardening of the hollow body 12 and the withdrawal

du noyau 8, on sépare du domaine principal 9 les enrou-  of core 8, the main domain 9 is separated from the

lements dépassants de bandes de tissu, qui n'appartien-  protruding strands of fabric, which does not

nent pas à la pièce, des domaines d'entrée et de sortie  not to the piece, entry and exit domains

et 11. Pour des raisons de simplicité, on n'arErésen-  and 11. For reasons of simplicity, we can not

té sur la figure 2 que la structure d'un corps creux  FIG. 2 shows that the structure of a hollow body

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cylindrique de révolution, et le domaine principal 9 a été fortement raccourci sur cette représentation. Cette façon d'opérer convient en particulier cependant pour la fabrication d'un corps complet de tuyère de Laval, le noyau 8 devant alors être coupé dans la  cylindrical of revolution, and the main domain 9 has been strongly shortened on this representation. This method of operation is particularly suitable however for the manufacture of a complete Laval nozzle body, the core 8 to be cut in the

région du col de la tuyère (celle o la section trans-  region of the neck of the nozzle (that where the trans-

versale est la plus étroite) perpendiculairement à son  versale is the narrowest) perpendicular to its

axe, afin qu'on puisse le retirer de la pièce durcie.  axis so that it can be removed from the hardened part.

Il faut également faire remarquer que, suivant les exigences thermiques et mécaniques, on peut,'dans le domaine des fils de chaîne 2, incorporer des matériaux fibreux supplémentaires de renfort (roving, etc.) entre les enroulements de la bande de tissu 1 en fibres de carbone. Il faut alors seulement s'assurer de ce que ces matériaux fibreux de renfort, de même que les fils de chaîne 2, sont complètement recouverts par les fils de trame 3. La figure 3 présente une autre possibilité  It should also be noted that, depending on the thermal and mechanical requirements, it is possible, in the field of warp yarns 2, to incorporate additional fibrous reinforcing materials (roving, etc.) between the windings of the fabric web 1 into carbon fibers. It is then only necessary to ensure that these fibrous reinforcing materials, as well as the warp threads 2, are completely covered by the weft threads 3. FIG. 3 presents another possibility.

d'utilisation de la bande de tissu 1 en fibres de carbo-  of use of the fabric web 1 of carbon fibers

ne, à savoir pour le recouvrement de la structure métal-  ne, namely for the recovery of the metal structure

lique de protection 16 de la tuyère 15 d'un moteur-fusée  protection plate 16 of the nozzle 15 of a rocket engine

14 à propergol solide du type connu. Dans les propul-  14 solid propellant of the known type. In the propul-

seurs conformes à l'état de la technique, la structure métallique de protection est fixée, dans le domaine du col de la tuyère, à l'aide d'un anneau épais de graphite,  According to the state of the art, the protective metal structure is fixed in the area of the neck of the nozzle with the aid of a thick graphite ring.

et dans les parties convergente et divergente est dé-  and in the convergent and divergent parts is de-

posé un revêtement en fibres d'amiante et résine phéno-  laid with asbestos fiber and phenolic resin

lique. D'après la figure 3, le revêtement 17 de la struc-  lic. According to FIG. 3, the coating 17 of the structure

ture métallique 16 de protection est constitué, dans les parties convergente et divergente de la tuyère 15,  metal protection 16 is formed in the convergent and divergent portions of the nozzle 15,

d'enroulement de la bande de tissu 1 en fibres de car-  winding of the fabric web 1 of

bone, disposée à la manière des tuiles d'un toit, d'une façon comparable à celle représentée sur la figure 2, le dépôt sur la structure métallique 16 de protection étant cependant effectué selon la forme d'une hélice, dans une direction inverse à celle de l'écoulement, et -9-  bone, arranged in the manner of the tiles of a roof, in a manner comparable to that shown in Figure 2, the deposit on the metal structure 16 being however made in the form of a helix, in a reverse direction to that of the flow, and -9-

la matrice collant la bande de tissu de façon indétacha-  the matrix sticking the strip of tissue undetachably

ble à la structure de protection (forme positive). Les autres caractéristiques de construction du moteur-fusée 14 à propergol solide, comme par exemple l'anneau 18 de graphite, la disposition du combustible 19, etc.,-sont - conservées sans modifications, de telle sorte que, en ce qui concerne la figure 3, on peut voir que l'invention réside en premier lieu dans le remplacement avantageux  to the protective structure (positive form). The other constructional features of the solid propellant rocket engine 14, such as graphite ring 18, fuel arrangement 19, etc., are conserved without modifications, so that, with regard to the Figure 3, it can be seen that the invention resides first and foremost in the advantageous replacement

de l'amiante qui est un matériau nuisible pour la santé.  asbestos which is a material that is harmful to your health.

Comme on l'a déjà mentionné dans l'introduction de la  As already mentioned in the introduction of the

description, il existe encore de nombreuses autres pos-  description, there are still many other pos-

sibilités d'utilisation pour la bande de tissu conforme à l'invention et pour le procédé de mise en oeuvre s'y rapportant (écaille de bouclier thermique, segment de  usability for the web of fabric according to the invention and for the method of implementation relating thereto (heat shield scale, segment of

tuyère amovible, profil d'écoulement, etc.), la structu-  removable nozzle, flow profile, etc.), the structure

re des pièces étant cependant toujours basée sur le même  However, parts are still based on the same

étagement, à la manière des tuiles d'un toit, des sec-  staging, like roof tiles, of

tions transversales de la bande de tissu, avec les fils  cross sections of the fabric web, with the threads

de trame disposés du côté de l'écoulement.  weft arranged on the flow side.

25916i8-25916i8-

- 10 -- 10 -

Claims (4)

REVENDICATIONS 1. Ruban de tissu en fibres de carbone, cons-  1. Carbon fiber fabric tape, consis- titué de fils de chaîne et de fils de trame, pour la fabrication de couches de protection pour des pièces, ou pour la fabrication de pièces, qui sont soumises à un milieu présentant une température et une vitesse d'écoulement élevées, en particulier pour la fabrication de revêtement de tuyères de moteurs-fusées à courte durée de combustion, caractérisé en ce que les fils de trame (3) se présentent sous forme de fils simples en U, que leurs segments droits (les branches du U) sont disposés parallèlement les uns par rapport aux autres, et transversalement par rapport aux fils de chaîne (2)  formed of warp and weft threads, for the production of protective layers for workpieces, or for the manufacture of workpieces, which are subjected to a medium having a high temperature and a fast flow rate, in particular for manufacture of rocket engine nozzle liner with short combustion time, characterized in that the weft yarns (3) are in the form of single U-shaped yarns, whereas their straight segments (the U-branches) are arranged in parallel with each other. with respect to each other, and transversely to the warp threads (2) disposés dans la direction (4) de la longueur de la ban-  arranged in the direction (4) of the length of the bank. de, que les extrémités libres des fils de trame (3) sont toutes du même côté de la bande, et que les extrémités libres des fils de trame débordent de la partie tissée de la bande d'une longueur au moins égale à la largeur  the free ends of the weft yarns (3) are all on the same side of the strip, and the free ends of the weft yarns project from the woven part of the strip by at least a length equal to the width (5) de celle-ci.(5) thereof. 2. Procédé de fabrication de pièces, consti-  2. Process for the manufacture of parts, tuées totalement ou partiellement d'un ruban de tissu en fibres de carbone conforme à la revendication 1 et d'une matrice appropriée, en particulier stable à la chaleur (par exemple résine phénolique), sur une forme négative (par exemple un noyau), ou par recouvrement d'une forme positive (par exemple un corps support), procédé caractérisé en ce que la bande de tissu (1) en fibres de carbone est disposée, d'une façon connue en soi, pratiquement transversalement par rapport à la  totally or partially killed from a carbon fiber fabric ribbon according to claim 1 and a suitable matrix, in particular heat stable (eg phenolic resin), to a negative form (eg a core), or by covering a positive shape (for example a support body), characterized in that the carbon fiber web (1) is disposed, in a manner known per se, substantially transversely to the direction d'écoulement, de telle manière que les sec-  direction of flow, so that the tions transversales successives de bandes se succèdent dans la direction de l'écoulement en se recouvrant à la manière des tuiles d'un toit et en formant un angle aigu avec le contour d'écoulement, que les extrémités  successive cross-sections of strips succeed one another in the direction of the flow, overlapping in the manner of the tiles of a roof and forming an acute angle with the flow contour, that the ends libres superposées des fils de trame (3), dans les sec-  free superposed weft threads (3), in the sec- tions transversales de bandes, sont orientées vers 25916i8  transverse banding, are oriented towards 25916i8 - 11 -- 11 - l'aval de l'écoulement et forment, conjointement avec la matrice, le contour d'écoulement, avec recouvrement des fils de chaîne (2) disposés à chaque fois vers  downstream of the flow and form, together with the matrix, the flow contour, with overlap of the warp threads (2) arranged each time to l'aval de l'écoulement, et que, dans le cas de la fabri-  downstream of the flow, and that in the case of the manufacturer cation sur une forme négative, il peut être nécessaire de réaliser un enrobage ultérieur à l'aide d'un matériau composite à fibres, très solide, en particulier du point  cation on a negative form, it may be necessary to carry out a subsequent coating with a very strong fiber composite material, in particular from the point de vue mécanique.mechanical view. 3. Procédé conforme à la revendication 2,  3. Process according to claim 2, pour la fabrication d'un corps creux, à symétrie prati-  for the manufacture of a hollow body, with practically symmetrical quement de révolution, présentant un contour intérieur  revolution, with an inner contour d'écoulement, sur un noyau, en particulier pour la fa-  flow, on a nucleus, especially for the brication d'un corps de tuyère d'un moteur-fusée, carac-  of a nozzle body of a rocket engine, which is térisé en ce que le noyau (8) présente un domaine prin-  characterized in that the core (8) has a primary domain cipal (9) pour la formation du contour d'écoulement (7) du corps creux (12), ainsi que, en prolongement du contour d'écoulement (7), un domaine d'entrée (10) et  cipal (9) for the formation of the flow contour (7) of the hollow body (12), and, as an extension of the flow contour (7), an input domain (10) and un domaine de sortie (11), la longueur de ces deux der-  an output domain (11), the length of these two last niers domaines (10, 11) dans la direction de l'écoule-  areas (10, 11) in the direction of the ment (6) correspondant chacune à peu près à la largeur totale de la bande de tissu (1) en fibres de carbone (y compris les fils de trame qui débordent), que le  (6) each corresponding approximately to the total width of the carbon fiber web (1) (including weft yarns which overflow), noyau (8), du domaine d'entrée (10) au domaine de sor-  core (8), from the input domain (10) to the output domain tie (11) (dans la direction de l'écoulement), est recou-  (11) (in the direction of flow), is vert de la bande de tissu (1) en fibres de carbone qui forme une hélice, que l'on effectue, dans le domaine  green of the fabric web (1) made of carbon fibers which forms a helix, which is made in the field principal (9), un recouvrement ultérieur avec une struc-  (9), a subsequent recovery with a structure ture d'enroulement (13) très solide à base de fibres de carbone (tissu, roving, etc., de fibres de carbone), et qu'après le durcissement de la pièce (corps creux 12), et l'enlèvement du noyau (8), les enroulements de bandes de tissu dépassant le domaine principal (9) (domaine  very strong coil winding (13) based on carbon fibers (fabric, roving, etc., of carbon fibers), and after the hardening of the piece (hollow body 12), and removal of the core (8), the windings of webs extending beyond the main domain (9) (domain d'entrée et domaine de sortie (10, 11)) sont éliminés.  input and output domain (10, 11)) are eliminated. - 12 -- 12 - 4. Procédé conforme à la revendication 2,  4. Process according to claim 2, pour le recouvrement d'une forme positive, en particu-  for the recovery of a positive form, in particular lier pour le recouvrement de structures métalliques de  bind for the recovery of metal structures from protection d'une tuyère de moteur-fusée, procédé carac-  protection of a rocket engine nozzle, a method térisé en ce que la bande de tissu (1) en fibres de carbone est déposée sur la forme positive (structure métallique (16) de protection), hélicoldalement, dans la  characterized in that the carbon fiber web (1) is deposited on the positive shape (metal structure (16) of protection), helically, in the direction inverse de celle de l'écoulement.  reverse direction of that of the flow.
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DE10245741B4 (en) * 2002-10-01 2005-10-06 Bayern-Chemie Gesellschaft Für Flugchemische Antriebe Mbh Discharge nozzle for a solid rocket

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