KR20180060707A - Polyurethane foam inserts for the initial pressure reduction and grain stress relaxation and charging method using thereof - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 추진기관의 응력완화 인서트에 관한 것으로서, 응력완화 인서트 형상과 무게에 따라 추진기관의 연소 시 최고압력을 저감시키고 추진제 그레인 형상에 영향을 주어 응력집중 현상을 완화하는 인서트 및 그를 이용한 추진제 충전 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a stress relief insert for a propulsion engine, and more particularly, to an insert for reducing the stress concentration phenomenon by reducing the maximum pressure during combustion of the propelling engine and influencing the shape of the propellant grain according to the shape and weight of the stress relief insert, ≪ / RTI >
일반적으로 추진기관은 추진제가 연소되어 추진력을 얻는 것으로서, 추진지관은 크게 충전체와 노즐로 나눠지고 충전체는 추진제, 라이너, 내열재, 연소관으로 구분된다. 상기의 충전체에서 추진제를 연소관에 직접 충전하여 접착식으로 붙어 있는 형태인 케이스 본디드(Case-bonded) 타입인 경우에 상기 충전체 전방부의 돔 형상과 추진제 사이에 구조적으로 응력이 발생한다. 또한, 작동온도와 압력에 따라서 추진제의 접촉면 및 그레인 내부에 응력 및 변형율이 발생하여 이에 따라 추진제의 물성 극한값을 초과하면 추진제의 균열과 접착분리가 발생하면서 추진제의 연소면적을 급격히 증가시켜 연소관에 고온가스와 고압력이 작용하여 폭발에 이르게 한다. 그러므로 응력을 해소해 주기 위하여 여러가지 방법을 강구하게 되는데 연소관 전방부에 부츠를 낸 내열재를 부착하여 추진제의 응력을 해소하는 방법을 사용하는 추진기관이 다수 존재한다. 그러나, 종래의 전방부츠 내열재를 사용하는 기술은 L/D가 큰 추진기관일 경우에 접착 공정에 어려움이 있고 접착이 쉽더라도 형상 변형이 가능한 내열재의 재질 특성으로 인해 추진기관 전방부 형상 유지의 어려움 등의 문제점이 있었다.Generally, a propulsion engine is a propellant that is burned to obtain propulsion. The propulsion tube is largely divided into a filler and a nozzle, and the filler is divided into a propellant, a liner, a heat resistant material, and a combustion tube. In case of a case-bonded type in which the propellant is directly attached to the combustion tube and attached to the impeller, a structural stress is generated between the dome shape of the impeller front and the propellant. In addition, depending on the operating temperature and pressure, stress and strain are generated in the contact surface and the grain of the propellant, so that if the propellant exceeds the physical property limit, cracking of the propellant and separation of the adhesive occur, and the combustion area of the propellant is rapidly increased, Gas and high pressure forces work to lead to explosion. Therefore, in order to solve the stress, various methods are devised. There are many propulsion engines that use a method of relieving the stress of the propellant by attaching a heat-resistant material with boots at the front of the combustion tube. However, the conventional technique using the front boot heat resistant material is difficult in the bonding process when the L / D is large, and even if the bonding is easy, due to the material properties of the heat resistant material, And difficulty.
유럽특허 EP0924423(특허문헌 1)과 미국특허 US6408760(특허문헌 2)에서는 분할형 맨드렐을 사용하여 전후방에 응력완화 인서트를 고정 후 추진제를 충전하여 경화시킨 후, 분할형 맨드렐을 한 파트씩 이형해야 하며, 이 방법은 분할형 맨드렐 사이에 추진제가 투입되어 이형 시 화재, 폭발 등의 사고를 발생시킬 수 있다. In European Patent EP0924423 (Patent Document 1) and US Patent 6408760 (Patent Document 2), a stress relieving insert is fixed on the front and rear sides using a split mandrel, and after the propellant is filled and cured, the split mandrel is cut off one by one This method can cause fire, explosion and other accidents when the propellant is injected between the split mandrels.
또한, 상기 문헌에서는 우레탄폼으로 제작된 응력완화 인서트가 추진기관 작동 시 추진제 연소기체 흐름을 응력완화 인서트가 막을 수 있다는 가정만 하여, 실제 추진기관 작동 시 우레탄폼(응력완화 인서트)가 추진기관 성능에 어떠한 영향을 끼치는지 정량적인 데이터를 제시하지 않았다.In addition, in the above-mentioned document, only the stress relieving insert made of urethane foam is assumed to be able to block the flow of the propellant combustion gas during the operation of the propelling engine, so that the urethane foam (stress relieving insert) But did not provide any quantitative data on how they would affect the data.
또한, 종전의 응력완화인서트 투입공정 시 연소관 앞 부분에 맨드렐 시트를 장착하여 맨드렐과 응력완화인서트 안착 후 충전하고 맨드렐 시트 제거 후 마개를 조립하는 작업을 선택하여 공정이 길어지고 작업자의 실수를 유발할 수 있었던 문제점이 있었다.In addition, in the previous stress relieving insert process, the mandrel sheet is attached to the front of the combustion tube to fill the mandrel and the stress relief insert, and then the mandrel sheet is removed and the cap is assembled, And the like.
상술한 문제점을 해결하고자, 연소관 전방 돔형상과 추진제의 성능을 발휘하기 위한 두께(Web 두께)를 유지하면서 추진제 구조에 무리가 가지 않는 응력완화 인서트 및 그 방법을 제공하고자 한다. 또한, 추진기관 충전 전에 추진제 맨드렐과 응력완화 인서트와 함께 연소관에 삽입하고 충전, 경화시킨 후 일체형 맨드렐을 한 번에 이형함으로써 작업 효율성과 안전성을 높이고자 한다.In order to solve the above-mentioned problems, it is desired to provide a stress relieving insert and a method thereof which can maintain a thickness (Web thickness) for demonstrating the performance of a combustor front dome shape and a propellant, In addition, before charging the propulsion machinery, it is inserted into the combustion tube together with the propellant mandrel and the stress relief insert, filled and cured, and then the integral mandrel is released at once to improve the working efficiency and safety.
본 발명은 고체추진기관의 연소관 내 추진제 충전 시 상기 추진제에 의한 응력집중을 완화시키는 장치에 있어서, 맨드렐 선단의 돌출부가 삽입되는 맨드렐 삽입홈, 상기 맨드렐 선단의 돌출핀이 삽입되는 맨드렐핀 삽입홈, 상기 맨드렐 선단면과 접촉하는 맨드렐 접촉면, 점화기에 고정되도록 상기 연소관의 선단으로 갈수록 넓어지는 테이퍼 형태의 점화기 삽입홈을 포함하며 상기 장치는 상기 점화기 삽입홈을 기준으로 상단부는 단면의 직경이 동일한 원기둥 형태이며 하단부로 갈수록 점차 단면의 직경이 증가하는 형상인 것을 특징으로 하는 응력완화 인서트이다.The present invention relates to an apparatus for relieving stress concentration caused by a propellant when a propellant is injected into a combustion tube of a solid propellant, the apparatus comprising: a mandrel insertion groove into which a protrusion of a mandrel tip is inserted; And a tapered igniter insertion groove extending toward the tip of the combustion tube so as to be fixed to the igniter, wherein the upper end of the igniter insertion groove has a cross section And a shape in which the diameter of the cross section is gradually increased toward the lower end.
본 발명은 우레탄폼 형식의 응력완화 인서트를 제작하여 기존에 주로 사용되는 전방부츠 내열재 부착 공정보다 단순한 공정으로 삽입하여 충전할 수 있는 효과가 있다. 또, 분할형 맨드렐을 적용하여 응력완화 인서트를 거치하고, 추진제를 충전 및 경화시킨 후 분할형 맨드렐을 하나씩 이형 하는 공정보다 일체형 맨드렐 및 전방마개를 적용하여 보다 안전하고, 단순한 공정으로 추진기관을 생산할 수 있으며 추진제 그레인 구조의 응력을 해소하여 장기저장성을 늘리는 효과가 있다. The present invention has an effect that a urethane foam type stress relieving insert can be manufactured and inserted into a process that is simpler than a process for attaching a heat resistant material for a front boot which is mainly used in the prior art. In addition, by applying the split type mandrel, the stress relief insert is mounted, the propellant is filled and cured, then the integral mandrel and the front stopper are applied in a safer and simpler process than the process of releasing the split mandrel one by one It is possible to produce the engine and it has the effect of increasing the long term storage by eliminating the stress of the propellant grain structure.
본 발명에서 적용한 우레탄폼 소재의 응력완화 인서트를 적용하여 기존 전방 내열재를 적용하는 설계보다 저가의 제품을 생산할 수 있으며 L/D 비율이 큰 추진기관에서 가벼운 무게로 최고 압력을 저감할 수 있는 효과가 있다. By applying the stress relief insert of the urethane foam material applied in the present invention, it is possible to produce a product at a lower price than the design using the existing forward heat resistant material, and to reduce the maximum pressure with a light weight in a propulsion engine having a large L / D ratio .
도 1은 본 발명에 따른 응력완화 인서트의 단면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 응력완화 인서트로 저감된 초기압력 비교 그래프이다.
도 3은 본 발명에 따른 응력완화 인서트를 맨드렐에 장착 후 연소관에 삽입하는 과정(a) 및 단면 확대도(b)이다
도 4는 본 발명에 따른 추진제 충전 방법의 순서도이다.1 is a cross-sectional view of a stress relief insert according to the present invention.
2 is an initial pressure comparative graph reduced by a stress relief insert according to the present invention.
3 is a process (a) and a cross-sectional enlarged view (b) of inserting a stress relief insert according to the present invention in a mandrel and then inserting it into a combustion tube
4 is a flow chart of a propellant charging method in accordance with the present invention.
본 발명을 충분히 이해하기 위해서 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명의 실시 예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시 예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시 예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어 표현될 수 있다. 각 도면에서 동일한 구성은 동일한 참조부호로 도시한 경우가 있음을 유의하여야 한다. 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략된다.For a better understanding of the present invention, a preferred embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. The embodiments of the present invention can be modified in various forms, and the scope of the present invention should not be construed as being limited to the embodiments described in detail below. The present embodiments are provided to enable those skilled in the art to more fully understand the present invention. Therefore, the shapes and the like of the elements in the drawings can be exaggeratedly expressed to emphasize a clearer description. It should be noted that the same components are denoted by the same reference numerals in the drawings. Detailed descriptions of well-known functions and constructions which may be unnecessarily obscured by the gist of the present invention are omitted.
본 발명은 고체추진기관의 연소관 내 추진제 충전 시 상기 추진제에 의한 응력집중을 완화시키는 장치에 있어서, 맨드렐 선단의 돌출부가 삽입되는 맨드렐 삽입홈(10), 상기 맨드렐 선단의 돌출핀이 삽입되는 맨드렐핀 삽입홈(20), 상기 맨드렐 선단면과 접촉하는 맨드렐 접촉면(30), 점화기에 고정되도록 상기 연소관의 선단으로 갈수록 넓어지는 테이퍼 형태의 점화기 삽입홈(40)을 포함하며 상기 장치는 상기 점화기 삽입홈을 기준으로 상단부는 단면의 직경이 동일한 원기둥 형태이며 하단부로 갈수록 점차 단면의 직경이 증가하는 형상인 응력완화 인서트(100)에 관한 것으로, 도 1은 본 발명에 따른 상기 인서트의 단면도를 나타내고 있다.The present invention relates to an apparatus for relieving stress concentration caused by a propellant when a propellant is filled in a combustion tube of a solid propellant, the apparatus comprising: a
상기 맨드렐 삽입홈(10)의 최대 직경은 상기 맨드렐의 외경과 동일하며, 상기 돌출부는 상기 맨드렐의 중심축을 기준으로 등간격 이격되어 형성되어 있으며 도 1에서는 상기 맨드렐 삽입홈이 4개 형성되어 있는 경우를 나타내고 있다.The maximum diameter of the
상기 응력완화 인서트(100)는 발포제를 포함하는 주재(主材)와 폴리올((polyol)류), 경화제(메틸렌 디페닐 디이소시아네이트(Methylene diphenyl diisocyanate, 4,4'-diphenylmethane diisocyanate))가 1:1.1의 비율로 혼합된 우레탄 폼 소재로 제작되며, 상기 소재는 25°C로 가열된 금형에 주입되어 발포되고 상기 발포가 완료되면 상기 금형의 온도를 65°C까지 상승시켜 일정시간 동안 경화시킨 후 상기 금형에서 이형 시킨다. The stress relieving insert 100 may be formed of a mixture of a main material containing a foaming agent and a polyol, a curing agent (methylene diphenyl diisocyanate, 4,4'-diphenylmethane diisocyanate) 1.1, and the material is injected into a mold heated at 25 ° C and foamed. When the foaming is completed, the temperature of the mold is raised to 65 ° C and cured for a predetermined period of time The mold is released from the mold.
상기 주재에 포함된 발포제 비율은 0.08~0.12 이다.The The blowing agent ratio is 0.08 to 0.12.
도 4는 본 발명에 따른 응력완화 인서트를 이용한 추진제 충전 방법의 순서도를, 도 3는 본 발명에 따른 상기 맨드렐에 상기 응력완화 인서트 장착한 후 상기 연소관에 삽입하는 과정을 보여주는 도면이다. FIG. 4 is a flowchart of a method for filling a propellant using a stress relief insert according to the present invention, FIG. 3 is a view illustrating a process of inserting the stress relieving insert into the mandrel according to the present invention and inserting the same into the combustion tube.
도 4와 같이 상기 맨드렐에 상기 응력완화 인서트(100)를 장착하는 인서트 장착단계(S10), 상기 인서트 장착단계를 완료한 상기 맨드렐을 상기 연소관에 삽입하는 맨드렐 조립체 삽입단계(S20), 상기 연소관 내에 상기 추진제를 충전하는 추진제 충전단계(S30), 상기 추진제를 경화시키는 경화단계(S40), 상기 경화단계가 완료되면 상기 맨드렐을 상기 연소관에서 제거하는 맨드렐 제거단계(S50)의 순서로 상기 추진제가 충전되게 된다. 상기 인서트 장착단계(S10)는 상기 응력완화 우레탄폼 인서트(100)를 상기 맨드렐 삽입홈(10)에 맞춰 상기 맨드렐에 장착하는 단계이고, 상기 경화단계(S40)에서는 상기 추진제가 경화되면서 상기 응력완화 인서트를 고정시키며, 상기 맨드렐 제거단계(S50)에서 상기 맨드렐과 상기 응력완화 인서트가 분리되어 상기 맨드렐만이 상기 연소관에서 제거되게 된다.4, an insert mounting step S10 for mounting the stress relieving insert 100 on the mandrel, a mandrel assembly inserting step S20 for inserting the mandrel having completed the insert mounting step into the combustion tube, (S30) for charging the propellant into the combustion tube, a curing step (S40) for curing the propellant, and a mandrel removing step (S50) for removing the mandrel from the combustion tube when the curing step is completed The propellant is charged. The insert mounting step S10 is a step of fitting the stress relief urethane foam insert 100 to the mandrel in accordance with the
본 발명은 상기 고체추진기관 전방 구조해석을 통해 형상 설계를 마친 상기 추진제 그레인을 적용하기 위하여 그에 따른 상기 응력완화 인서트(100)를 설계하고 제작 금형을 준비하여 압력 저감에 맞는 밀도를 형성할 수 있는 조성비로 제작한 것이다.In order to apply the shape-finished propellant grain through the analysis of the forward structural analysis of the solid propellant, the present invention can design the stress relieving insert 100 according to the shape of the propellant, and prepare a mold to form a density suitable for pressure reduction Composition ratio.
또, 상기 연소관 전방 돔형상과 상기 추진제의 성능을 발휘하기 위한 두께(Web 두께)를 유지하면서 상기 추진제 구조에 무리가 가지 않는 상기 응력완화 인서트(100)의 형상을 설계하였다.In addition, the shape of the stress relieving insert 100 is designed so that the structure of the propellant structure can be maintained while maintaining the thickness (Web thickness) for exhibiting the performance of the combustor front dome shape and the propellant.
상기 응력완화 인서트(100) 미삽입 시 상기 추진제의 구조와 무게에 따른 하중이 상기 추진제와 연소관 계면, 상기 추진제의 취약부에 그대로 전달되어 상기 연소관과 상기 추진제의 분리 또는 상기 추진제 파손의 결과를 불러일으킨다. The load depending on the structure and the weight of the propellant is transmitted to the weak portion of the propellant, the combustion tube interface, and the propellant as it is when the stress relieving insert 100 is not inserted, resulting in separation of the combustion tube and the propellant or damage of the propellant .
본 발명에서는 상기 연소관 앞마개에 상기 응력완화 인서트(100)와 상기 맨드렐이 안착되게 하는 역할을 부여함으로써 제작공정을 단축하고 상기 제작공정에 사용되는 치구를 줄여 인력과 물자 손실을 낮추고자 하였다.In the present invention, the stress relieving insert 100 and the mandrel are placed on the front end of the combustion tube, thereby shortening the manufacturing process and reducing the jig and the material loss by reducing the jig used in the manufacturing process.
본 발명에서 상기 응력완화 인서트(100)의 무게는 상기 추진제의 연소 시 발생하는 압력에 따라 결정되게 되는데 시험을 통해 10g당 150psi의 압력 저감 효과가 있다는 것을 확인하였다. 120±10kg 추진제를 담고 있는 L/D 비율이 10 정도의 상기 추진기관의 경우, 상기 응력완화 인서트(100)의 무게가 20±5g, 밀도가 
본 발명에서 상기 응력완화 인서트는 우레탄폼 형식으로 제조하는데 성형 공정 시 변형되거나 기포가 다수 발생하지 않도록 금형 치구 형상에 주의하고 성형 온도 조건을 만족시켜야 하며 상기 주재와 폴리올, 경화제, 조성비와 투입순서, 경화시간 등이 중요하다.In the present invention, the stress relieving insert is manufactured in a urethane foam form. In order to prevent deformation or a large number of bubbles in the molding process, the stress relieving insert must pay attention to the mold shape and satisfy the molding temperature condition. Curing time and the like are important.
본 발명에서는 우레탄폼 소재를 인서트 설계도면의 치수에 맞게 일정한 밀도와 형상으로 제작하는 것이 중요한데 이를 위해 먼저 깨끗한 상태의 금형을 25±5로 가온시키고 온도계로 상기 금형의 온도를 체크한다. 원료로는 발포제가 포함되어 있는 주제(R액)와 경화제(P액)를 1:1.3 의 비율로 사용하며, 원료가 잘 섞이도록 임펠러를 사용하여 혼화작업을 한다. 가온된 상기 금형에 혼화된 원료를 주입하는 것은 제품의 품질을 좌우하는 공정이다. 상기 원료를 상기 금형 바닥에 골고루 부어준 후 부족한 부분이 생기지 않도록 조금 더 주입하도록 한다. 상기 원료 주입이 완료되면 상기 금형의 뚜껑을 빠르게 덮고 클램프를 체결하여 상기 원료가 흘러나가거나 형상이 다르게 나오지 않도록 한다. 클램핑이 완료된 상기 금형 안에서 상기 원료가 충분히 발포될 때까지 기다린 후 65±5의 온도에서 2~3시간 가량 경화시킨다. 경화된 상기 응력완화 인서트(100)가 손상되지 않도록 상기 금형에서 조심스럽게 꺼내고 형상에 맞지 않는 부분은 형상에 맞게 마감 작업을 하여 완성한다. 숙성과정을 거치려면 직사광선이 없고 건조하고 서늘한 곳에서 5시간 이상 놓아둔다.In the present invention, it is important to fabricate a urethane foam material with a certain density and shape in accordance with the dimensions of the insert design drawing. First, a clean mold is heated to 25 ± 5 and the temperature of the mold is checked with a thermometer. As the raw material, the mixture (R solution) and the curing agent (P solution) containing the foaming agent are used at a ratio of 1: 1.3 and the impeller is used to mix the raw materials. The injection of the raw material mixed in the heated mold is a process that determines the quality of the product. After the raw material is poured evenly on the bottom of the mold, the raw material is injected a little more so as not to cause a shortage. When the injection of the raw material is completed, the lid of the mold is quickly covered and the clamp is fastened so that the raw material flows out or the shape does not come out differently. Wait until the raw material is sufficiently foamed in the mold in which the clamping is completed, and then cure at a temperature of 65 ± 5 for about 2 to 3 hours. Carefully remove the hardened stress relieving insert 100 from the die so that the hardened insert 100 is not damaged. In order to undergo the ripening process, leave it in a dry, cool place without sunlight for more than 5 hours.
본 발명에 따른 상기 추진제 충전 방법으로 상기 응력완화 인서트(100)를 상기 맨드렐(Mandrel)에 끼워서 도 3의 (a)와 같이 상기 연소관에 장착한다. 더 자세히는 상기 맨드렐을 장비로 들어올려 상기 맨드렐의 하단에 상기 응력완화 인서트(100)를 끼워 넣어 맨드렐 조립체를 만든다. 이때 상기 맨드렐 돌출부와 상기 맨드렐 삽입홀(10)을 일치시켜 한다. 그리고 들어올린 장비를 하강시켜 상기 연소관 내부에 상기 맨드렐 조립체가 안착할 수 있도록 하는데 안착시킬 때 상기 연소관의 앞마개가 도 3의 (b)와 같이 상기 맨드렐 끝부분과 만나 상기 맨드렐이 흔들리지 않도록 하며 상기 응력완화 인서트(100)와도 만나서 고정되도록 한다. 고정된 상기 맨드렐 조립체는 상기 경화공정까지 일체형이나, 상기 맨드렐 제거공정에서 분리되어 도3의 (b)와 같이 상기 응력완화 인서트(100)만이 상기 연소관 내부에 남게 된다. As a method for filling the propellant according to the present invention, the stress relieving insert 100 is inserted into the mandrel and mounted on the combustion tube as shown in Fig. 3 (a). More specifically, the mandrel is lifted with the equipment and the stress relief insert 100 is inserted into the lower end of the mandrel to produce a mandrel assembly. At this time, the mandrel projection and the
본 발명에서 상기 응력완화 인서트(100)의 최종 무게와 밀도는 도 2와 같이 XUH-001호기는 50.0g, XUH-004호기는 40.0g, XUH-003호기는 30.0g의 상기 응력완화 인서트를 제작하여 적용하고 연소시험을 수행하였으며 최고 압력 저감 효과는 도 2에서 확인할 수 있다.In the present invention, the final weight and density of the stress relieving insert 100 are 50.0 g for the XUH-001 machine, 40.0 g for the XUH-004 machine, and 30.0 g for the XUH-003 machine, And the combustion test was carried out. The maximum pressure reduction effect can be seen in FIG.
이상에서 설명된 본 발명의 실시 예는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 잘 알 수 있을 것이다. 그러므로 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 형태로만 한정되는 것은 아님을 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. 또한, 본 발명은 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 그 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and equivalent arrangements may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. Therefore, it is to be understood that the present invention is not limited to the above-described embodiments. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the technical idea of the appended claims. It is also to be understood that the invention includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.
100 : 응력완화 인서트
10 : 맨드렐 삽입홈
20 : 맨드렐핀 삽입홈
30 : 맨드렐 접촉면
40 : 점화기 삽입홈100: Stress relief insert
10: Mandrel insertion groove
20: mandrel pin insertion groove
30: mandrel contact surface
40: Igniter insertion groove
Claims (13)
맨드렐 선단의 돌출부가 삽입되는 맨드렐 삽입홈;
상기 맨드렐 선단의 돌출핀이 삽입되는 맨드렐핀 삽입홈;
상기 맨드렐 선단면과 접촉하는 맨드렐 접촉면;
점화기에 고정되도록 상기 연소관의 선단으로 갈수록 넓어지는 테이퍼 형태의 점화기 삽입홈; 을 포함하며
상기 장치는 상기 점화기 삽입홈을 기준으로 상단부는 단면의 직경이 동일한 원기둥 형태이며 하단부로 갈수록 점차 단면의 직경이 증가하는 형상인 것을 특징으로 하는 응력완화 인서트.An apparatus for relieving stress concentration due to the propellant during charging of a propellant in a combustion tube of a solid propellant,
A mandrel insertion groove into which the protrusion of the mandrel tip is inserted;
A mandrel pin insertion groove into which the projecting pin of the mandrel tip is inserted;
A mandrel contact surface in contact with the mandrel distal end;
A tapered igniter insertion groove that widens toward the tip of the combustion tube to be fixed to the igniter; It includes
Wherein the upper end of the device has a cylindrical shape having a same cross-sectional diameter with respect to the igniter insertion groove, and the cross-sectional shape gradually increases in diameter toward the lower end.
상기 맨드렐 삽입홈의 최대 직경은 상기 맨드렐의 외경과 동일한 것을 특징으로 하는 응력완화 인서트.The method according to claim 1,
Wherein a maximum diameter of the mandrel insertion groove is equal to an outer diameter of the mandrel.
상기 돌출부는 상기 맨드렐의 중심축을 기준으로 등간격 이격된 형상인 것을 특징으로 하는 응력완화 인서트.The method according to claim 1,
Wherein the protrusions are equally spaced apart with respect to a central axis of the mandrel.
상기 인서트는 발포제를 포함하는 주재(主材)와 경화제가 1:1.3의 비율로 혼합된 우레탄폼 소재로 제작되는 것을 특징으로 하는 응력완화 인서트.The method of claim 3,
Wherein the insert is made of a urethane foam material in which a main material including a foaming agent and a curing agent are mixed at a ratio of 1: 1.3.
상기 소재는 25°C로 가열된 금형에서 발포되는 것을 특징으로 하는 응력완화 인서트.5. The method of claim 4,
Wherein the material is foamed in a mold heated at 25 ° C.
상기 소재가 발포를 완료하면 상기 금형의 온도를 65°C까지 상승시켜 일정시간 동안 경화시킨 후 상기 금형에서 이형 시키는 것을 특징으로 하는 응력완화 인서트.6. The method of claim 5,
Wherein the temperature of the mold is raised to 65 [deg.] C after curing the material, and the cured material is released from the mold after curing for a predetermined time.
맨드렐에 응력완화 인서트를 장착하는 인서트 장착단계;
상기 인서트 장착단계를 완료한 상기 맨드렐을 상기 연소관에 삽입하는 맨드렐 조립체 삽입단계;
상기 연소관 내에 상기 추진제를 충전하는 추진제 충전단계;
상기 추진제를 경화시키는 경화단계;
상기 경화단계가 완료되면 상기 맨드렐을 상기 연소관에서 제거하는 맨드렐 제거단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 추진제 충전 방법.1. A propellant charging method for relieving stress concentration caused by the propellant when charging a propellant in a combustion tube of a solid propellant,
An insert mounting step of mounting a stress relief insert in the mandrel;
A mandrel assembly inserting step of inserting the mandrel having completed the insert mounting step into the combustion tube;
A propellant filling step of filling the propellant in the combustion tube;
A curing step of curing the propellant;
A mandrel removing step of removing the mandrel from the combustion tube when the curing step is completed; Wherein the propellant filling step comprises:
상기 응력완화 인서트는 상기 맨드렐 선단의 돌출부가 삽입되는 맨드렐 삽입홈;
상기 맨드렐 선단의 돌출핀이 삽입되는 맨드렐핀 삽입홈;
상기 맨드렐의 선단면과 접촉하는 맨드렐 접촉면;
점화기에 고정되도록 상기 연소관 선단으로 갈수록 넓어지는 테이퍼 형태의 점화기 삽입홈; 을 포함하며
상기 응력완화 인서트는 상기 점화기 삽입홈을 기준으로 상단부는 단면의 직경이 동일한 원기둥 형태이며 하단부로 갈수록 점차 외경이 증가하는 형상인 것을 특징으로 하는 추진제 충전 방법.8. The method of claim 7,
Wherein the stress relief insert comprises: a mandrel insert groove into which a protrusion of the mandrel tip is inserted;
A mandrel pin insertion groove into which the projecting pin of the mandrel tip is inserted;
A mandrel contact surface in contact with the distal end surface of said mandrel;
An igniter insertion groove having a tapered shape that widens toward the tip of the combustion tube to be fixed to the igniter; It includes
Wherein the stress relieving insert has a cylindrical shape with an upper end portion having a same diameter in a cross section with respect to the igniter insertion groove and a shape in which the outer diameter gradually increases toward the lower end portion.
상기 맨드렐 삽입홈의 최대 직경은 상기 맨드렐의 외경과 동일한 것을 특징으로 하는 추진제 충전 방법.9. The method of claim 8,
Wherein the maximum diameter of the mandrel insertion groove is equal to the external diameter of the mandrel.
상기 돌출부는 상기 맨드렐의 중심축을 기준으로 등간격 이격된 형상인 것을 특징으로 하는 추진제 충전 방법.9. The method of claim 8,
Wherein the protrusions are equally spaced apart with respect to a central axis of the mandrel.
상기 인서트 장착단계는 상기 응력완화 인서트를 상기 맨드렐 삽입홈에 맞춰 상기 맨드렐에 장착하는 것을 특징으로 하는 추진제 충전 방법.8. The method of claim 7,
Wherein the insert mounting step comprises mounting the stress relieving insert on the mandrel according to the mandrel insert groove.
상기 경화단계에서 상기 추진제가 경화되면서 상기 응력완화 인서트를 고정시키는 것을 특징으로 하는 추진제 충전 방법.8. The method of claim 7,
Wherein the stress relieving insert is fixed while the propellant cures in the curing step.
상기 맨드렐 제거단계에서 상기 맨드렐과 상기 응력완화 인서트가 분리되어 상기 맨드렐이 상기 연소관에서 제거되는 것을 특징으로 하는 추진제 충전 방법.13. The method of claim 12,
Wherein the mandrel and the stress relieving insert are separated from each other in the mandrel removing step so that the mandrel is removed from the combustion tube.
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