RU2313684C2 - Способ подготовки внутренней поверхности корпуса ракетного двигателя для скрепления с ним твердого ракетного топлива - Google Patents

Способ подготовки внутренней поверхности корпуса ракетного двигателя для скрепления с ним твердого ракетного топлива Download PDF

Info

Publication number
RU2313684C2
RU2313684C2 RU2005129406/06A RU2005129406A RU2313684C2 RU 2313684 C2 RU2313684 C2 RU 2313684C2 RU 2005129406/06 A RU2005129406/06 A RU 2005129406/06A RU 2005129406 A RU2005129406 A RU 2005129406A RU 2313684 C2 RU2313684 C2 RU 2313684C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
rocket engine
fuel
tzp
zks
engine body
Prior art date
Application number
RU2005129406/06A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2005129406A (ru
Inventor
Светлана Павловна Барсукова (RU)
Светлана Павловна Барсукова
Инна Григорьевна Зверева (RU)
Инна Григорьевна Зверева
Наиль Сабирз нович Валеев (RU)
Наиль Сабирзянович Валеев
Петр Кузьмич Колач (RU)
Петр Кузьмич Колач
Галина Ивановна Чижевска (RU)
Галина Ивановна Чижевская
Анатолий Иванович Ефигин (RU)
Анатолий Иванович Ефигин
Сергей Сергеевич Пестов (RU)
Сергей Сергеевич Пестов
Владимир Анатольевич Коликов (RU)
Владимир Анатольевич Коликов
Александр Владимирович Коренной (RU)
Александр Владимирович Коренной
Валерий Дмитриевич Морозов (RU)
Валерий Дмитриевич Морозов
Александр Федорович Сурначев (RU)
Александр Федорович Сурначев
Эмили Алексеевна Шатрова (RU)
Эмилия Алексеевна Шатрова
Дмитрий Владимирович Дмитриев (RU)
Дмитрий Владимирович Дмитриев
Original Assignee
Государственное унитарное предприятие "Конструкторское бюро приборостроения"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Государственное унитарное предприятие "Конструкторское бюро приборостроения" filed Critical Государственное унитарное предприятие "Конструкторское бюро приборостроения"
Priority to RU2005129406/06A priority Critical patent/RU2313684C2/ru
Publication of RU2005129406A publication Critical patent/RU2005129406A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2313684C2 publication Critical patent/RU2313684C2/ru

Links

Images

Landscapes

  • Treatments Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)
  • Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
  • Adhesives Or Adhesive Processes (AREA)

Abstract

Изобретение относится к области разработки ракетных двигателей с зарядами из твердого ракетного топлива, работающих в широком диапазоне температур, в частности к области скрепления твердого ракетного топлива с корпусом ракетного двигателя. Способ подготовки внутренней поверхности корпуса ракетного двигателя для скрепления с ним твердого ракетного топлива относится к корпусам ракетных двигателей, где на внутренней поверхности корпуса имеется эластичное теплозащитное покрытие или защитно-крепящий слой. Способ заключается в том, что внутреннюю поверхность корпуса обрабатывают сенсибилизатором, например раствором дитретбутилантрахинона в полярном растворителе. Затем внутреннюю поверхность корпуса подвергают ультрафиолетовому облучению светом ртутно-кварцевой лампы. Изобретение позволяет обеспечить высокую и надежную адгезионную прочность топлива к корпусу ракетного двигателя, а также повысить технологичность и безопасность процесса подготовки корпуса ракетного двигателя любой сложной конфигурации. 1 табл., 4 ил.

Description

Предлагаемое изобретение относится к области разработки ракетных двигателей (РД) с зарядами из твердого ракетного топлива (ТРТ), работающих в широком диапазоне температур, в частности к области скрепления ТРТ с корпусом РД.
Обеспечение надежного скрепления твердого топлива с корпусом РД, выложенным по внутренней поверхности эластичным теплозащитным покрытием (ТЗП) или защитно-крепящим слоем (ЗКС), является одной из наиболее сложных проблем разработки РД. Главная трудность в достижении высокой адгезии между топливом, ТЗП и ЗКС связана с необходимостью надежного скрепления разнородных материалов и поэтому разработка способа повышения адгезии топлива к ТЗП и ЗКС является актуальной задачей.
Наиболее простым и распространенным способом подготовки поверхности при скреплении эластичных материалов на основе разнородных каучуков, принятым авторами в качестве аналога, является создание искусственного микрорельефа - придание шероховатости гладкой поверхности, что обеспечивается механической обработкой поверхности (В.В.Рагулин. Технология шинного производства, 1971 г., Москва, «Высшая школа», стр.108). Для обеспечения прочного адгезионного соединения, например, в технологии шинного производства широко используется способ подготовки поверхности протектора методом шероховки с помощью металлических щеток. Основным недостатком данного способа применительно к ракетной технике является сложность его использования для шероховки ТЗП и ЗКС малой толщины на тонкостенных корпусах, выполненных из стекло- или органопластика, а также для корпусов РД со сложной конфигурацией ТЗП и ЗКС (фиг.1). При данном способе подготовки поверхности имеют место механические повреждения ТЗП и ЗКС (разрывы, вырывы, порезы, оголение стенки корпуса до силовых слоев), что недопустимо особенно для стекло- или органопластиковых корпусов РД ввиду нарушения их герметичности, а при использовании металлических корпусов механические повреждения ТЗП и ЗКС приводят к дополнительным затратам на их ремонт либо к выбраковке корпусов. При этом в процессе работы двигателя по месту механического повреждения ТЗП и ЗКС возможно разрушение конструкции.
Наиболее близким по техническому результату к заявляемому техническому решению является химический способ подготовки поверхности ТЗП и ЗКС соединениями на основе азидов по патенту США №4604248, кл. С06В 21/00, от 1986 г., принятый авторами за прототип.
Способ подготовки внутренней поверхности корпуса ракетного двигателя для скрепления с топливом по принятому прототипу заключается в следующем: на внутреннюю поверхность эластичного изолирующего элемента (ТЗП, ЗКС), размещенного в камере сгорания (корпусе) РД, наносят тонкий слой адгезива на основе азидопроизводных, который подвергают воздействию дозы энергии (тепловой, электрической и т.п.), чтобы вызвать реакцию азидогрупп с материалом эластичного изолирующего элемента и привить к поверхности этого элемента группы, реагирующие со сшивающим компонентом топлива. Неотвержденное ракетное топливо, содержащее сшивающий компонент, заливают в камеру и отверждают в контакте с привитой поверхностью эластичного изолирующего элемента.
Существенными недостатками известного способа скрепления топливного заряда с корпусом РД являются:
1. Длительность и сложность технологического процесса подготовки поверхности эластичного изолирующего элемента (ТЗП, ЗКС) для скрепления с топливом, заключающаяся:
а) в необходимости нанесения на поверхность изолирующего элемента ТЗП, ЗКС адгезива на основе азидопроизводных, после чего пленку адгезива подвергают воздействию дозы энергии, чтобы вызвать реакцию азидогрупп соответствующих производных с материалом упомянутого эластичного изолирующего элемента с целью прививки к поверхности этого элемента групп, реагирующих со сшивающим компонентом топлива;
б) в сложности обеспечения равномерного распределения адгезива по внутренней поверхности корпуса РД сложной конфигурации. В зависимости от агрегатного состояния используемого азидосоединения (жидкое с низкой или высокой вязкостью либо порошкообразное), а также формы корпуса РД требуется также определенный способ нанесения азидосоединения на поверхность изолирующего элемента и контроль в процессе воздействия дозой энергии за распределением адгезива по внутренней поверхности корпуса.
2. Азидосоединения являются взрывчатыми веществами, чувствительными к механическим и термическим воздействиям, а также обладают достаточно сильными токсическими свойствами, что требует соблюдения жестких требований по правилам техники безопасности при работе с ними, несоблюдение которых может привести к серьезным последствиям.
Задачей предлагаемого изобретения является обеспечение высокой и надежной адгезионной прочности топлива к корпусу ракетного двигателя, повышение технологичности и безопасности процесса подготовки корпуса двигателя любой сложной конфигурации с эластичным покрытием для скрепления с топливом, включая как металлические корпуса, так и корпуса, изготовленные из композиционных материалов.
Решение поставленной задачи достигается способом подготовки внутренней поверхности корпуса ракетного двигателя для скрепления с ним твердого ракетного топлива, где на внутренней поверхности корпуса имеется эластичное теплозащитное покрытие или защитно-крепящий слой, в котором внутреннюю поверхность корпуса обрабатывают сенсибилизатором, например раствором дитретбутилантрахинона в полярном растворителе, и подвергают ультрафиолетовому облучению светом ртутно-кварцевой лампы.
Технический результат достигается за счет того, что теплозащитное покрытие или защитно-крепящий слой корпуса подвергаются воздействию ультрафиолетового облучения ртутно-кварцевой лампой в течение 2÷40 мин при дозе облучения 0,5÷1,0 Вт/м2.
В процессе облучения происходит окисление поверхностного слоя ТЗП или ЗКС с образованием кислородсодержащих функциональных групп (карбонильных, карбоксильных, альдегидных), обладающих высокой активностью по отношению к топливу. В процессе полимеризации топлива на основе полимера с функциональными группами, например эпоксидными, уретановыми, двойными связями, содержащего полифункциональный сшивающий компонент с функциональными группами, например аминными, гидроксильными, карбоксильными, происходит образование химических связей между модифицированной поверхностью ТЗП, ЗКС и топливом. При недостаточности функциональных групп в каучуке, являющемся основой ТЗП и ЗКС, для ускорения активных групп на поверхности последнего при УФ-облучении поверхность эластичного покрытия обрабатывают любым сенсибилизатором, например раствором дитретбутилантрахинона в полярном растворителе, вызывающим образование центров светочувствительности, в результате чего ускоряется образование активных групп на поверхности ТЗП и ЗКС при его облучении.
Сущность изобретения поясняется схемой ракетного двигателя с тонкостенным корпусом из стекло- или органопластика со сложной конфигурацией ТЗП и ЗКС, представленной на фиг.1, графическими зависимостями прочности адгезионного соединения топлива с ТЗП, ЗКС (σ) от дозы облучения (W) с применением и без применения сенсибилизатора для ТЗП на основе смеси изопренового и бутадиенового каучуков и для ТЗП на основе этиленпропилендиеновых каучуков, представленными на фиг.2 и 3 соответственно. Схема установки, реализующей предлагаемый способ, представлена на фиг.4. Зависимость относительной прочности адгезионного соединения «ТЗП, ЗКС - топливо» в зависимости от времени облучения поясняется примерами, приведенными в таблице 1.
На графических зависимостях, представленных на фиг.2 и 3, показано, что при оптимальной дозе УФ-облучения ТЗП 0,5÷1,0 Вт/м2 достигается требуемая прочность адгезионного соединения. Применение сенсибилизатора ускоряет достижение максимальной прочности адгезионного соединения для резин на основе этиленпропилендиеновых каучуков и практически не оказывает влияния на резину на основе смеси изопренового и бутадиенового каучуков.
Зависимость относительной прочности адгезионного соединения «ТЗП, ЗКС - топливо» в зависимости от времени облучения поясняется примерами, приведенными в таблице 1, где показано, что обработка поверхности ТЗП и ЗКС УФ-светом ртутно-кварцевой лампы в течение 2÷40 мин позволяет повысить прочность адгезионного соединения до когезионной прочности топлива. Для оценки относительной прочности адгезионного соединения использовались металлические образцы с диаметром рабочей части 23 мм с наклеенной на эту поверхность ТЗП или ЗКС, после облучения которого УФ-светом ртутно-кварцевой лампы в течение заданного времени образцы заполнялись топливом. После отверждения топлива образцы испытывались на прочность в соответствии с ОСТ В 84-2227-85 при температуре испытания (23±2)°С и скорости испытания 10 мм/мин.
Способ обработки поверхности ТЗП УФ-светом ртутно-кварцевой лампы с целью обеспечения надежного скрепления топлива с эластичным покрытием корпуса (ТЗП, ЗКС) на основе бутадиенового, изопренового, их смеси, этиленпропилендиеновых и других каучуков позволяет обрабатывать поверхности любой конфигурации.
Обработка осуществляется на установке (фиг.4), содержащей основание 1 с установленными на нем элементами крепления 2 двигателя 3 и блоком питания 4. На основании 1 установлена штанга 5 с закрепленной на ней ртутно-кварцевой лампой 6, а блок питания 4 снабжен временным механизмом отключения 7. Двигатель крепится на основании, включенная ртутно-кварцевая лампа на штанге помещается в камеру сгорания и облучает внутреннюю поверхность в течение времени, заданного временному механизму отключения. Доза облучения контролируется фотометром.
В настоящее время способ обработки поверхности ТЗП для скрепления с топливом методом УФ-облучения опробован на ряде изделий: ЗШ-10М, ЗШ-10М1, ЗШ-59 с ТЗП (ЗКС) па основе смеси изопренового и бутадиенового каучуков и изделий 17А6 с ЗКС на основе этиленпропилендиеновых каучуков с положительными результатами.
Таблица 1
Относительная прочность адгезионного соединения «ТЗП - топливо» в зависимости от времени облучения.
Время облучения, мин Относительная прочность адгезионного соединения
ТЗП на основе бутадиенового и изопренового каучуков ТЗП на основе этиленпропилендиеновых каучуков
Пример 1 Пример 2 Пример 1 Пример 2
0 0,64 CM 0,70 А 0,90 А 1,10 А
1 0,64 CM 0,74 CM 0,98 CM 1,36 CM
2 0,64 К 0,75 К 0,99 К 1,39 К
4 0,65 К 0,77 К 1,05 К 1,50 К
7 0,68 К 0,77 К 1,09 К 1,56 К
10 0,67 К 0,81 К 1,04 К 1,56 К
15 0,66 К 0,80 К 1,05 К 1,57 К
20 0,66 К 0,81 К 1,02 К 1,56 К
40 0,66 К 0,77 К 1,05 К 1,54 К
Примечание: Характер разрушения образцов:
А - адгезионный по границе склея «ТЗП - топливо»;
К - когезионный по топливу;
СМ - смешанный (40-60% когезионный по топливу, 60-40% адгезионный по границе склея).

Claims (1)

  1. Способ подготовки внутренней поверхности корпуса ракетного двигателя для скрепления с ним твердого ракетного топлива, где на внутренней поверхности корпуса имеется эластичное теплозащитное покрытие или защитно-крепящий слой, отличающийся тем, что внутреннюю поверхность корпуса обрабатывают сенсибилизатором, например раствором дитретбутилантрахинона в полярном растворителе, и подвергают ультрафиолетовому облучению светом ртутно-кварцевой лампы.
RU2005129406/06A 2005-09-20 2005-09-20 Способ подготовки внутренней поверхности корпуса ракетного двигателя для скрепления с ним твердого ракетного топлива RU2313684C2 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005129406/06A RU2313684C2 (ru) 2005-09-20 2005-09-20 Способ подготовки внутренней поверхности корпуса ракетного двигателя для скрепления с ним твердого ракетного топлива

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005129406/06A RU2313684C2 (ru) 2005-09-20 2005-09-20 Способ подготовки внутренней поверхности корпуса ракетного двигателя для скрепления с ним твердого ракетного топлива

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2005129406A RU2005129406A (ru) 2007-03-27
RU2313684C2 true RU2313684C2 (ru) 2007-12-27

Family

ID=37998931

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2005129406/06A RU2313684C2 (ru) 2005-09-20 2005-09-20 Способ подготовки внутренней поверхности корпуса ракетного двигателя для скрепления с ним твердого ракетного топлива

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2313684C2 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2493403C1 (ru) * 2012-02-10 2013-09-20 Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный научно-исследовательский институт машиностроения" (ФГУП ЦНИИмаш) Способ подготовки внутренней поверхности корпуса ракетного двигателя перед заливкой смесевого топлива

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2338916C1 (ru) * 2007-03-30 2008-11-20 Федеральное государственное унитарное предприятие "Федеральный центр двойных технологий "Союз" (ФГУП "ФЦДТ "Союз") Способ крепления заряда смесевого твердого топлива к корпусу ракетного двигателя

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1032005A1 (ru) * 1981-12-31 1983-07-30 Сектор Нефтехимии Института Физико-Органической Химии И Углехимии Ан Усср Способ изготовлени слоистых пленочных материалов
US4604248A (en) * 1985-01-31 1986-08-05 Hercules Incorporated Chemical case bond system with azido compound bonding
SU1482926A1 (ru) * 1986-06-24 1989-05-30 Предприятие П/Я В-8339 Способ модификации поверхности резиновых смесей или вулканизатов
US5031539A (en) * 1990-01-19 1991-07-16 Thiokol Corporation Radiation curable rocket motor liner for case bonded solid propellant
SU1703662A1 (ru) * 1989-03-31 1992-01-07 Научно-Исследовательский Институт С Опытным Машиностроительным Заводом Научно-Производственного Объединения "Спектр" Способ модификации полиэтилена и полипропилена перед окрашиванием
US5377593A (en) * 1992-02-20 1995-01-03 Thiokol Corporation Interpenetrating network combination of ultraviolet and thermally cured rocket motor liner composition and method
RU2076133C1 (ru) * 1993-09-16 1997-03-27 Николай Иванович Бурминский Способ получения дорожных битумов и устройство для его осуществления

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1032005A1 (ru) * 1981-12-31 1983-07-30 Сектор Нефтехимии Института Физико-Органической Химии И Углехимии Ан Усср Способ изготовлени слоистых пленочных материалов
US4604248A (en) * 1985-01-31 1986-08-05 Hercules Incorporated Chemical case bond system with azido compound bonding
SU1482926A1 (ru) * 1986-06-24 1989-05-30 Предприятие П/Я В-8339 Способ модификации поверхности резиновых смесей или вулканизатов
SU1703662A1 (ru) * 1989-03-31 1992-01-07 Научно-Исследовательский Институт С Опытным Машиностроительным Заводом Научно-Производственного Объединения "Спектр" Способ модификации полиэтилена и полипропилена перед окрашиванием
US5031539A (en) * 1990-01-19 1991-07-16 Thiokol Corporation Radiation curable rocket motor liner for case bonded solid propellant
US5377593A (en) * 1992-02-20 1995-01-03 Thiokol Corporation Interpenetrating network combination of ultraviolet and thermally cured rocket motor liner composition and method
RU2076133C1 (ru) * 1993-09-16 1997-03-27 Николай Иванович Бурминский Способ получения дорожных битумов и устройство для его осуществления

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2493403C1 (ru) * 2012-02-10 2013-09-20 Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный научно-исследовательский институт машиностроения" (ФГУП ЦНИИмаш) Способ подготовки внутренней поверхности корпуса ракетного двигателя перед заливкой смесевого топлива

Also Published As

Publication number Publication date
RU2005129406A (ru) 2007-03-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9512340B2 (en) Reactive film adhesive
US3716604A (en) Method for bonding solid propellants to rocket motor casing
US2193734A (en) Method of balancing rotating objects
WO2003048259A3 (de) Polymeres beschichtungsgemisch, verfahren zum aufbringen dieses beschichtungsgemisches auf einer metallischen unterlage zum schutz einer kante oder einer partie, überzug, derart beschichtete unterlage und deren verwendung
MXPA02003216A (es) Procedimiento y aparato para tratamiento de suelas de zapatos mediante radiacion ultravioleta y ozono.
JP3860534B2 (ja) 水性接着剤の使用による電気火工イニシエータの製造方法
US4604248A (en) Chemical case bond system with azido compound bonding
CN111234468B (zh) 改性热塑性聚酯弹性体振膜及其制备方法
CN1168544C (zh) 使柔软层表面增粘的方法
FR2400042A1 (fr) Materiau de protection durcissable sous l'effet de radiations de haute energie et son procede d'utilisation
EP0530402B1 (de) Wärmehärtbare Reaktionsklebstoffe
US3630866A (en) Chemical reaction system using ultra high frequency sonic energy
Okamura et al. Photo-degradation of reworkable resin: a mechanical study
JPS5651345A (en) Formation of cured rubber film
RU2338916C1 (ru) Способ крепления заряда смесевого твердого топлива к корпусу ракетного двигателя
JP2614923B2 (ja) ポリフェニレンサルファイド成形品の接着方法
JPH0332593B2 (ru)
US3343976A (en) Surface preparation for fluorinated plastics
RU2216641C1 (ru) Заряд ракетного твердого топлива
CN112513213A (zh) 用于密封微流体盒的盒覆盖设备
RU2126810C1 (ru) Способ подготовки поверхности полимерных материалов перед склеиванием
RU2247103C2 (ru) Термостойкое гидроизоляционное покрытие для нанесения на поверхность твердотопливного скважинного заряда и способ его нанесения
RU2005129406A (ru) Способ подготовки внутренней поверхности корпуса ракетного двигателя для скрепления с ним твердого ракетного топлива
JPH05147163A (ja) フツ素樹脂−シリコーンゴム積層体およびその製法
WO2021258126A1 (en) Method of treating a surface

Legal Events

Date Code Title Description
PC43 Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions

Effective date: 20161130