RU2352445C2 - Method of producing liquid-propellant rocket engine chamber nozzle critical section assembly - Google Patents
Method of producing liquid-propellant rocket engine chamber nozzle critical section assembly Download PDFInfo
- Publication number
- RU2352445C2 RU2352445C2 RU2006115260/02A RU2006115260A RU2352445C2 RU 2352445 C2 RU2352445 C2 RU 2352445C2 RU 2006115260/02 A RU2006115260/02 A RU 2006115260/02A RU 2006115260 A RU2006115260 A RU 2006115260A RU 2352445 C2 RU2352445 C2 RU 2352445C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- solder
- nozzle
- shell
- critical section
- rocket engine
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Coating By Spraying Or Casting (AREA)
- Shaping Metal By Deep-Drawing, Or The Like (AREA)
Abstract
Description
Область техникиTechnical field
Изобретение относится к области энергетического машиностроения, в частности к изготовлению блока критического сечения сопла камеры жидкостного ракетного двигателя.The invention relates to the field of power engineering, in particular to the manufacture of a critical section block of a nozzle of a chamber of a liquid propellant rocket engine.
Предшествующий уровень техникиState of the art
Известен способ изготовления блока критического сечения сопла камеры жидкостного ракетного двигателя, согласно которому изготавливают силовую и тонкостенную оболочки, при этом внутреннюю оболочку выполняют с каналами регенеративного охлаждения, разделенными оребрениями. В этой конструкции на вершины ребер гальваническим способом наносят припой (медносеребряный), а на внутреннюю поверхность силовой оболочки тем же способом наносят тонкий слой меди.A known method of manufacturing a block of the critical section of the nozzle of the chamber of a liquid propellant rocket engine, according to which a power and thin-walled shell is made, the inner shell is made with regenerative cooling channels separated by fins. In this design, solder (copper-silver) is galvanically applied to the tops of the ribs, and a thin layer of copper is applied to the inner surface of the power shell in the same way.
Далее осуществляют сборку указанных оболочек и пайку в печи по известной технологии (см. патент РФ №2158666, МКИ В23К 1/02, 2000). Это техническое решение является аналогом заявляемого изобретения.Next, these shells are assembled and brazed in a furnace according to known technology (see RF patent No. 2158666, MKI B23K 1/02, 2000). This technical solution is an analogue of the claimed invention.
К сожалению, в описании указанного изобретения не описан механизм принудительного поджатия тонкостенной оболочки к силовой оболочке.Unfortunately, the description of this invention does not describe the mechanism for forcing the thin-walled shell to the force shell.
Известен способ изготовления паяного блока критического сечения сопла камеры жидкостного ракетного двигателя, содержащего наружную и внутреннюю оболочки ("Конструкция и проектирование жидкостных ракетных двигателей" под редакцией проф. Г.Г.Гахуна, Москва, "Машиностроение", 1989, стр.101, 108-112). Способ включает в себя изготовление наружной оболочки в форме двух сопряженных усеченных конусов и внутренней оболочки в форме цилиндра в докритической части сопла и в форме усеченного конуса в закритической его части. Внутреннюю оболочку изготавливают из теплопроводного пластичного сплава на основе меди. На ее наружной поверхности нарезают продольные канавки, предназначенные для подачи в них охладителя. На паяемые поверхности обеих оболочек наносят припой в виде гальванических слоев заданной толщины. Проводят сборку оболочек с образованием тракта охлаждения между ними, а затем проводят развальцовку части внутренней оболочки, имеющей форму цилиндра, до соприкосновения ребер с внутренней поверхностью наружной оболочки. Далее тракт охлаждения вакуумируют и собранную конструкцию сопла паяют в печи под давлением защитного газа. Это техническое решение принимаем за прототип предлагаемого изобретения.A known method of manufacturing a soldered block of the critical section of the nozzle of the chamber of a liquid propellant rocket engine containing the outer and inner shells ("Design and construction of liquid rocket engines" edited by prof. G.G. Gakhun, Moscow, "Engineering", 1989, pp. 101, 108 -112). The method includes manufacturing an outer shell in the form of two conjugated truncated cones and an inner shell in the form of a cylinder in the subcritical part of the nozzle and in the form of a truncated cone in its supercritical part. The inner shell is made of a heat-conducting plastic alloy based on copper. On its outer surface, longitudinal grooves are designed to supply a cooler to them. Solder in the form of galvanic layers of a given thickness is applied to the brazed surfaces of both shells. The shells are assembled to form a cooling path between them, and then a part of the inner shell having the shape of a cylinder is flared until the ribs come in contact with the inner surface of the outer shell. Next, the cooling duct is evacuated and the assembled nozzle structure is soldered in a furnace under the pressure of a protective gas. This technical decision is taken as a prototype of the invention.
Недостатком указанного способа изготовления этой конструкции является то, что при развальцовке происходит увеличение площади части внутренней оболочки на 30-40%, что влечет за собой уменьшение количества припоя на ее оребренной поверхности, особенно в торцевой зоне. Нехватка припоя в этой зоне способствует образованию неспаев между оболочками в процессе пайки, что может привести к их разгерметизации после пайки.The disadvantage of this method of manufacturing this design is that during flaring there is an increase in the area of part of the inner shell by 30-40%, which entails a decrease in the amount of solder on its finned surface, especially in the end zone. The lack of solder in this zone contributes to the formation of jaws between the shells during the soldering process, which can lead to their depressurization after soldering.
Раскрытие изобретенияDisclosure of invention
Задача изобретения - изыскание такой технологии пайки концевого участка конической части тонкостенной оболочки докритического сечения сопла с внутренней поверхностью силовой оболочки блока критического сечения сопла камеры жидкостного ракетного двигателя, которая обеспечила бы повышение плотности паяного шва в торцевой его зоне за счет введения в эту зону дополнительного количества припоя.The objective of the invention is the search for such a technology of soldering the end section of the conical part of the thin-walled shell of a subcritical section of the nozzle with the inner surface of the power shell of the critical section section of the nozzle of the chamber of a liquid rocket engine, which would provide an increase in the density of the soldered seam in its end zone by introducing an additional amount of solder into this zone .
Эта задача решена за счет того, что в способе изготовления блока критического сечения сопла камеры жидкостного ракетного двигателя, включающем изготовление наружной оболочки в форме двух сопряженных усеченных конусов и внутренней - в форме цилиндра в докритической части сопла и в форме усеченного конуса - в его закритической части; нарезание продольных канавок на наружной поверхности внутренней оболочки с образованием оребренной поверхности, нанесение на паяемые поверхности обеих оболочек припоя в виде гальванических слоев заданной толщины; сборку оболочек с образованием тракта охлаждения между ними, установку собранной конструкции на оправу и развальцовку цилиндрической части внутренней оболочки до соприкосновения с внутренней поверхностью наружной оболочки; вакуумирование тракта охлаждения собранной конструкции и ее пайку в печи под давлением защитного газа, при этом перед сборкой оболочек на наружной поверхности концевого участка внутренней цилиндрической оболочки в первую канавку укладывают припой в виде отрезков ленты плотно друг к другу на глубину, меньшую глубины канавки; каждый отрезок ленты припоя закрепляют в канавке преимущественно путем кернения припоя.This problem is solved due to the fact that in the method of manufacturing a block of the critical section of the nozzle of the chamber of a liquid propellant rocket engine, the apparatus comprising the manufacture of an outer shell in the form of two conjugated truncated cones and an inner shell in the form of a cylinder in the subcritical part of the nozzle and in the form of a truncated cone in its supercritical part ; cutting longitudinal grooves on the outer surface of the inner shell with the formation of a finned surface, applying solder in the form of galvanic layers of a given thickness to the soldered surfaces of both shells; assembling the shells with the formation of the cooling path between them, installing the assembled structure on the frame and expanding the cylindrical part of the inner shell to contact the inner surface of the outer shell; evacuation of the cooling path of the assembled structure and its soldering in the furnace under protective gas pressure, while before assembling the shells on the outer surface of the end section of the inner cylindrical shell, solder in the form of pieces of tape is tightly connected to each other to a depth less than the depth of the groove; each piece of solder tape is fixed in the groove mainly by punching the solder.
Другими отличиями предлагаемого изобретения являются:Other differences of the invention are:
- наружная оболочка изготовлена из высоколегированной стали;- the outer shell is made of high alloy steel;
- внутренняя оболочка изготовлена из сплава на основе меди;- the inner shell is made of an alloy based on copper;
- на внутреннюю поверхность наружной оболочки наносят припой в виде слоя гальванической меди;- solder in the form of a layer of galvanic copper is applied to the inner surface of the outer shell;
- на оребренную поверхность внутренней оболочки наносят припой в виде гальванических медносеребряных слоев;- solder in the form of galvanic copper-silver layers is applied to the fin surface of the inner shell;
- отрезки ленты припоя закрепляют в цилиндрических канавках с двух сторон ленты в нескольких точках.- pieces of solder tape are fixed in cylindrical grooves on both sides of the tape at several points.
Технический результат - повышение качества паяного блока критического сечения сопла камеры жидкостного ракетного двигателя за счет увеличения плотности паяного шва в торцевой зоне докритической части сопла.The technical result is an increase in the quality of the soldered block of the critical section of the nozzle of the chamber of a liquid rocket engine by increasing the density of the soldered seam in the end zone of the subcritical part of the nozzle.
Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings
На фиг.1 представлено сечение блока критического сечения сопла камеры жидкостного ракетного двигателя, на фиг.2 представлен фрагмент 1 сечения паяемого участка фиг.1, на фиг.3 представлено сечение блока критического сечения сопла камеры жидкостного ракетного двигателя перед развальцовкой.Figure 1 shows a section of a critical section block of a nozzle of a chamber of a liquid propellant rocket engine, figure 2 shows a fragment 1 of a section of a soldered section of Fig. 1, figure 3 shows a section of a section of a critical section of a nozzle of a chamber of a liquid propellant rocket before expansion.
Пример реализации изобретенияAn example implementation of the invention
Блок критического сечения сопла камеры жидкостного ракетного двигателя 1 (фиг.1) включает силовую оболочку 2, выполненную в виде сопряженных между собой усеченных конусов 3 и 4, и внутреннюю тонкостенную оболочку 5. Силовая оболочка 2 выполнена из высокопрочной стали, а внутренняя 5 - из медного сплава. Внешняя поверхность оболочки 5 выполнена с продольными каналами 6, образованными ребрами, при этом конический участок 7 оболочки 5 (фиг.2) выполнен неоребренным, а на его внещней поверхности выполнены кольцевые проточки 8. На фиг.2 показано, что в одну из этих проточек помещен припой 9. Соединение внутренней оболочки 5 и силовой оболочки 2 осуществляется с помощью пайки. Перед пайкой на вершины ребер наносят гальваническим способом припой, который также наносят и на внутреннюю поверхность силовой оболочки.The critical section section of the nozzle of the chamber of the liquid-propellant rocket engine 1 (Fig. 1) includes a power shell 2 made in the form of truncated cones 3 and 4 conjugated to each other, and an internal thin-walled shell 5. The power shell 2 is made of high-strength steel, and the inner 5 is made of copper alloy. The outer surface of the shell 5 is made with longitudinal channels 6 formed by ribs, while the
Пример изготовления конструкцииConstruction manufacturing example
Силовую оболочку 2 изготавливали из высоколегированной стали марки ВНС-16 в форме двух сопряженных между собой усеченных конусов 3 и 4. В качестве материала внутренней оболочки 5 применен медный сплав марки БрХ08. Причем в начале внутреннюю оболочку 5 выполняли в виде заготовки, имеющей цилиндрическую форму с диаметром, равным критическому диаметру сопла и форму усеченного конуса - в его закритической части. Далее эту заготовку вставляли вовнутрь силовой оболочки, так как показано на фиг.3. Внешняя поверхность этой заготовки выполнена с продольньми каналами 6, разделенными ребрами, причем концевой участок внешней цилиндрической части заготовки выполнен неоребренным, а на ее внешней поверхности выполнены кольцевые канавки (фиг.2). На вершины ребер и цилиндрическую поверхность концевого участка внутренней оболочки наносили гальваническим способом припой - слой меди толщиной 20-25 мкм и слой серебра толщиной 5-8 мкм. В одну из канавок укладывали плотно друг к другу медносеребряный припой ПСр5, 5 в виде отрезков ленты длиной 50-70 мм, шириной 1,2 мм и толщиной 0,5 мм на глубину, меньшую глубины канавки, с образованием выступа внутренней оболочки над поверхностью припоя. Каждый отрезок ленты припоя закрепляли путем кернения припоя. Закрепляли отрезки ленты припоя с двух его сторон в нескольких точках кромки канавки, например, при длине отрезка 50 мм крепление производилось в двух точках. На внутреннюю поверхность наружной оболочки наносили припой в виде слоя гальванической меди толщиной 12-14 мкм.The power shell 2 was made of high-alloy steel of the VNS-16 grade in the form of two truncated cones 3 and 4 conjugated to each other. As a material of the inner shell 5, a copper alloy of the grade BrX08 was used. Moreover, at the beginning, the inner shell 5 was made in the form of a billet having a cylindrical shape with a diameter equal to the critical diameter of the nozzle and the shape of a truncated cone in its supercritical part. Next, this preform was inserted inside the power shell, as shown in Fig.3. The outer surface of this workpiece is made with longitudinal channels 6, separated by ribs, and the end portion of the outer cylindrical part of the workpiece is made not ribbed, and ring grooves are made on its outer surface (FIG. 2). On the tops of the ribs and the cylindrical surface of the end portion of the inner shell, a solder was applied in a galvanic manner — a copper layer 20–25 μm thick and a silver layer 5–8 μm thick. PSr5, 5 copper-silver solder in the form of pieces of tape 50-70 mm long, 1.2 mm wide and 0.5 mm thick to a depth less than the depth of the groove was laid tightly to one another in one of the grooves with the formation of a protrusion of the inner shell above the surface of the solder . Each piece of solder tape was fixed by punching the solder. The sections of the solder tape were fixed from its two sides at several points of the groove edge, for example, when the length of the segment was 50 mm, fastening was carried out at two points. Solder was deposited on the inner surface of the outer shell in the form of a galvanic copper layer 12-14 microns thick.
Далее собранную конструкцию устанавливали на оправу и после этого производили развальцовку цилиндрического участка внутренней оболочки до соприкосновения ребер с внутренней поверхностью наружной оболочки. После этого осуществляли технологическую сварку оболочек по припускам на торцах блока, а затем газообразным аргоном вытесняли воздух из продольных каналов, после чего производили вакуумирование полостей продольных каналов. Вакуумированный блок помещали в печь, куда подавали газообразный аргон под давлением до 5 МПа. Пайку проводили при температуре 970±10°С. После пайки и отрезки участков с технологической сваркой на торцах производили проверки прочности и подготовку соединения с другими частями камеры жидкостного ракетного двигателя.Next, the assembled structure was mounted on the frame, and after that the cylindrical section of the inner shell was flared until the ribs contacted with the inner surface of the outer shell. After that, the shells were technologically welded according to the allowances at the ends of the block, and then air was displaced from the longitudinal channels with gaseous argon, after which the cavities of the longitudinal channels were evacuated. The vacuum unit was placed in a furnace where gaseous argon was supplied under a pressure of up to 5 MPa. Soldering was carried out at a temperature of 970 ± 10 ° C. After soldering and cutting sections with technological welding at the ends, strength checks and preparation of the connection with other parts of the chamber of a liquid rocket engine were performed.
Выполнение кольцевых канавок на внешней поверхности концевого участка цилиндрической заготовки, заполненных припоем, позволило достичь после пайки высокой герметичности паяного соединения двух оболочек.The implementation of the annular grooves on the outer surface of the end portion of the cylindrical billet filled with solder made it possible to achieve a high tightness of the soldered joint of two shells after soldering.
Промышленное применениеIndustrial application
Конструкция блока критического сечения сопла камеры, изготовленная по предложенной технологии, рекомендована для использования в камерах жидкостных реактивных двигателях.The design of the critical section section of the nozzle of the chamber, made according to the proposed technology, is recommended for use in chambers of liquid-propellant engines.
Claims (7)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006115260/02A RU2352445C2 (en) | 2006-05-05 | 2006-05-05 | Method of producing liquid-propellant rocket engine chamber nozzle critical section assembly |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006115260/02A RU2352445C2 (en) | 2006-05-05 | 2006-05-05 | Method of producing liquid-propellant rocket engine chamber nozzle critical section assembly |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2006115260A RU2006115260A (en) | 2007-11-20 |
RU2352445C2 true RU2352445C2 (en) | 2009-04-20 |
Family
ID=38959103
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2006115260/02A RU2352445C2 (en) | 2006-05-05 | 2006-05-05 | Method of producing liquid-propellant rocket engine chamber nozzle critical section assembly |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2352445C2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2680117C2 (en) * | 2017-02-28 | 2019-02-15 | Акционерное общество "НПО Энергомаш имени академика В.П. Глушко" | Method of soldering two-layer soldered structures |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114370355B (en) * | 2022-01-07 | 2023-01-17 | 中国人民解放军63921部队 | Differential variable thrust method and device, electronic equipment and storage medium |
-
2006
- 2006-05-05 RU RU2006115260/02A patent/RU2352445C2/en active IP Right Revival
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
ГАХУН Г.Г. Конструкция и проектирование жидкостных ракетных двигателей. - М.: Машиностроение, 1989, с.101, 108-112. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2680117C2 (en) * | 2017-02-28 | 2019-02-15 | Акционерное общество "НПО Энергомаш имени академика В.П. Глушко" | Method of soldering two-layer soldered structures |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2006115260A (en) | 2007-11-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2268387C2 (en) | Method of manufacturing combustion chamber | |
RU2267634C1 (en) | Tubular combustion chamber of rocket engine with regenerative cooling and method of making of cooling passage | |
CN109834356B (en) | Manufacturing method of complex double-alloy cone structure | |
JPH0724941B2 (en) | Semi-finished product for use in manufacturing inner clad tubular product and method of manufacturing inner clad tubular product | |
US5701670A (en) | Method of making rocket engine combustion chamber utilizing "slide in" port liner | |
US5386628A (en) | Method of making a diffusion bonded rocket chamber | |
US6920750B2 (en) | Rocket engine member and a method for manufacturing a rocket engine member | |
KR101256970B1 (en) | Apparatus for seamless pipe and fabrication method of the same | |
KR100577133B1 (en) | Method of forming a rocket thrust chamber | |
EP2199721B1 (en) | Internal heat exchanger for an automobile air conditioning circuit, such circuit and method of connecting a connector to this exchanger | |
JP5303564B2 (en) | Welded metal seal | |
RU2352445C2 (en) | Method of producing liquid-propellant rocket engine chamber nozzle critical section assembly | |
US3601884A (en) | Method of constructing parts suitable for high heat flux removal in arc heaters | |
EP0720876B1 (en) | Fabrication of rocket chambers | |
CN111605740A (en) | Anode structure of electric arc thruster | |
EP1486660B1 (en) | Rocket engine combustion chamber | |
WO2002055862A1 (en) | Rocket engine member and method for manufacturing a rocket engine member | |
RU2694410C1 (en) | Method of heat exchanger soldering | |
RU2368480C1 (en) | Method of large-size nozzle of rocket liquid-propellant engine (rlpe) chamber | |
US7337539B2 (en) | Method for production of a coolable annular support for internally cooled piston rings | |
KR100581302B1 (en) | Method of repairing a rocket thrust chamber | |
RU2096143C1 (en) | Method of soldering telescopic structures | |
US20240175644A1 (en) | Method for producing pipes having topographic inner structures | |
CN115655634A (en) | Large-size water-cooled combustion chamber with three-layer structure and manufacturing method thereof | |
RU2109606C1 (en) | Method of making soldered telescopic structures |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20090506 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20110420 |