RU2434160C1 - Flange of rotating nozzle of rocket engine from composite materials and manufacturing method of rotating nozzle flange of rocket engine from composite materials - Google Patents

Flange of rotating nozzle of rocket engine from composite materials and manufacturing method of rotating nozzle flange of rocket engine from composite materials Download PDF

Info

Publication number
RU2434160C1
RU2434160C1 RU2010122274/06A RU2010122274A RU2434160C1 RU 2434160 C1 RU2434160 C1 RU 2434160C1 RU 2010122274/06 A RU2010122274/06 A RU 2010122274/06A RU 2010122274 A RU2010122274 A RU 2010122274A RU 2434160 C1 RU2434160 C1 RU 2434160C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
flange
support frame
napkins
ribs
frames
Prior art date
Application number
RU2010122274/06A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Вячеслав Александрович Барынин (RU)
Вячеслав Александрович Барынин
Александр Алексеевич Кульков (RU)
Александр Алексеевич Кульков
Аркадий Витальевич Пашутов (RU)
Аркадий Витальевич Пашутов
Вячеслав Викторович Мерзляков (RU)
Вячеслав Викторович Мерзляков
Михаил Анатольевич Терешонков (RU)
Михаил Анатольевич Терешонков
Виктор Алексеевич Никитюк (RU)
Виктор Алексеевич Никитюк
Юрий Семёнович Соломонов (RU)
Юрий Семёнович Соломонов
Виктор Иванович Петрусёв (RU)
Виктор Иванович Петрусёв
Геннадий Александрович Зыков (RU)
Геннадий Александрович Зыков
Алексей Дмитриевич Гнутов (RU)
Алексей Дмитриевич Гнутов
Original Assignee
Открытое акционерное общество Центральный научно-исследовательский институт специального машиностроения
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 Открытое акционерное общество Центральный научно-исследовательский институт специального машиностроения filed Critical Открытое акционерное общество Центральный научно-исследовательский институт специального машиностроения
Priority to RU2010122274/06A priority Critical patent/RU2434160C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2434160C1 publication Critical patent/RU2434160C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: engines and pumps. ^ SUBSTANCE: flange of rotating nozzle of rocket engine from composite materials includes mesh housing consisting of diagonal and circumferential ribs made from intersecting harnesses, front, support and rear circular frames. Front and rear frames are arranged inside multi-layer plastic profiles, and support frame is provided with cloths made from composite material, which are located between layers of harnesses. Ribs of housing in the section from front frame to support frame are equipped on the outer side with tight cover with warmth-keeping coating. In support frame there made are axial holes located above intersection of diagonal ribs with front edge located on the edge interfacing with engine flange, after the housing, and with rear edge - inside housing wall dimension with intersection of hole axis and middle cone-shaped surface of mesh wall of the housing inside the frame width. Flange manufacturing method involves installation of multi-layer profiles of rear and front circular frames on cone-shaped mandrel and routing tightly to profiles of separating layer of rubber-like material with provision of diagonal and circular grooves in it and profiles, as well as groove of support frame. Then, winding of harnesses of diagonal and circular ribs and frames is performed by being laid in groove of support frame of cloth, and heat treatment is made. After heat treatment in the front edge of support frame there made are axial holes with penetration of cutting tool in front edge above intersection of diagonal ribs and outlet in rear edge within the cell clearance of mesh structure inside housing wall dimension with intersection by means of axis of the tool of cone-shaped middle surface of the housing wall to the outlet of cutting tool. ^ EFFECT: inventions allow improving manufacturability and reliability of flange of rotating nozzle of rocket engine and reducing its weight. ^ 11 cl, 12 dwg

Description

Группа изобретений относится к области ракетостроения и может быть использована при создании конструкций двигателей ракет различного назначения.The group of inventions relates to the field of rocket science and can be used to create designs of rocket engines for various purposes.

Известно поворотное сопло для ракетного двигателя по заявке РСТ FR 03/02067 (03.07.2003), МПК7 F02K 9/84.Known rotary nozzle for a rocket engine according to the application PCT FR 03/02067 (07/03/2003), IPC 7 F02K 9/84.

Известно поворотное сопло по патенту US 3726480 А (04.10.1973), МПК7 F02K 9/84.Known rotary nozzle according to patent US 3726480 A (04.10.1973), IPC 7 F02K 9/84.

Известно сопло с отклоняемым вектором тяги по патенту RU 2168047 С1 (11.10.1999), МПК7 F02K 9/84.Known nozzle rejected thrust vector according to patent RU 2168047 C1 (11.10.1999), IPC 7 F02K 9/84.

Известно поворотное сопло с управляемым вектором тяги реактивного двигателя, снабженное эластичным кольцом, по патенту RU 2247851 С2 (28.01.2000), МПК7 F02K 1/12.Known rotary nozzle with a controlled thrust vector of a jet engine, equipped with an elastic ring, according to the patent RU 2247851 C2 (01/28/2000), IPC 7 F02K 1/12.

Известно поворотное сопло с управляемым вектором тяги по патенту FR 2470253 А1 (29.05.1981), МПК7 F02K 1/12.Known rotary nozzle with a controlled thrust vector according to patent FR 2470253 A1 (05/29/1981), IPC 7 F02K 1/12.

Известно поворотное сопло по патенту US 3696999 А (10.10.1972), MПK7 F02K 1/12.Known rotary nozzle according to patent US 3696999 A (10.10.1972), MPK 7 F02K 1/12.

Известна коническая оболочка вращения и способ ее изготовления, содержащая радиальные технологические зацепы, установленные внутри опорного торцевого шпангоута своими шляпками между слоями салфеток, выполненных в виде полос, по патенту RU 2350470 С1 (09.07.2007), МПК7 В29С 53/56.Known conical shell of rotation and a method of its manufacture, containing radial technological hooks installed inside the support end frame with their hats between the layers of napkins made in the form of strips, according to patent RU 2350470 C1 (07.07.2007), IPC 7 В29С 53/56.

Известен адаптер в виде сетчатой оболочки вращения конической формы, содержащей косые и кольцевые ребра, выполненные из уложенных послойно однонаправленных углеродных жгутов с нахлестами в перекрестиях, содержащий шпангоуты со стыковочными отверстиями, по патенту RU 2350818 С2 (04.04.2007), МПК7 F16L 9/12.A known adapter in the form of a mesh shell of rotation of a conical shape, containing oblique and annular ribs made of layered unidirectional carbon bundles with overlaps in the crosshairs, containing frames with connecting holes, according to patent RU 2350818 C2 (04.04.2007), IPC 7 F16L 9 / 12.

Фланцы поворотного сопла ракетного двигателя из композиционных материалов и способы его изготовления по известным устройствам и способам определяют общий уровень техники и не являются особо релевантными, поэтому предлагаемыми техническими решениями устраняются недостатки общего известного уровня техники.The flanges of the rotary nozzle of a rocket engine made of composite materials and the methods of its manufacture according to known devices and methods determine the general level of technology and are not particularly relevant, therefore, the proposed technical solutions eliminate the disadvantages of the general prior art.

Недостатками общего известного уровня техники для фланца являются его высокая масса и низкая надежность работы из-за низкой кольцевой и изгибной жесткости и потери устойчивости ребер в зоне действия высокого давления, возможности разгерметизации в этой зоне, низкой несущей способности переднего и заднего шпангоутов, на которых закреплены элементы поворота сопла, из-за низкой несущей способности опорного шпангоута, расположенного в средней части корпуса фланца и воспринимающего совместно с косыми ребрами высокие продольные нагрузки, при несимметричном их воздействии на ребра и возникновении в конструкции высоких изгибающих моментов, а также низкой прочности скрепления опорного шпангоута с ребрами и низкой сдвиговой прочности его слоев.The disadvantages of the general prior art for the flange are its high weight and low reliability due to low annular and bending stiffness and loss of stability of the ribs in the high pressure zone, the possibility of depressurization in this zone, low bearing capacity of the front and rear frames, which are fixed nozzle rotation elements, due to the low bearing capacity of the support frame located in the middle part of the flange body and absorbing high longitudinal loads together with oblique ribs, When asymmetric their impact on the ribs and high bending moments occur in the design, as well as low bond strength of the reference frame with ribs and its low shear strength layers.

Недостатками общего известного уровня техники при реализации способа являются низкая технологичность намотки заднего и переднего кольцевых шпангоутов из-за возможности сползания кольцевых жгутов, низкая технологичность укладки жгутов косых ребер во всех кольцевых элементах, высокий расход материала и низкая технологичность расположения, базирования и укладки без гофров и складок салфеток опорного шпангоута с их технологическим скреплением, низкая технологичность оптимального расположения стыковочных отверстий опорного шпангоута, обеспечивающего в конструкции симметричное нагружение ребер, а также низкая технологичность обеспечения высокой точности мехобработки стыковочного торца опорного шпангоута из-за сложности привязки размеров и низкая технологичность установки в опорный шпангоут силовых элементов без повреждения волокон материала.The disadvantages of the general prior art when implementing the method are the low manufacturability of winding the rear and front annular frames due to the possibility of sliding ring harnesses, the low manufacturability of laying the bundles of oblique ribs in all ring elements, the high material consumption and the low manufacturability of location, basing and laying without corrugations and folds of napkins of the support frame with their technological fastening, low adaptability of the optimal location of the docking holes of the support frame Providing symmetrical design loading ribs, and low manufacturability high accuracy machining connection end of the support frame due to the complexity and size of the binding is low in processability installation support frame power cells without damaging the fiber material.

Технической задачей, на решение которой направлена заявляемая группа изобретений, является создание высокотехнологичной конструкции фланца поворотного сопла ракетного двигателя из композиционных материалов с повышенной надежностью его работы.The technical problem to be solved by the claimed group of inventions is the creation of a high-tech design of the flange of the rotary nozzle of a rocket engine from composite materials with increased reliability of its operation.

Технический результат для фланца поворотного сопла, который может быть достигнут при решении технической задачи, заключается в снижении массы и повышении надежности работы за счет повышения кольцевой и изгибной жесткости и исключения потери устойчивости ребер в зоне действия высокого давления и возможности разгерметизации в этой зоне, повышения несущей способности переднего и заднего шпангоутов, на которых закреплены элементы поворота сопла, за счет повышения несущей способности опорного шпангоута, расположенного в средней части корпуса фланца и воспринимающего совместно с косыми ребрами высокие продольные нагрузки, благодаря симметричному их воздействию на ребра и значительному снижению действующих в конструкции изгибающих моментов, а также за счет повышения прочности скрепления опорного шпангоута с ребрами и повышения сдвиговой прочности его слоев.The technical result for the flange of the rotary nozzle, which can be achieved by solving the technical problem, is to reduce the mass and increase the reliability by increasing ring and bending stiffness and eliminating the loss of stability of the ribs in the high pressure zone and the possibility of depressurization in this zone, increasing the bearing the ability of the front and rear frames, on which the nozzle rotation elements are fixed, by increasing the bearing capacity of the support frame located in the middle part of the Pusa flange and the perceiver in conjunction with the oblique longitudinal edges high load due to their impact on the symmetrical rib and significant reduction in current design bending moments, and also by increasing the bonding strength of the reference frame with the ribs and improve the shear strength of its layers.

Технический результат для способа, который может быть достигнут при решении технической задачи, заключается в повышении технологичности и качества фланца за счет повышения технологичности намотки заднего и переднего кольцевых шпангоутов благодаря исключению возможности сползания кольцевых жгутов, повышения технологичности укладки жгутов косых ребер во всех кольцевых элементах и укладки герметичной оболочки с теплозащитным покрытием, повышения технологичности расположения, базирования и укладки без гофров и складок салфеток опорного шпангоута со снижением расхода материала с их технологическим скреплением, повышения технологичности оптимального расположения стыковочных отверстий опорного шпангоута, обеспечивающего в конструкции симметричное нагружение ребер, а также за счет повышения точности мехобработки стыковочного торца опорного шпангоута благодаря возможности базирования и привязки размеров и повышения технологичности установки в опорный шпангоут силовых элементов без повреждения волокон материала.The technical result for the method that can be achieved by solving the technical problem is to increase the manufacturability and quality of the flange by increasing the manufacturability of the winding of the rear and front ring frames due to the elimination of the possibility of sliding ring harnesses, increasing the manufacturability of laying the bundles of oblique ribs in all ring elements and laying hermetic shell with heat-insulating coating, improving the manufacturability of location, basing and laying without corrugations and folds of support napkins frame with a reduction in the consumption of material with their technological bonding, increasing the manufacturability of the optimal location of the docking holes of the support frame, providing a symmetrical loading of the ribs in the design, as well as by improving the machining accuracy of the docking end of the support frame due to the possibility of basing and sizing and increasing the adaptability of the installation in the support frame of power elements without damaging the fibers of the material.

Для устройства поставленная задача с достижением технического результата решается тем, что фланец поворотного сопла ракетного двигателя из композиционных материалов включает конусообразный сетчатый корпус из косых обоих направлений и кольцевых ребер, выполненных из перекрещивающихся жгутов из однонаправленных углеродных нитей, пропитанных синтетическим связующим, расположенных послойно, с нахлестом в перекрестиях, переднего, опорного и заднего кольцевых шпангоутов, выполненных в виде усиленных кольцевых ребер за одно с корпусом, при этом передний и задний шпангоуты размещены внутри слоистых пластиковых профилей, собранных с корпусом и шпангоутами за единый технологический процесс, для чего в их стенках нарезаны канавки, в которых расположены косые ребра корпуса, а опорный шпангоут снабжен расположенными между слоями жгутов салфетками из композиционного материала, например углеткани, пропитанной полимерным связующим, при этом ребра корпуса на участке от переднего шпангоута до опорного снабжены снаружи герметичной оболочкой с теплозащитным покрытием, на которой выполнен посадочный пояс для сопряжения с посадочным отверстием фланца ракетного двигателя, в переднем и заднем шпангоутах выполнены отверстия для стыковки соответственно с шарнирным узлом подвижного корпуса раструба двигателя и с поясом крепления поворотных механизмов, а в опорном шпангоуте выполнены осевые отверстия для стыковки с фланцем двигателя, причем каждое это отверстие расположено над перекрестием косых ребер с передней кромкой, расположенной на стыковочном с фланцем двигателя торце, за габаритом сетчатого корпуса, а задней кромкой - внутри габарита стенки корпуса с пересечением оси отверстия и серединной конусообразной поверхности сетчатой стенки корпуса внутри ширины шпангоута.For the device, the task with the achievement of the technical result is solved by the fact that the flange of the rotary nozzle of the rocket engine made of composite materials includes a cone-shaped mesh body of oblique both directions and annular ribs made of intersecting bundles of unidirectional carbon threads impregnated with a synthetic binder, arranged in layers, with an overlap in the crosshairs of the front, supporting and rear annular frames made in the form of reinforced annular ribs in one with the body, p In this case, the front and rear frames are placed inside the layered plastic profiles assembled with the body and frames for a single technological process, for which grooves are cut in their walls, in which the skew edges of the body are located, and the support frame is equipped with napkins made of composite material located between the layers of the bundles, for example, carbon fabric impregnated with a polymeric binder, while the edges of the housing in the section from the front frame to the support are provided externally with a sealed shell with a heat-protective coating, on which a landing belt was made for interfacing with a landing hole of a rocket engine flange, holes were made in the front and rear frames for joining, respectively, with the hinge assembly of the movable engine socket housing and the belt for fastening the rotary mechanisms, and axial holes for connecting with the engine flange were made in the supporting frame each hole is located above the crosshair of the oblique ribs with a leading edge located at the end connecting with the engine flange, behind the size of the mesh housing, and the rear her edge - inside the dimension of the wall of the body with the intersection of the axis of the hole and the middle conical surface of the mesh wall of the body inside the width of the frame.

Опорный шпангоут снабжен радиальными силовыми элементами.The supporting frame is equipped with radial power elements.

Салфетки выполнены тарельчатой формы, составлены из секторов, уложенных встык со смещением стыков в последующих салфетках.Napkins are made in a dish-shaped form, made up of sectors laid end-to-end with offset joints in subsequent napkins.

Салфетки выполнены двухслойными и снабжены радиальными силовыми элементами, выполненными в виде гвоздей со шляпками, расположенными между слоями салфеток.Napkins are made of two layers and are equipped with radial force elements made in the form of nails with caps located between the layers of napkins.

Поставленная задача с достижением технического результата решается тем, что в способе изготовления фланца поворотного сопла ракетного двигателя из композиционных материалов, при котором на конусообразную оправку устанавливают слоистые пластиковые профили заднего и переднего кольцевых шпангоутов, вплотную к профилям укладывают разделительный слой из резиноподобного материала с выполнением в резиноподобном материале и профилях косых обоих направлений и кольцевых канавок, а также канавки опорного шпангоута с расположением каждой косой канавки на общем винтовом направлении на всей рабочей поверхности оправки во всех перечисленных элементах, затем послойно с нахлестом в перекрестиях наматывают жгуты, например углеродные, пропитанные синтетическим связующим, косых и кольцевых ребер и шпангоутов, укладывая в канавку опорного шпангоута на оправку и между слоями жгутов салфетки, обеспечивая их тарельчатую форму, затем после термообработки изделия, съема с оправки, удаления технологических припусков и разделительного слоя из резиноподобного материала, мехобработки стыковочных поверхностей, в том числе переднего торца опорного шпангоута, в последнем выполняют осевые отверстия для стыковки с фланцем двигателя с заходом режущего инструмента в переднем торце над перекрестием косых ребер и выходом в заднем торце в пределах просвета ячейки сетчатой структуры внутри габарита стенки корпуса с пересечением осью инструмента конусообразной серединной поверхности стенки корпуса до выхода режущего инструмента.The problem with the achievement of the technical result is solved by the fact that in the method of manufacturing a flange of a rotary nozzle of a rocket engine from composite materials, in which layered plastic profiles of the rear and front ring frames are mounted on a cone-shaped mandrel, a separation layer of rubber-like material is laid close to the profiles in a rubber-like material and profiles of oblique both directions and annular grooves, as well as grooves of the support frame with the location of each soy grooves in the general helical direction on the entire working surface of the mandrel in all of the above elements, then bundles, for example, carbon, impregnated with synthetic binder, oblique and annular ribs and frames are wound in layers with overlap in the crosshairs, laying in the groove of the support frame on the mandrel and between the layers of the bundles napkins, ensuring their plate shape, then after heat treatment of the product, removal from the mandrel, removal of technological allowances and the separation layer from rubber-like material, machining with In the latter, axial holes are made for mating surfaces, including the front end of the support frame, for joining the engine flange with the cutting tool in the front end over the crosshair of the oblique ribs and the exit at the rear end within the cell clearance of the mesh structure inside the body wall dimension with the intersection of the axis tool conical middle surface of the wall of the housing to the exit of the cutting tool.

На ребра корпуса на участке от переднего шпангоута до опорного укладывают герметичную оболочку с теплозащитным покрытием, на которой выполняют посадочный пояс для сопряжения с посадочным отверстием фланца ракетного двигателя.An airtight shell with a heat-shielding coating is laid on the edges of the hull in the section from the front frame to the support, on which the landing belt is made to interface with the landing hole of the rocket engine flange.

На оправку устанавливают разъемные металлические оформляющие торцы опорного шпангоута кольца с прорезями для косых ребер корпуса.On the mandrel, detachable metal forming ends of the support frame of the ring with slots for the oblique edges of the housing are installed.

В процессе намотки в опорный шпангоут вставляют радиальные силовые элементы.During winding, radial force elements are inserted into the support frame.

Тарельчатую форму салфеток из предварительно пропитанного и частично отвержденного материала, например углепластикового препрега, обеспечивают укладкой их в размягченном нагревом состоянии.The dish-shaped form of napkins made of pre-impregnated and partially cured material, for example carbon fiber prepreg, is provided by laying them in a state softened by heating.

Углепластиковый препрег предварительно выкраивают в виде разверток для составленной из секторов салфетки тарельчатой формы, укладывают сектора встык, приматывая их двумя и более жгутами, охлаждая их в процессе укладки до затвердевания, причем последующие салфетки укладывают со смещением стыков относительно стыков предыдущих салфеток.The carbon-fiber prepreg is pre-cut in the form of reamers for a dish-shaped napkin made of sectors, butt-mounted sectors are laid, wrapping them with two or more bundles, cooling them during installation until they harden, and subsequent napkins are laid with the joints displaced relative to the joints of previous napkins.

Салфетки выполняют двухслойными и снабжают их радиальными силовыми элементами, предварительно выполненными в виде гвоздей со шляпками, располагая шляпки между слоями салфеток.Napkins are double-layer and provide them with radial force elements, previously made in the form of nails with hats, placing the hats between the layers of napkins.

Отличительными от общего известного уровня техники признаками для устройства являются следующие признаки:Distinctive features from the general prior art features for the device are the following features:

- фланец выполнен из композиционных материалов, включает конусообразный сетчатый корпус из косых обоих направлений и кольцевых ребер, выполненных из перекрещивающихся жгутов из однонаправленных углеродных нитей, пропитанных синтетическим связующим, - признаки соответствуют критерию «изобретательский уровень», предусматривают обоснованное применение новых материалов, новую форму элементов и их новое взаимное расположение, направлены на решение поставленной задачи с достижением технического результата, значительного снижения массы и повышения надежности работы;- the flange is made of composite materials, includes a cone-shaped mesh body of oblique both directions and annular ribs made of intersecting plaits of unidirectional carbon threads impregnated with a synthetic binder, - the signs meet the criterion of "inventive step", provide for the justified use of new materials, a new form of elements and their new relative location, aimed at solving the problem with the achievement of a technical result, a significant reduction in mass and increase reliability;

- передний и задний шпангоуты размещены внутри слоистых пластиковых профилей, собранных с корпусом и шпангоутами за единый технологический процесс, для чего в их стенках нарезаны канавки, в которых расположены косые ребра корпуса, - признаки соответствуют критерию «изобретательский уровень», предусматривают наличие новых элементов, новую форму элементов, их новое взаимное расположение и новую взаимосвязь, направлены на решение поставленной задачи с достижением технического результата, повышения несущей способности переднего и заднего шпангоутов, на которых закреплены элементы поворота сопла, за счет повышения их жесткости и прочности скрепления с ребрами корпуса;- the front and rear frames are placed inside the layered plastic profiles assembled with the body and frames for a single technological process, for which grooves are cut in their walls, in which the oblique edges of the body are located, - the signs meet the criterion of "inventive step", provide for the presence of new elements, a new form of elements, their new mutual arrangement and new relationship, are aimed at solving the problem with achieving a technical result, increasing the bearing capacity of the front and rear frames on which are fixed the elements of the nozzle rotation, by increasing their hardness and bond strength to the ribs of the housing;

- ребра корпуса на участке от переднего шпангоута до опорного снабжены снаружи герметичной оболочкой с теплозащитным покрытием, на которой выполнен посадочный пояс для сопряжения с посадочным отверстием фланца ракетного двигателя, - признаки соответствуют критерию «изобретательский уровень», предусматривают наличие новых элементов, новую взаимосвязь элементов и их новое взаимное расположение, направлены на решение поставленной задачи с достижением технического результата, повышения надежности работы за счет повышения кольцевой и изгибной жесткости и исключения потери устойчивости ребер в зоне действия высокого давления, благодаря заневоливанию ребер соединением с оболочкой и снижению тем самым их изгибной деформативности, а также возможности разгерметизации в этой зоне, кроме того, технический результат достигается повышением жесткости корпуса в этой зоне за счет наличия теплозащитного покрытия, скрепленного с оболочкой;- the body ribs in the section from the front frame to the support are provided externally with a sealed shell with a heat-shielding coating, on which a landing belt is made for interfacing with the landing hole of the rocket engine flange, - the signs meet the criterion of "inventive step", include new elements, a new relationship of elements their new mutual arrangement, aimed at solving the problem with achieving a technical result, improving the reliability of work by increasing the ring and and flexible stiffness and eliminating the loss of stability of the ribs in the high-pressure zone, due to the ripping of the ribs by the connection with the shell and thereby reducing their bending deformability, as well as the possibility of depressurization in this zone, in addition, the technical result is achieved by increasing the rigidity of the housing in this zone due heat-protective coating bonded to the shell;

- каждое осевое отверстие опорного шпангоута расположено над перекрестием косых ребер с передней кромкой, расположенной на стыковочном с фланцем двигателя торце, за габаритом сетчатого корпуса, а задней кромкой - внутри габарита стенки корпуса с пересечением оси отверстия и серединной конусообразной поверхности сетчатой стенки корпуса внутри ширины шпангоута - признаки соответствуют критерию «изобретательский уровень», предусматривают новое взаимное расположение элементов, направлены на решение поставленной задачи с достижением технического результата, повышения надежности работы за счет повышения несущей способности опорного шпангоута, расположенного в средней части корпуса фланца и воспринимающего совместно с косыми ребрами высокие продольные нагрузки, благодаря симметричному их воздействию на ребра и значительному снижению действующих в конструкции изгибающих моментов;- each axial hole of the support frame is located above the crosshair of the oblique ribs with a leading edge located on the end connecting with the engine flange, behind the dimension of the mesh housing, and the trailing edge inside the housing wall dimension with the intersection of the axis of the hole and the middle conical surface of the mesh wall of the housing inside the width of the frame - the signs meet the criterion of "inventive step", provide for a new mutual arrangement of elements, aimed at solving the problem with achieving those -ethnic result, improve reliability by increasing the bearing capacity of the supporting frame, located in the middle of the housing flange and the perceiver in conjunction with the oblique longitudinal edges high load due to their impact on the symmetrical rib and significant reduction in current design bending moments;

- опорный шпангоут снабжен радиальными силовыми элементами - признаки соответствуют критерию «изобретательский уровень», предусматривают наличие новых элементов и новое их взаимное расположение, направлены на решение поставленной задачи с достижением технического результата, повышения надежности работы за счет повышения сдвиговой прочности слоев опорного шпангоута;- the support frame is equipped with radial power elements - the signs meet the criterion of "inventive step", provide for the presence of new elements and their new relative position, are aimed at solving the problem with achieving a technical result, improving the reliability by increasing the shear strength of the layers of the supporting frame;

- салфетки выполнены тарельчатой формы, составлены из секторов, уложенных встык со смещением стыков в последующих салфетках, - признаки соответствуют критерию «изобретательский уровень», предусматривают наличие новых элементов, новое их взаимное расположение и новую взаимосвязь, направлены на решение поставленной задачи с достижением технического результата, повышения надежности работы за счет повышения несущей способности опорного шпангоута, прочности скрепления его с ребрами;- napkins are made in a dish-shaped form, made up of sectors laid end-to-end with offset joints in subsequent napkins, - the signs meet the criterion of “inventive step”, provide for the presence of new elements, their new relative position and new relationship, aimed at solving the problem with achieving a technical result , increasing the reliability of work by increasing the bearing capacity of the support frame, the strength of its fastening with ribs;

- салфетки выполнены двухслойными и снабжены радиальными силовыми элементами, выполненными в виде гвоздей со шляпками, расположенными между слоями салфеток, - признаки соответствуют критерию «изобретательский уровень», предусматривают наличие новых элементов, новое их взаимное расположение и новую взаимосвязь, направлены на решение поставленной задачи с достижением технического результата, повышения надежности работы за счет повышения прочности скрепления опорного шпангоута с ребрами и повышения сдвиговой прочности его слоев.- napkins are made of two layers and are equipped with radial force elements made in the form of nails with hats located between the layers of napkins, - the signs meet the criterion of "inventive step", provide for the presence of new elements, their new relative position and new relationship, aimed at solving the problem with the achievement of the technical result, improving the reliability of the work by increasing the strength of the fastening of the support frame with ribs and increase the shear strength of its layers.

Отличительными от общего известного уровня техники признаками для способа являются следующие признаки:Distinctive features from the general prior art features for the method are the following features:

- на конусообразную оправку устанавливают слоистые пластиковые профили заднего и переднего кольцевых шпангоутов, вплотную к профилям укладывают разделительный слой из резиноподобного материала с выполнением в резиноподобном материале и профилях косых обоих направлений и кольцевых канавок, а также канавки опорного шпангоута с расположением каждой косой канавки на общем винтовом направлении на всей рабочей поверхности оправки во всех перечисленных элементах - признаки соответствуют критерию «изобретательский уровень», предусматривают наличие новых операций, новых параметров операций и новую их последовательность, направлены на решение поставленной задачи с достижением технического результата, повышения технологичности и качества фланца за счет повышения технологичности намотки заднего и переднего кольцевых шпангоутов благодаря исключению возможности сползания кольцевых жгутов, повышения технологичности укладки жгутов косых ребер во всех кольцевых элементах;- layered plastic profiles of the rear and front annular frames are mounted on the cone-shaped mandrel, a separation layer of rubber-like material is laid close to the profiles, with rubber-like material and oblique profiles of both directions and annular grooves, as well as support frame grooves with the location of each oblique groove on the common screw direction on the entire working surface of the mandrel in all of the listed elements - the signs meet the criterion of "inventive step", providing new operations, new parameters of operations and their new sequence are aimed at solving the problem with achieving a technical result, improving the manufacturability and quality of the flange by increasing the manufacturability of winding the rear and front ring frames by eliminating the possibility of sliding ring harnesses, increasing the manufacturability of laying oblique harnesses ribs in all annular elements;

- в канавку опорного шпангоута на оправку и между слоями жгутов укладывают салфетки - признаки соответствуют критерию «изобретательский уровень», предусматривают наличие новых операций, новых параметров операций и новую их последовательность, направлены на решение поставленной задачи с достижением технического результата, повышения технологичности расположения, базирования и укладки салфеток опорного шпангоута;- napkins are placed in the groove of the support frame on the mandrel and between the layers of the bundles - the signs meet the criterion of "inventive step", provide for new operations, new parameters of operations and a new sequence of them, aimed at solving the problem with achieving a technical result, improving the manufacturability, basing and stacking support frame napkins;

- обеспечивают салфеткам тарельчатую форму - признаки соответствуют критерию «изобретательский уровень», предусматривают наличие новых операций, направлены на решение поставленной задачи с достижением технического результата, повышения технологичности укладки салфеток опорного шпангоута;- provide a dish-shaped form to napkins - the signs meet the criterion of "inventive step", provide for new operations, are aimed at solving the problem with achieving a technical result, increasing the manufacturability of laying support frame napkins;

- в опорном шпангоуте выполняют осевые отверстия для стыковки с фланцем двигателя с заходом режущего инструмента в переднем торце над перекрестием косых ребер и выходом в заднем торце в пределах просвета ячейки сетчатой структуры внутри габарита стенки корпуса с пересечением осью инструмента конусообразной серединной поверхности стенки корпуса до выхода режущего инструмента - признаки соответствуют критерию «изобретательский уровень», предусматривают наличие новых операций, новых параметров операций и новую их последовательность, направлены на решение поставленной задачи с достижением технического результата, повышения технологичности оптимального расположения стыковочных отверстий опорного шпангоута, обеспечивающего в конструкции симметричное нагружение ребер;- in the support frame, axial holes are made for mating with the engine flange with the cutting tool in the front end above the crosshair of the oblique ribs and the outlet at the rear end within the mesh clearance of the mesh inside the housing wall dimension with the tool axis crossing the conical middle surface of the housing wall to the cutting exit tool - the signs meet the criterion of "inventive step", provide for the presence of new operations, new parameters of operations and their new sequence, apravleny decision task with the achievement of the technical result, improve processability optimal positioning of the docking frame supporting holes providing symmetrical design loading ribs;

- на ребра корпуса на участке от переднего шпангоута до опорного укладывают герметичную оболочку с теплозащитным покрытием, на которой выполняют посадочный пояс для сопряжения с посадочным отверстием фланца ракетного двигателя, - признаки соответствуют критерию «изобретательский уровень», предусматривают наличие новых операций, новых параметров операций и новую их последовательность, направлены на решение поставленной задачи с достижением технического результата, повышения технологичности укладки герметичной оболочки с теплозащитным покрытием;- on the body edges in the section from the front frame to the support, an airtight shell with a heat-shielding coating is laid on which a landing belt is made to interface with the landing hole of the rocket engine flange - the signs meet the criterion of "inventive step", include new operations, new operation parameters and their new sequence is aimed at solving the problem with achieving a technical result, increasing the manufacturability of laying an airtight shell with thermal protection nym coating;

- на оправку устанавливают разъемные металлические оформляющие торцы опорного шпангоута кольца с прорезями для косых ребер корпуса - признаки соответствуют критерию «изобретательский уровень», предусматривают наличие новых операций, новых параметров операций и новую их последовательность, направлены на решение поставленной задачи с достижением технического результата, повышения технологичности за счет повышения точности мехобработки стыковочного торца опорного шпангоута благодаря возможности базирования и привязки выполняемых размеров;- detachable metal forming ends of the support frame of the ring with slots for oblique body ribs are installed on the mandrel - the signs meet the criterion of "inventive step", provide for new operations, new operation parameters and a new sequence of them, aimed at solving the problem with achieving a technical result, increasing manufacturability by increasing the accuracy of machining of the docking end of the support frame due to the possibility of basing and tying performed measurements;

- в процессе намотки в опорный шпангоут вставляют радиальные силовые элементы - признаки соответствуют критерию «изобретательский уровень», предусматривают наличие новых операций и новую их последовательность, направлены на решение поставленной задачи с достижением технического результата, повышения технологичности установки в опорный шпангоут силовых элементов без повреждения волокон материала;- in the process of winding, radial force elements are inserted into the support frame - the signs meet the criterion of “inventive step”, provide for new operations and their new sequence, are aimed at solving the problem with achieving a technical result, increasing the manufacturability of the installation in the support frame of power elements without damaging the fibers material;

- тарельчатую форму салфеток из предварительно пропитанного и частично отвержденного материала, например углепластикового препрега, обеспечивают укладкой их в размягченном нагревом состоянии - признаки соответствуют критерию «изобретательский уровень», предусматривают наличие новых операций, новых параметров операций и новую их последовательность, направлены на решение поставленной задачи с достижением технического результата, повышения технологичности укладки без гофров и складок салфеток опорного шпангоута;- the dish-shaped form of napkins made of pre-impregnated and partially cured material, for example carbon fiber prepreg, is provided by laying them in a heat-softened state - the signs meet the criterion of "inventive step", provide for new operations, new operation parameters and a new sequence of them, aimed at solving the problem with the achievement of a technical result, increasing the manufacturability of laying without corrugations and folds of napkins of the supporting frame;

- углепластиковый препрег предварительно выкраивают в виде разверток для составленной из секторов салфетки тарельчатой формы, укладывают сектора встык, приматывая их двумя и более жгутами, охлаждая их в процессе укладки до затвердевания, причем последующие салфетки укладывают со смещением стыков относительно стыков предыдущих салфеток, - признаки соответствуют критерию «изобретательский уровень», предусматривают наличие новых операций, новых параметров операций и новую их последовательность, направлены на решение поставленной задачи с достижением технического результата, снижения расхода материала и повышения технологичности укладки без гофров и складок салфеток опорного шпангоута;- the carbon-fiber prepreg is pre-cut in the form of reamers for dish-shaped napkins made of sectors, butt sectors are laid, wrapped with two or more bundles, cooling them during installation until they harden, and subsequent napkins are laid with offset joints relative to the joints of previous napkins, - the signs correspond the criterion of "inventive step", provide for the presence of new operations, new parameters of operations and their new sequence, aimed at solving the problem and achievement of the technical result, reduce the material consumption and improve the workability of laying without corrugations and folds napkins reference frame;

- салфетки выполняют двухслойными и снабжают их радиальными силовыми элементами, предварительно выполненными в виде гвоздей со шляпками, располагая шляпки между слоями салфеток, - признаки соответствуют критерию «изобретательский уровень», предусматривают наличие новых операций, новых параметров операций и новую их последовательность, направлены на решение поставленной задачи с достижением технического результата, повышения технологичности укладки салфеток опорного шпангоута с их технологическим скреплением между собой и жгутами ребер.- the wipes are double-layered and provide them with radial force elements, previously made in the form of nails with hats, placing the hats between the layers of napkins, - the signs meet the criterion of "inventive step", provide for new operations, new parameters of operations and their new sequence, aimed at solving the task with achieving a technical result, increasing the manufacturability of laying napkins of the support frame with their technological fastening between themselves and bundles eber.

Указанные отличительные признаки являются существенными, поскольку каждый в отдельности и все совместно направлены на решение поставленной задачи с достижением технических результатов. Использование единой совокупности существенных отличительных признаков в известных решениях не обнаружено, что характеризует соответствие технического решения критерию «новизна».These distinguishing features are significant, since each individually and all together are aimed at solving the problem with the achievement of technical results. The use of a single set of essential distinguishing features in the known solutions was not found, which characterizes the conformity of the technical solution to the criterion of "novelty."

Единая совокупность новых существенных признаков с общими известными обеспечивает решение поставленной задачи с достижением технических результатов и характеризует предложенные технические решения существенными отличиями по сравнению с известным уровнем техники и аналогами. Данные технические решения являются результатом научно-исследовательской и экспериментальной работы по повышению технологичности ракетных двигателей с изменяемым вектором тяги с повышенной надежностью их работы без использования известных проектировочных решений, рекомендаций, материалов и обладают неочевидностью, что свидетельствует об их соответствии критерию «изобретательский уровень».A single set of new essential features with common known provides a solution to the problem with the achievement of technical results and characterizes the proposed technical solutions by significant differences compared with the prior art and analogues. These technical solutions are the result of research and experimental work to improve the manufacturability of rocket engines with a variable thrust vector with increased reliability of their operation without the use of well-known design solutions, recommendations, materials and have non-obviousness, which indicates their compliance with the criterion of "inventive step".

Сущность группы изобретений поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен общий вид фланца, фиг.2 - фланец, вид сверху, на фиг.3 - узел заделки опорного шпангоута, на фиг.4 - общий вид тарельчатой салфетки с гвоздями, на фиг.5 - развертка салфетки, на фиг.6 - сечение салфетки по гвоздю, на фиг.7 - узел заделки переднего шпангоута, на фиг.8 - то же, вид сверху, на фиг.9 - узел заделки заднего шпангоута, на фиг.10 - то же, вид сверху, на фиг.11 - общий вид способа изготовления фланца, на фиг.12 - то же, вид сверху.The essence of the group of inventions is illustrated by drawings, in which Fig. 1 shows a general view of a flange, Fig. 2 is a flange, a top view, in Fig. 3 is a knot for sealing a support frame, in Fig. 4 is a general view of a plate napkin with nails, in Fig. 5 - sweep of the napkin, FIG. 6 - section of the napkin along the nail, FIG. 7 - assembly of the front frame seal, FIG. 8 - same, top view, FIG. 9 - assembly of the rear frame sealing, in FIG. 10 - the same, top view, figure 11 is a General view of a method of manufacturing a flange, figure 12 is the same, top view.

Фланец 1 поворотного сопла 2 ракетного двигателя 3 из композиционных материалов включает конусообразный сетчатый корпус 4 из косых обоих направлений 5 и кольцевых 6 ребер, выполненных из перекрещивающихся жгутов 7 из однонаправленных углеродных нитей, пропитанных синтетическим связующим, расположенных послойно, с нахлестом в перекрестиях, переднего 8, опорного 9 и заднего 10 кольцевых шпангоутов, выполненных в виде усиленных кольцевых ребер за одно с корпусом 4, при этом передний 8 и задний 10 шпангоуты размещены внутри слоистых пластиковых профилей 11 и 12, собранных с корпусом 4 и шпангоутами 8 и 10 за единый технологический процесс, для чего в их стенках нарезаны канавки 13, в которых расположены косые ребра 5 корпуса 4, а опорный шпангоут 9 снабжен расположенными между слоями жгутов 7 салфетками 14 из композиционного материала, например углеткани, пропитанной полимерным связующим, при этом ребра 5 и 6 корпуса 4 на участке от переднего шпангоута 8 до опорного 9 снабжены снаружи герметичной оболочкой 15 с теплозащитным покрытием, на которой выполнен посадочный пояс для сопряжения с посадочным отверстием фланца 16 ракетного двигателя 3, в переднем 8 и заднем 10 шпангоутах выполнены отверстия 17 для стыковки соответственно с шарнирным узлом 18 подвижного корпуса раструба 2 двигателя 3 и с поясом крепления поворотных механизмов 19, а в опорном шпангоуте выполнены осевые отверстия 20 для стыковки с фланцем 16 двигателя 3, причем каждое это отверстие 20 расположено над перекрестием косых ребер 5 с передней кромкой 21, расположенной на стыковочном с фланцем двигателя торце 22, за габаритом 23 сетчатого корпуса 4, а задней кромкой 24 - внутри габарита 25 стенки корпуса 4 с пересечением 26 оси 27 отверстия и серединной конусообразной поверхности 28 сетчатой стенки корпуса 4 внутри ширины 29 шпангоута 9.The flange 1 of the rotary nozzle 2 of the rocket engine 3 made of composite materials includes a cone-shaped mesh body 4 of oblique both directions 5 and annular 6 ribs made of intersecting bundles 7 of unidirectional carbon threads impregnated with a synthetic binder, arranged in layers, with an overlap in the crosshairs, front 8 , supporting 9 and rear 10 ring frames, made in the form of reinforced ring ribs for one with the housing 4, while the front 8 and rear 10 frames are placed inside layered plastic Ofeli 11 and 12, assembled with the housing 4 and frames 8 and 10 for a single technological process, for which grooves 13 are cut in their walls, in which the slanting ribs 5 of the housing 4 are located, and the supporting frame 9 is equipped with napkins 14 located between the layers of the bundles 7 of 14 composite material, for example carbon fabric, impregnated with a polymeric binder, while the ribs 5 and 6 of the housing 4 in the section from the front frame 8 to the support 9 are provided externally with an airtight shell 15 with a heat-protective coating, on which a landing belt is made for pairing with the fit holes 17 for joining, respectively, with the hinge assembly 18 of the movable body of the socket 2 of the engine 3 and with the belt of fastening of the rotary mechanisms 19, and in the support frame, axial holes 20 are made for connecting with the flange 16 of the rocket engine 3, in the front 8 and rear 10 frames a flange 16 of the engine 3, each of which aperture 20 is located above the crosshair of the oblique ribs 5 with a front edge 21 located at the end 22 connecting to the engine flange, behind the dimension 23 of the mesh housing 4, and the trailing edge 24 inside the gab Rita 25 of the wall of the housing 4 with the intersection 26 of the axis 27 of the hole and the middle conical surface 28 of the mesh wall of the housing 4 inside the width 29 of the frame 9.

Опорный шпангоут 9 снабжен радиальными силовыми элементами 30.The supporting frame 9 is equipped with radial power elements 30.

Салфетки 14 выполнены тарельчатой формы, составлены из секторов 31, уложенных встык 32 со смещением стыков в последующих салфетках.Napkins 14 are dish-shaped, made up of sectors 31, laid butt-to-butt 32 with offset joints in subsequent napkins.

Салфетки 14 выполнены двухслойными и снабжены радиальными силовыми элементами 30, выполненными в виде гвоздей 33 со шляпками 34, расположенными между слоями салфеток.Napkins 14 are made of two layers and are equipped with radial force elements 30 made in the form of nails 33 with caps 34 located between the layers of napkins.

В способе изготовления фланца 1 поворотного сопла 2 ракетного двигателя 3 из композиционных материалов на конусообразную оправку 35 устанавливают слоистые пластиковые профили заднего 12 и переднего 11 кольцевых шпангоутов, вплотную к профилям укладывают разделительный слой 36 из резиноподобного материала с выполнением в резиноподобном материале и профилях косых 37 обоих направлений и кольцевых 38 канавок, а также канавки 39 опорного шпангоута с расположением каждой косой канавки 37 на общем винтовом направлении на всей рабочей поверхности оправки 35 во всех перечисленных элементах, затем послойно с нахлестом в перекрестиях наматывают жгуты 7, например углеродные, пропитанные синтетическим связующим, косых 5 и кольцевых 6 ребер и шпангоутов, укладывая в канавку 39 опорного шпангоута на оправку 35 и между слоями жгутов 7 салфетки 14, обеспечивая их тарельчатую форму, затем после термообработки изделия, съема с оправки 35, удаления технологических припусков и разделительного слоя 36 из резиноподобного материала, мехобработки стыковочных поверхностей, в том числе переднего торца 22 опорного шпангоута 9, в последнем выполняют осевые отверстия 20 для стыковки с фланцем 16 двигателя 3 с заходом режущего инструмента в переднем торце 22 над перекрестием косых ребер и выходом в заднем торце 40 в пределах просвета 41 ячейки сетчатой структуры внутри габарита 25 стенки корпуса с пересечением 26 осью 27 инструмента конусообразной серединной поверхности 28 стенки корпуса до выхода режущего инструмента.In the method of manufacturing the flange 1 of the rotary nozzle 2 of the rocket engine 3 from composite materials, laminated plastic profiles of the rear 12 and front 11 ring frames are mounted on the conical mandrel 35, and a separation layer 36 of rubber-like material is laid close to the profiles, with both of them being made in the rubber-like material and the profiles oblique 37 directions and annular 38 grooves, as well as grooves 39 of the support frame with the location of each oblique groove 37 in a common helical direction on the entire working surface op Avki 35 in all of the above elements, then bundles 7 are wound in layers with overlap in the crosshairs, for example, carbon, impregnated with a synthetic binder, oblique 5 and ring 6 ribs and frames, laying in the groove 39 of the support frame on the mandrel 35 and between the layers of the bundles of towels 7 napkins 14, providing their plate shape, then after heat treatment of the product, removal from the mandrel 35, removal of technological allowances and the separation layer 36 from rubber-like material, machining of the connecting surfaces, including the front end 22 of the supports of the second frame 9, in the latter, axial holes 20 are made for mating with the flange 16 of the engine 3 with the cutting tool in the front end 22 above the crosshair of the oblique ribs and the exit at the rear end 40 within the lumen 41 of the mesh structure inside the dimension 25 of the housing wall with intersection 26 the axis of the tool 27 of the conical middle surface 28 of the housing wall to the exit of the cutting tool.

На ребра 7 корпуса на участке от переднего шпангоута 8 до опорного 9 укладывают герметичную оболочку 15 с теплозащитным покрытием, на которой выполняют посадочный пояс для сопряжения с посадочным отверстием фланца 16 ракетного двигателя 3.On the ribs 7 of the body in the section from the front frame 8 to the support 9, an airtight shell 15 with a heat-shielding coating is laid on which a landing belt is made to interface with the landing hole of the flange 16 of the rocket engine 3.

На оправку устанавливают разъемные металлические оформляющие торцы 40 опорного шпангоута 9 кольца 42 с прорезями 43 для косых ребер 5 корпуса.The mandrel is installed detachable metal forming ends 40 of the support frame 9 of the ring 42 with slots 43 for the oblique ribs 5 of the body.

В процессе намотки в опорный шпангоут вставляют радиальные силовые элементы 30.During winding, radial force elements 30 are inserted into the support frame.

Тарельчатую форму салфеток 14 из предварительно пропитанного и частично отвержденного материала, например углепластикового препрега, обеспечивают укладкой их в размягченном нагревом состоянии.The dish-shaped form of napkins 14 made of pre-impregnated and partially cured material, for example carbon fiber prepreg, is provided by laying them in a state softened by heating.

Углепластиковый препрег предварительно выкраивают в виде разверток для составленной из секторов 31 салфетки 14 тарельчатой формы, укладывают секторы 31 встык 32, приматывая их двумя и более жгутами, охлаждая их в процессе укладки до затвердевания, причем последующие салфетки 14 укладывают со смещением стыков 32 относительно стыков предыдущих салфеток.The carbon-fiber prepreg is pre-cut in the form of reamers for dish-shaped napkins 14 made of sectors 31, sectors are butt-butt 32, wrapped by two or more bundles, cooling them during installation until they harden, and subsequent napkins 14 are stacked with offset joints 32 relative to the joints of previous napkins.

Салфетки 14 выполняют двухслойными и снабжают их радиальными силовыми элементами 30, предварительно выполненными в виде гвоздей 33 со шляпками 34, располагая шляпки 34 между слоями салфеток 14.Napkins 14 are double-layer and provide them with radial force elements 30, previously made in the form of nails 33 with hats 34, placing the hats 34 between the layers of napkins 14.

Пример конкретного исполнения фланца 1 заключается в том, что герметичная оболочка 15 изготовлена заранее из жаропрочного материала, аналогичного материалу раструба сопла 2 двигателя 3, и приклеена к сетчатому корпусу 4 фланца 1.An example of a specific embodiment of the flange 1 is that the sealed shell 15 is made in advance of a heat-resistant material similar to the material of the socket of the nozzle 2 of the engine 3, and glued to the mesh housing 4 of the flange 1.

Пример конкретного исполнения способа заключается в том, что герметичную оболочку 15 изготавливают заранее из жаропрочного материала, аналогичного материалу раструба сопла 2 двигателя 3, и приклеивают к сетчатому корпусу 4 фланца 1. Опорный шпангоут 9 наматывают в ограничительных кольцах 42 для предотвращения сползания материала, при этом задний торец 40 шпангоута, оформленный кольцом 42, принимают за базу при мехобработке (точении) переднего торца, которая должна быть выполнена с высокой степенью точности, так как точение заднего торца 40 за один установ с передним осуществить невозможно, так как он располагается внутри сетчатой структуры. Высокая степень точности обработки переднего торца обусловлена оптимальным сжатием материала шпангоута без разрушения и обеспечением оптимального усилия затяжки элементов крепления опорного шпангоута 9 к фланцу 16 двигателя 3.An example of a specific embodiment of the method is that the sealed shell 15 is made in advance from a heat-resistant material similar to the material of the socket of the nozzle 2 of the engine 3, and glued to the mesh housing 4 of the flange 1. The support frame 9 is wound in the restriction rings 42 to prevent sliding of the material, while the rear end face of the frame 40, decorated with the ring 42, is taken as the base for machining (turning) the front end, which must be performed with a high degree of accuracy, since the turning of the rear end 40 for about yn SET to the front is impossible to perform since it is located inside the mesh structure. A high degree of accuracy in the processing of the front end is due to the optimal compression of the material of the frame without breaking and ensuring the optimum tightening force of the fastening elements of the support frame 9 to the flange 16 of the engine 3.

Работает фланец 1 поворотного сопла 2 ракетного двигателя 3 следующим образом. При работе двигателя 3 элементы конструкции на участке от переднего шпангоута 8 до опорного 9 подвержены воздействию высокого рабочего давления. Наиболее нагруженный узел - опорный шпангоут 9, подверженный воздействию продольных нагрузок. Благодаря симметричному воздействию этих нагрузок на косые ребра 5, за счет оптимального расположения стыковочных отверстий 20 значительно снижены действующие в конструкции изгибающие моменты, что позволило значительно повысить несущую способность этого узла.The flange 1 of the rotary nozzle 2 of the rocket engine 3 operates as follows. When the engine 3 is running, structural elements in the area from the front frame 8 to the support 9 are exposed to high working pressure. The most loaded node is the support frame 9, exposed to longitudinal loads. Due to the symmetrical effect of these loads on the oblique ribs 5, due to the optimal location of the docking holes 20, the bending moments acting in the structure are significantly reduced, which significantly increased the bearing capacity of this assembly.

Таким образом, использование группы изобретений позволит создать высокотехнологичную конструкцию фланца поворотного сопла ракетного двигателя с повышенной надежностью работы, что и подтверждает использование группы изобретений по назначению. Осуществимость группы изобретений подтверждена положительными результатами испытаний образцов и фрагментов конструкций, разработка и изготовление которых полностью основаны на представленном описании. В связи с этим новое техническое решение соответствует и критерию «промышленная применимость», т.е. уровню изобретения.Thus, the use of the group of inventions will allow to create a high-tech design of the flange of the rotary nozzle of the rocket engine with increased reliability, which confirms the use of the group of inventions for their intended purpose. The feasibility of the group of inventions is confirmed by the positive test results of samples and fragments of structures, the development and manufacture of which are fully based on the description provided. In this regard, the new technical solution also meets the criterion of "industrial applicability", i.e. level of invention.

Claims (11)

1. Фланец поворотного сопла ракетного двигателя из композиционных материалов, включающий конусообразный сетчатый корпус из косых обоих направлений и кольцевых ребер, выполненных из перекрещивающихся жгутов из однонаправленных углеродных нитей, пропитанных синтетическим связующим, расположенных послойно, с нахлестом в перекрестиях, переднего, опорного и заднего кольцевых шпангоутов, выполненных в виде усиленных кольцевых ребер заодно с корпусом, при этом передний и задний шпангоуты размещены внутри слоистых пластиковых профилей, собранных с корпусом и шпангоутами за единый технологический процесс, для чего в их стенках нарезаны канавки, в которых расположены косые ребра корпуса, а опорный шпангоут снабжен расположенными между слоями жгутов салфетками из композиционного материала, например углеткани, пропитанной полимерным связующим, при этом ребра корпуса на участке от переднего шпангоута до опорного снабжены снаружи герметичной оболочкой с теплозащитным покрытием, на которой выполнен посадочный пояс для сопряжения с посадочным отверстием фланца ракетного двигателя, в переднем и заднем шпангоутах выполнены отверстия для стыковки соответственно с шарнирным узлом подвижного корпуса раструба двигателя и с поясом крепления поворотных механизмов, а в опорном шпангоуте выполнены осевые отверстия для стыковки с фланцем двигателя, причем каждое это отверстие расположено над перекрестием косых ребер с передней кромкой, расположенной на стыковочном с фланцем двигателя торце, за габаритом сетчатого корпуса, а задней кромкой - внутри габарита стенки корпуса с пересечением оси отверстия и серединной конусообразной поверхности сетчатой стенки корпуса внутри ширины шпангоута.1. Flange of a rotary nozzle of a rocket engine made of composite materials, including a cone-shaped mesh housing of oblique both directions and annular ribs made of intersecting harnesses of unidirectional carbon threads impregnated with a synthetic binder, arranged in layers, with an overlap in the crosshairs of the front, support and rear annular frames made in the form of reinforced annular ribs at the same time with the body, while the front and rear frames are placed inside layered plastic profiles data with the body and frames for a single technological process, for which grooves are cut in their walls, in which the oblique edges of the body are located, and the supporting frame is equipped with napkins made of composite material located between the layers of the bundles, for example carbon fiber impregnated with a polymer binder, while the edges of the body on the section from the front to the support frame is provided externally with an airtight shell with a heat-shielding coating, on which a landing belt is made to interface with the landing hole of the rocket engine flange In the front and rear frames, holes are made for docking with the hinge assembly of the movable body of the engine socket and with the belt of fastening of the rotary mechanisms respectively, and in the support frame there are axial holes for docking with the engine flange, each hole being located above the crosshair of the oblique ribs from the front the edge located on the end connecting with the engine flange, beyond the dimension of the mesh housing, and the trailing edge inside the dimension of the housing wall with the intersection of the axis of the hole and the middle usoobraznoy wall surface of the mesh body within the width of the frame. 2. Фланец по п.1, отличающийся тем, что опорный шпангоут снабжен радиальными силовыми элементами.2. The flange according to claim 1, characterized in that the support frame is equipped with radial power elements. 3. Фланец по п.1, отличающийся тем, что салфетки выполнены тарельчатой формы, составлены из секторов, уложенных встык со смещением стыков в последующих салфетках.3. The flange according to claim 1, characterized in that the napkins are dish-shaped, made up of sectors laid end-to-end with offset joints in subsequent napkins. 4. Фланец по п.3, отличающийся тем, что салфетки выполнены двухслойными и снабжены радиальными силовыми элементами выполнеными в виде гвоздей со шляпками, расположенными между слоями салфеток.4. The flange according to claim 3, characterized in that the napkins are made of two layers and are equipped with radial force elements made in the form of nails with caps located between the layers of napkins. 5. Способ изготовления фланца поворотного сопла ракетного двигателя из композиционных материалов, при котором на конусообразную оправку устанавливают слоистые пластиковые профили заднего и переднего кольцевых шпангоутов, вплотную к профилям укладывают разделительный слой из резиноподобного материала с выполнением в резиноподобном материале и профилях косых обоих направлений и кольцевых канавок, а также канавки опорного шпангоута с расположением каждой косой канавки на общем винтовом направлении на всей рабочей поверхности оправки во всех перечисленных элементах, затем послойно с нахлестом в перекрестиях наматывают жгуты, например, углеродные, пропитанные синтетическим связующим, косых и кольцевых ребер и шпангоутов, укладывая в канавку опорного шпангоута на оправку и между слоями жгутов салфетки, обеспечивая их тарельчатую форму, затем после термообработки изделия, съема с оправки, удаления технологических припусков и разделительного слоя из резиноподобного материала, мехобработки стыковочных поверхностей, в том числе переднего торца опорного шпангоута, в последнем выполняют осевые отверстия для стыковки с фланцем двигателя с заходом режущего инструмента в переднем торце над перекрестием косых ребер и выходом в заднем торце в пределах просвета ячейки сетчатой структуры внутри габарита стенки корпуса с пересечением осью инструмента конусообразной серединной поверхности стенки корпуса до выхода режущего инструмента.5. A method of manufacturing a flange of a rotary nozzle of a rocket engine from composite materials, in which layered plastic profiles of the rear and front ring frames are mounted on a conical mandrel, a separation layer of rubber-like material is laid close to the profiles with oblique both directions and ring grooves being made in the rubber-like material and profiles , as well as grooves of the support frame with the location of each oblique groove in a common helical direction on the entire working surface of the mandrel in all of these elements, then bundles, for example, carbon, impregnated with a synthetic binder, oblique and annular ribs and frames, are wound in layers with an overlap in the crosshairs, laying in the groove of the support frame on the mandrel and between the layers of the napkin bundles, ensuring their plate shape, then after heat treatment products, removal from the mandrel, removal of technological allowances and the separation layer from rubber-like material, machining of connecting surfaces, including the front end of the support frame, in ice axial holes are made for mating with the engine flange with the cutting tool entering in the front end above the crosshair of the oblique ribs and exiting at the rear end within the cell clearance of the mesh structure inside the housing wall dimension with the tool axis crossing the conical middle surface of the housing wall to the cutting tool exit. 6. Способ по п.5, отличающийся тем, что на ребра корпуса на участке от переднего шпангоута до опорного укладывают герметичную оболочку с теплозащитным покрытием, на которой выполняют посадочный пояс для сопряжения с посадочным отверстием фланца ракетного двигателя.6. The method according to claim 5, characterized in that an airtight shell with a heat-shielding coating is laid on the edges of the body in the section from the front frame to the support, on which a landing belt is made to interface with the landing hole of the rocket engine flange. 7. Способ по п.5, отличающийся тем, что на оправку устанавливают разъемные металлические оформляющие торцы опорного шпангоута кольца с прорезями для косых ребер корпуса.7. The method according to claim 5, characterized in that detachable metal forming ends of the support frame of the ring with slots for the oblique edges of the housing are mounted on the mandrel. 8. Способ по п.5, отличающийся тем, что в процессе намотки в опорный шпангоут вставляют радиальные силовые элементы.8. The method according to claim 5, characterized in that during the winding process, radial force elements are inserted into the support frame. 9. Способ по п.5, отличающийся тем, что тарельчатую форму салфеток из предварительно пропитанного и частично отвержденного материала, например углепластикового препрега, обеспечивают укладкой их в размягченном нагревом состоянии.9. The method according to claim 5, characterized in that the dish-shaped form of napkins made of pre-impregnated and partially cured material, for example carbon fiber prepreg, is provided by laying them in a state softened by heating. 10. Способ по п.9, отличающийся тем, что углепластиковый препрег предварительно выкраивают в виде разверток для составленной из секторов салфетки тарельчатой формы, укладывают секторы встык, приматывая их двумя и более жгутами, охлаждая их в процессе укладки до затвердевания, причем последующие салфетки укладывают со смещением стыков относительно стыков предыдущих салфеток.10. The method according to claim 9, characterized in that the carbon-fiber prepreg is pre-cut in the form of reamers for dish-shaped napkins made of sectors, butt sectors are laid, wrapping them with two or more bundles, cooling them during installation until they harden, and subsequent napkins are laid with offset joints relative to the joints of previous wipes. 11. Способ по п.10, отличающийся тем, что салфетки выполняют двухслойными и снабжают их радиальными силовыми элементами, предварительно выполненными в виде гвоздей со шляпками, располагая шляпки между слоями салфеток. 11. The method according to claim 10, characterized in that the napkins are double-layer and provide them with radial force elements, previously made in the form of nails with hats, placing the hats between the layers of napkins.
RU2010122274/06A 2010-06-02 2010-06-02 Flange of rotating nozzle of rocket engine from composite materials and manufacturing method of rotating nozzle flange of rocket engine from composite materials RU2434160C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010122274/06A RU2434160C1 (en) 2010-06-02 2010-06-02 Flange of rotating nozzle of rocket engine from composite materials and manufacturing method of rotating nozzle flange of rocket engine from composite materials

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010122274/06A RU2434160C1 (en) 2010-06-02 2010-06-02 Flange of rotating nozzle of rocket engine from composite materials and manufacturing method of rotating nozzle flange of rocket engine from composite materials

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2434160C1 true RU2434160C1 (en) 2011-11-20

Family

ID=45316731

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2010122274/06A RU2434160C1 (en) 2010-06-02 2010-06-02 Flange of rotating nozzle of rocket engine from composite materials and manufacturing method of rotating nozzle flange of rocket engine from composite materials

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2434160C1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2539236C1 (en) * 2013-12-25 2015-01-20 Открытое акционерное общество Центральный научно-исследовательский институт специального машиностроения Rotating nozzle bell housing from composite materials
RU170276U1 (en) * 2016-02-24 2017-04-19 Публичное акционерное общество Научно-производственное объединение "Искра" Rocket engine nozzle
RU2647269C1 (en) * 2017-04-25 2018-03-15 Акционерное общество "Центральный научно-исследовательский институт специального машиностроения" (АО "ЦНИИСМ") Flange of the rotating nozzle of rocket engine body from composite materials
CN117469054A (en) * 2023-12-26 2024-01-30 陕西普利美材料科技有限公司 Solid rocket engine nozzle blocking cover and forming and bonding method thereof

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
БУЛАНОВ И.М. и др. Технология ракетных и аэрокосмических конструкций из композитных материалов. - М.: МГТУ им. Н.Э.Баумана, 1998, с.457-463, рис.6.22. *

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2539236C1 (en) * 2013-12-25 2015-01-20 Открытое акционерное общество Центральный научно-исследовательский институт специального машиностроения Rotating nozzle bell housing from composite materials
RU170276U1 (en) * 2016-02-24 2017-04-19 Публичное акционерное общество Научно-производственное объединение "Искра" Rocket engine nozzle
RU2647269C1 (en) * 2017-04-25 2018-03-15 Акционерное общество "Центральный научно-исследовательский институт специального машиностроения" (АО "ЦНИИСМ") Flange of the rotating nozzle of rocket engine body from composite materials
CN117469054A (en) * 2023-12-26 2024-01-30 陕西普利美材料科技有限公司 Solid rocket engine nozzle blocking cover and forming and bonding method thereof
CN117469054B (en) * 2023-12-26 2024-03-12 陕西普利美材料科技有限公司 Solid rocket engine nozzle blocking cover and forming and bonding method thereof

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2434160C1 (en) Flange of rotating nozzle of rocket engine from composite materials and manufacturing method of rotating nozzle flange of rocket engine from composite materials
EP3112671B1 (en) Modular wind turbine rotor blade
CN105765204B (en) Hybrid internal fixing structure with metal and compound structure
US9951750B2 (en) Rotor blade with interior shelf for a flat plate spar cap
RU2661582C2 (en) Fiber preform for a hollow turbine engine vane
EP2483076B1 (en) Composite cores and panels
RU2592156C2 (en) Rotor blade and fan
US9429039B2 (en) Casing
US10465707B2 (en) Panel for lining a gas turbine engine fan casing
US9518509B2 (en) Method for manufacturing a structure with cellular cores for a turbojet nacelle
CN103958163B (en) For the manufacture of equipment and the method for parts
CA2824281A1 (en) Guide vane attachment structure and fan
RU2014116058A (en) CESON STABILIZER ASSEMBLY AND METHOD FOR ITS MANUFACTURE
JP2007205351A (en) Aerofoil for gas turbine
JP2013056665A (en) Method for fabrication of structure comprising skin and stiffener
JP2014104975A (en) Multi-box wing spar and skin
JP2008286200A (en) Steam turbine exhaust hood and its manufacturing method
RU2011147139A (en) CONSTRUCTIVE COMPONENT AND METHOD OF DRIVING A CONSTRUCTIVE COMPONENT
US20160377048A1 (en) Modular wind turbine rotor blades and methods of assembling same
EP1746252B1 (en) Structural joint
RU2518519C2 (en) Panel of laminar composites
CN104696110B (en) Rubber blanking cap of guided missile engine exhaust nozzle
CN106738561A (en) Subsonic speed defiber single shaft gimbaled nozzle jet pipe flexibility blanking cover forming method and mould
US10428681B2 (en) Containment casing
RU2599752C1 (en) Cylindrical casing and method of making cylindrical casing