SE523633C2 - Dysförlängning - Google Patents

Description

25 40 523 653 . . . . .. n u. . . a 1 a . . 2 ' ' ' ' H I--I nu n.. an.. u v v Ytterligare utföringsformer enligt uppfinningen avser stödfjädrar av C/SíC för låsning av en utdragbar del i en dysförlängning och utformandet av en stödring vid utloppet av en dysförlängning.

I ritningsfigurerna framgår genom nedanstående utföringsexempel uppfinningen mera detaljerat.

Fig. 1 visar en dysförlängning enligt uppfinningen.

Fig. 2 visar ett flänseförband mellan brännkammaren och dysförlängningen.

Fig. 3 visar en alternativ utföringsform av ett sådant flänsförband.

Fig. 4 visar ett snittställeförband av ett sådant flänsförband.

Fig. 5 visar ett förstorat snitt av detta förband och stödfjädern.

Fig. 5 visar den övre och undre halvan av den utdragbara delen av dysförlängningen.

Den i Fig. 1 visade dysförlängningen 1 består av en fast anordnad dysdel 3 och en utdragbar dysdel 4. Den fast anordnade dysdelen 3 är med dysutloppet av brännkammaren 2 medelst ett flänsförband 7 fast förbunden och den utdragbara (förflyttbara) dysdelen 4 dras ut i rymden medelst en i Fig. 1 inte närmare visad gängstång i axiell riktning från ett vid raketstart intaget, platssparande startläge dras ut i det i Fig. 1 visade utdragna driftläget och låses vid snittställeförbandet 8 mellan den fast anordnade och den utdragbara dysdelen.

Den utdragbara dysdelen 4 är sammansatt av en övre dysdel 5 och en undre dysdel 6, varvid den ”övre” dysdelen 5 är anordnad bort till den fast stående dysdelen 3 och den undre dysdelen 6 med sin utloppsöppning 10 bildar dysutloppet 1. Den övre dysdelen 5 och den undre dysdelen 6 är vid snittställeförbandet 9 fast förbundna med varandra.

Enligt uppfinningen består den fasta dysdelen 3, den övre dysdelen 5 och den undre dysdelen 6 av lindad kolkeramik. Vid flänsförbandet 7 och vid snittställeförbanden 8 och 9 är flänsar genom en utvidgande omfurmning av kolfiberlindningen integrerade i dysdelen. Vid dysutloppet 10 är kanten av den undre dysdelen 6 vikt, så att den bildar en formförstyvad stödring 11 för dysförlängningen.

Utgående från den i Fig. 1 visade utföringsformen är för fackmannen lösningen enligt uppfinningen utan behov av att uppfinna användbar till ett flertal andra utformade dysförlängningar, t ex till dysförlängningar med en endelad, utdragbar dysdel eller till dysförlängningar, vilka inte uppvisar någon utdragbar dysdel och enbart består av en fast anordnad dysdel, som är anordnad som fläns till en brännkammare.

Det i Fig. 2 visade flänsförbandet 7 mellan dysutloppet av brännkammaren 2 och den fast anordnade dysdelen 3 visas i snitt i Fig. 2. 10 15 20 25 40 523 633 3 - .I. .C . i 1 Den lindade kolkeramiken av den fast stående dysdelen 3 i denna utföringsform består av 12 lindningsskikt. Lindningsvinkeln är här vald så att vid utloppsöppningen av den fast stående dysdelen 3 den färdiga dysmanteln uppvisar en väggstyrka av ca 2 mm. Från inloppsöppningen och bakåt ökar väggstyrkan av dysmanteln tiil ca 3 mm pga avtagande dysdiameter och därmed ändrad lindningsstruktur.

Flänsen 12 av flänsförbandet 7 erhålls i området av inloppsöppningen genom en utåt böjd vidgning av dysmanteln. Denna utformning sker med en böjningsvinkel av ca 45 ° vid det färdigt lindade kolfiberskyddet innan injicering av prekursor-polymer. Vid utföringsexemplet läggs för förstärkning av flänsen 12 ytterligare vävskikt av kolfiber-tråd under lindningen i flänsen, så att den färdiga flänsen 12 uppvisar en väggstyrka av ca 6,5 mm.

Flänsen 12 är längs med flänsomkretsen fördelade skruvar 13 fäst vid dysutloppet av brännkammaren 2; genomgångshålen för skruvarna 13 är för att minska kostnaden vid färdigställande färdiga innan härdning av den fast anordnade dysdelen 3.

För att undvika en direkt kontakt mellan den keramiska flänsen 12 och ett t ex metalliskt dysutlopp av brännkammaren 2 är en elastisk tätning 14 anordnad, som t ex består av "Sigraflex" och vid montering av flänsförbandet ihoptrycks. Pga den koniska utformningen av flänsen 12 verkar den elastiska tätningen 14 även som centreringshjälpmedel för en optimal anordnad, axiell sammanfogning av brännkammare och dysförlängning. Flänsförbandet är så konstruerat att de nära i dysutloppet av brännkammaren 2 inskjutande kylkanalerna 15 positioneras i brännkammaren. Därmed undviks ett uppträdande av överhettade ställen i flänsförbandet.

För fördelning av skruvarna 13 på den keramiska flänsen 12 utövande tryckkrafter är i utföringsformen mellan skruvhuvudena och flänsen ett segment av metall 16 med genomgångshål för skruvarna anordnat.

Den i Fig. 3 visade utföringsformen för en alternativ utformning av flänsförbandet 7 skiljer sig från den i Fig. 2 visade flänsförbandet genom att den inom området av inloppsöppningen utåt med en böjningsvinkel av t ex ca 4S° böjda vidgningen uppvisar en andra, böjd omformning, så att skruvarna 13 är monterbara i axiell riktning. Denna omformning sker likaså vid det färdigt lindade kolfiberskyddet innan injicering av prekursor-polymer.

En ytterligare fördel med detta flänsförband ligger i att skruvförbandet är monterat med avstånd termiskt gynnsamt från dysutloppet.

Utgående från tidigare beskrivna utföringsformerna av flänsförbandet 7 kan fackmannen utan uppfinningsrikedom därvid anordna andra konstruktiva utföringsformer med godtyckliga positiva och negativa böjningsvinklar vid flänsen. Särskiljande för lösningen enligt uppfinningen är en 10 15 20 25 40 525 633 g';-'j=_ _-'j=":= . . - - .Å n . s s. u - u v . , . . å ' v I I o . A . in n» »n nu; o n u integrerad fläns, som framställs genom utvidgande omformningsförfarande av det färdigt lindade kolfiberskyddet och kännetecknas av en till dysmanteln genomgående fibersträckning.

Omformandet av kolfiberskyddet sker medelst ett inom flänsområdet lämpligt utformat lindningsdorn för upptagning av kilringsspår och med yttre spänn- och stödringar som utvidnings- och böjningsverktyg.

Det i Fig. 4 lämpliga snittställeförbandet 8 mellan en fast stående dysdel 3 och en utdragbar dysdel 4 av en dysförlängning 1 består väsentligen av en i den utdragbara dysdelen 4 integrerad fläns 18, en på den fast anordnade dysdelen 3 pålimmad snittställering 19 och flera, över dysomkretsen fördelade gängstångsdrivorgan 20. I utföringsformen är exempelvis tre gängstångsdrivorgan fördelade med ett avstånd av 120° till varandra på dysomkretsen.

I snittställeringen 19 är fördelade över ringomkretsen flera stödfjädrar 26 integrerade, vilka snäpper in i motsvarande insnäppningsöppningar 27 av flänsen, då den utdragbara dysdelen når sitt utdragna driftläge och därmed stoppar dysdelarna i detta läge mot varandra. I Fig. 4 visas den utdragbara dysdelen 4 i sitt utdragna och insnäppta tillstånd.

Snittställeringen 19 är en prefabricerad kolfiberdel, som exempelvis är tillverkad i lindningsteknik och limmas "in sltu" från utsidan innan pyrolysen hos den fast anordnade dysdelen 3 inom tekniken av ett skyddsband på kolfiberskyddet hos denna dysdel inom området av utloppsöppningen.

Flänsen 18 hos den utdragbara dysdelen 4 är integrerad inom området av inloppsöppningen hos denna dysdel. Utformningen av flänsen sker genom en utvidgande omformning av kolfiberskyddet i den utdragbara dysdelen 4 enligt vad som beskrivits tidigare i Fig. 2 och uppvisar enligt uppfinningen genomgående fibersträckning.

Med flänsen 18 är den för utdragning och inskjutning utdragbara dysdelen 4 i rörelsepilens 24 riktning förflyttbara drivning 21 av gängstångdrivorganet 20 exempelvis medelst skruvförband 22 fast förbunden. Gängstången 23 hos gängstångdrivorganet 20 är fast förankrad med sin fot på en lodrätt mot dysaxeln utformat delavsnitt av snittställeringen 19. Gängstångdrivorganet 20 skyddas mot uppvärmning med en värmesköld 25.

Fig. 5 visar en förstorad del av snittställeförbandet 8 inom området av stödfjädern 26. De i snittställeringen 19 integrerade stödfjädrarana 26 består av C/SiC. Framställningen av integrerade stödfjädrarna kan exempelvis ske genom att under framställningen av snittställeringen 19 för stödfjädrarna motsvarande avpassade, små förtjockningar av kolfiberskydd limmas på utsidan av snittställeringen 19. Efter avslutande härdning av den kompletta, fast anordnade dysdelen 3 med den in-situ pålimmade snittställeringen 19 erhålls dessa förtjockningsställen av stödfjädern 26 medelst skärande bearbetning. De har efter den skärande bearbetningen inspända skravar, vilka till sin fria ände sträcker sig utåt av ytan till snittställeringen 19. Flänsen 18 av den utdragbara dysdelen 4 glider i ändläget vid utdragningen av snittställeringen 19 och trycker de utstickande v-a- 10 15 20 25 É':É":".:' :":~": -É -É 7- -' z.. z... z : .I b I I I I. O. c » » ø | . ~ n a a n a stödfjädrarna in i snittställeringen, tills stödöppningarna 27 är positionerade över stödfjädern och denna med sin fria ände snäpper in i öppningarna. Stödöppningarna 27 är utformade till en kontrollerad positionering av de insnäppta stödfjädrarna exempelvis utformat med ett stegformigt anslag 29.

En glidtätning 29, bestående exempelvis av ”Sigraflex”, är anordnad för att minska friktionskrafter mellan flänsen 18 och snittställeringen 19 och en tätningsring 30 tjänar för en avtätning av snittställeförbandet 8.

Den övre dysdelen 5 och den undre dysdelen 6 i utförlngsformen är med ett i Fig. 6 visat snittställeförband 9 till den utdragbara dysdelen 4 fast förbundna med varandra.

Snittställeförbandet 9 består av en i den undre dysdelen 6 integrerad fläns 31 och en på den övre dysdelen 5 limmad snittställering 32.

Snittställeringen 32 är ett prefabricerat kolfiberskydd, som exempelvis är tillverkat i lindningteknik och limmas "in-situ" innan pyrolysen av den övre dysdelen 4 inom skyddsbandtekniken på kolfiberskyddet hos denna dysdel inom området av utloppsöppningen från utsidan.

Fiänsen 31 av den undre dysdelen 6 är integrerad inom området av inloppsöppningen i denna dysdel. Utformningen av flänsen sker genom en utvidgande utformning av kolfiberskyddet i den undre dysdelen 6 enligt ovan med hänvisning till Fig. 2 beskrivna sättet och uppvisar den genomgående fibersträckningen enligt uppfinningen.

För framställning av det fasta förbandet av dysdelen är flänsen 31 och snittställeringen 32 förbundnad med varandra medelst över dysans omkrets fördelade skruvförband 33. En tätningsring 34 tjänar som tätning hos snittställeförbandet 9.

Claims (1)

1. 0 15 20 25 40 523 653 Patentkrav

1. Dysförlängning av kolkeramik för en raketmotor, kännetecknad av att kolfiberskyddet är lindat runt dysförlängningen (1) och att en fläns (12) för fastsättning av dysförlängningen (1) vid dysutloppet av brännkammaren (2) med genomgående fibersträckning hos det lindade kolfiberhöljet är integrerad i dysförlängningen. Dysförlängning enligt krav 1, kännetecknad av att flänsen (12) är utformad som en konformig utvidning av dysförlängningen (1). Dysförlängning enligt krav 1, kännetecknad av att flänsen (12) är utformad som en konformig utvidgning av dysförlängningen (1), som uppvisar en ytterligare omböjning för axieil upptagning av skruvar (13), med vilka flänsen är fäst vid brännkammaren. Dysförlängning enligt något av kraven 1 till 3, kännetecknad av att dysförlängningen (1) består av en fast anordnad dysdel (3) och en utdragbar dysdel (4) och att ett snitt ställeförband (8) mellan dysdelen vid dysutloppet av den utdragbara dysdelen (4) uppvisar en fläns (18) som är integrerad med genomgående fibersträckning i det lindade kolfiberskyddet av den utdragbara dysdelen (4). Dysförlängning enligt krav 4, kännetecknad av att snittställeförbandet (8) uppvisar en in- situ på den faststående dysdelen (3) limmad snittställering (19) av C/SiC, i vilken över omkretsen fördelade stödfjädrar (26) av C/SiC genom en skärande bearbetning av den uthärdade snittställeringen (19) är integrerade. Dysförlängning enligt krav 5, kännetecknad av att stödfjädern (26) är utformad som ensidig i snittställets ring (19) inspänd skarv, som till sin fria ände ut mot ytan av snittställetsringen (19) sträcker sig utåt. Dysförlängning enligt något av kraven 1 till 6, kännetecknad av att den utdragbara dysdelen (4) består av en övre dysdel (5) och en undre dysdel (6) och att ett snittställeförband (9) mellan dysdelarna vid dysinloppet hos den undre dysdelen (6) uppvisar en fläns (31), som är integrerad med genomgående fibersträckning i den lindade kolfiberskyddet hos den undre dysdelen (6). Dysförlängning enligt något av kraven 1 till 7, kännetecknad av att den lindade flänsen eller de lindade flänsarna (12, 18, 31) är förstärkt genom ytterligare, i lindningen inlagda vävlager av prefabricerade kolfibertrådar. Dysförlängning enligt något av kraven 1 till 8, kännetecknad av att dysförlängningen (1) vid dysutloppet (10) uppvisar en stödring (11), som är framställd genom vikning runt det lindade kolfiberskyddet innan härdning av dysförlängningen.