RU2360895C1 - Merry-go-round-centrifugal method of restricting ballistic fuel charge by fixing its one end face to rocket engine casing - Google Patents

Abstract

FIELD: weapons and ammunitions.

SUBSTANCE: rocket engine casing, accommodating the charge arranged therein with a clearance, is placed radially on rotary merry-go-round platform with the help of locking turret furnished with 3 to 12 regularly spaced holes the diametre not exceeding the clearance between the charge and casing. Aforesaid clearance is filled with potting acrylate restricting compound under effect of centrifugal force acting along the clearance, via the locking turret holes. Note that the platform rotary speed makes 80 to 150 rpm. Then the previously mentioned compound is subjected to polymerisation.

EFFECT: higher quality of ballistite charge restriction.

2 cl, 3 tbl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области ракетной техники и касается способа бронирования и скрепления заряда из баллиститного топлива с корпусом ракетного двигателя.The invention relates to the field of rocketry and relates to a method of booking and fastening a charge of ballistic fuel with a rocket engine housing.

В настоящее время для бронирования заряда используются такие методы, как экструзия - патент №2259919 от 21.01.2004 г., обмотка - патент №2215723 от 11.01.2002 г., литье под давлением с применением термопластавтомата - патент №2209135 от 18.10.2001 г. Данные методы не пригодны для бронирования зарядов и одновременного скрепления их с корпусами ракетных двигателей, поскольку эти способы пригодны только для реализации процессов бронирования вкладных зарядов либо только по цилиндрической поверхности (методы обмотки и экструзии), либо по всей поверхности заряда, имеющего сложную конфигурацию (метод литья под давлением).Currently, methods for booking a charge are used such as extrusion - patent No. 2259919 dated January 21, 2004, winding - patent No. 2215723 dated January 11, 2002, injection molding using an injection molding machine - patent No. 2209135 dated October 18, 2001 These methods are not suitable for booking charges and simultaneously bonding them to rocket engine housings, since these methods are only suitable for implementing processes for booking embedded charges, either only on a cylindrical surface (winding and extrusion methods) or on the entire charge surface having its complex configuration (injection molding method).

В связи с этим интерес представляет бронирование зарядов методом свободной заливки краткий энциклопедический словарь «Энергетические конденсированные системы» под редакцией Б.П.Жукова, М.: «Янус-К», 2000 г., стр.263. Но данный способ не пригоден для бронирования зарядов заливочными акрилатными бронесоставами, имеющими большую полимеризационную усадку (10% и более), поскольку бронепокрытие данных зарядов, изготовленных таким способом, имеют многочисленные дефекты в виде раковин, воздушных включений, утонений в виде занижения толщины бокового бронепокрытия, обусловленные усадочными явлениями.In this regard, it is of interest to book charges using the free-fill method with a brief encyclopedic dictionary “Energy Condensed Systems” edited by B. P. Zhukov, M .: “Janus-K”, 2000, p. 263. But this method is not suitable for booking charges with casting acrylate armored compounds having a large polymerization shrinkage (10% or more), since the armor plating of these charges made in this way have numerous defects in the form of shells, air inclusions, thinning in the form of understating the thickness of the lateral armor plating, due to shrinkage phenomena.

Известен способ бронирования шашки твердотопливного заряда ракетного двигателя по патенту №2261237, заяв. 22.12.2003 г. и оп. 27.09.2005 г., МПК С06В 21/00, С06D 5/00, взятый нами за прототип.A known method of booking checkers of solid propellant charge of a rocket engine according to patent No. 2261237, application. December 22, 2003 and op. September 27, 2005, IPC С06В 21/00, С06D 5/00, taken by us as a prototype.

Согласно данному способу форму с установленным в ней зарядом закрепляют радиально на вращающейся платформе и далее проводят заливку бронесостава из расходной емкости в зазор между формой и зарядом под воздействием центробежной силы, создающейся при вращении платформы и направленной вдоль зазора.According to this method, the mold with the charge installed in it is fixed radially on a rotating platform and then the armor is poured from the supply tank into the gap between the mold and the charge under the influence of the centrifugal force created by the rotation of the platform and directed along the gap.

После этого осуществляют полимеризацию бронесостава при повышенной температуре и воздействии центробежной силы. После полимеризации бронесостава формы охлаждают, забронированные заряды распрессовывают из формы и разбраковывают. Недостатками данного способа являются потребность в специальной форме для бронирования, операции по ее подготовке к использованию, необходимость распрессовки забронированного заряда из формы, его разбраковки, мехобработки и скрепления с корпусом ракетного двигателя.After this, the polymerization of the armor is carried out at an elevated temperature and under the influence of centrifugal force. After polymerization of the armor plate, the molds are cooled, the reserved charges are pressed out of the mold and discarded. The disadvantages of this method are the need for a special booking form, operations for preparing it for use, the need to unpress the booked charge from the mold, sort it out, machining and fastening it to the rocket engine body.

Технической задачей предлагаемого изобретения является разработка способа бронирования заряда из баллиститного топлива заливочным акрилатным бронесоставом с одновременным скреплением одного его торца с корпусом ракетного двигателя и с раскрепленной по боковой бронируемой поверхности относительно корпуса, что позволяет многократно сократить трудоемкость и время изготовления ракетного двигателя, повысить качество и надежность его работы.The technical task of the invention is the development of a method of booking a charge of ballistic fuel by casting acrylate armored personnel with simultaneous fastening of one of its end faces with the rocket engine housing and with the armored surface attached to the housing relative to the housing, which can significantly reduce the complexity and time of manufacturing a rocket engine, improve quality and reliability his works.

Технический результат достигается за счет карусельно-центробежного способа бронирования заряда из баллиститного топлива в корпусе ракетного двигателя заливочным акрилатным бронесоставом.The technical result is achieved due to the rotary-centrifugal method of booking a charge of ballistic fuel in the rocket engine housing by filling acrylate armored personnel.

Скрепление заряда с корпусом по одному из его торцов осуществляется в процессе бронирования боковой поверхности заряда, которая раскреплена с корпусом ракетного двигателя. При этом исключается потребность в специальной форме и технологической оснастке для бронирования заряда, а также операции подготовки их к использованию, распрессовки забронированного заряда из формы, их мехобработки и дальнейшего скрепления заряда с корпусом ракетного двигателя. Карусельно-центробежный способ бронирования позволяет одновременно изготавливать несколько забронированных зарядов из баллиститного топлива со скреплением их по одному из торцов с корпусом ракетного двигателя.The fastening of the charge with the housing along one of its ends is carried out in the process of booking the lateral surface of the charge, which is unfastened with the housing of the rocket engine. This eliminates the need for a special form and technological equipment for booking a charge, as well as the operation of preparing them for use, unpressing the booked charge from the mold, machining them and further bonding the charge to the rocket engine body. The carousel-centrifugal booking method allows you to simultaneously produce multiple booked charges from ballistic fuel with fastening them along one of the ends with the rocket engine housing.

На чертеже представлена установка карусельно-центробежного способа бронирования: 1 - корпус ракетного двигателя, 2 - заряд, 3 - фиксирующая тарель, 4 - платформа карусели, 5 - дозатор, 6 - распределительное устройство, 7 - желоб, 8 - камера обогрева.The drawing shows the installation of a rotary-centrifugal reservation method: 1 - rocket engine housing, 2 - charge, 3 - fixing plate, 4 - carousel platform, 5 - dispenser, 6 - switchgear, 7 - groove, 8 - heating chamber.

Сущность изобретения заключается в следующем: в корпус ракетного двигателя (1) устанавливается заряд (2) и фиксирующая его тарель (3). Корпус с зарядом и фиксирующей тарелью устанавливается на вращающуюся платформу карусели (4) радиально, а при бронировании нескольких зарядов - радиально с равномерным угловым расстоянием. Подача бронесостава из дозатора (5) производится на распределительное устройство (6), с которого по желобу (7), расположенному соосно с корпусом и имеющему полуцилиндрический или треугольный профиль, заливочный акрилатный бронесостав под действием центробежной силы, возникающей при вращении платформы карусели со скоростью 80-150 об/мин и направленной вдоль зазора через 3-12 равномерно расположенных отверстий в фиксирующей тарели, заполняет зазор между корпусом и зарядом. При этом диаметр отверстий должен быть не более величины зазора для исключений перелива бронесостава из фиксирующей тарели. Полимеризация заливочного акрилатного бронесостава проводится при вращении платформы карусели в течение 1,5-2 ч при температуре воздуха в камере обогрева (8) 75-80°С. По завершении полимеризации корпуса ракетных двигателей с забронированными по боковой поверхности зарядами из баллиститного топлива, скрепленными с ними по одному из торцев и раскрепленными по боковой поверхности, охлаждаются, затем снимаются с платформы карусели.The invention consists in the following: a charge (2) and a plate fixing it (3) are installed in the housing of a rocket engine (1). A case with a charge and a fixing plate is installed radially on the rotating platform of the carousel (4), and when booking several charges - radially with a uniform angular distance. The supply of armor from the dispenser (5) is made to the switchgear (6), from which, through the trough (7), located coaxially with the housing and having a semi-cylindrical or triangular profile, the filling acrylate armored personnel under the action of centrifugal force that occurs when the carousel platform rotates at a speed of 80 -150 rpm and directed along the gap through 3-12 evenly spaced holes in the locking plate, fills the gap between the housing and the charge. In this case, the diameter of the holes should be no more than the gap to exclude overflow of the armored personnel from the fixing plate. The polymerization of the filling acrylate armor is carried out by rotating the carousel platform for 1.5-2 hours at an air temperature in the heating chamber (8) of 75-80 ° С. Upon completion of the polymerization of the rocket engine casing with ballistic fuel charges reserved on the lateral surface, fastened to them at one of the ends and unfastened along the lateral surface, they are cooled and then removed from the carousel platform.

Пределы значений температуры и времени полимеризации заливочного акрилатного бронесостава, скорости вращения платформы карусели, числа отверстий в фиксирующей тарели определялись экспериментально и являются оптимальными для получения качественных зарядов.The limits of the temperature and polymerization time of casting acrylate armor, the speed of rotation of the carousel platform, the number of holes in the fixing plate were determined experimentally and are optimal for obtaining high-quality charges.

Для проведения экспериментального бронирования и скрепления заряда с корпусом ракетного двигателя карусельно-центробежным способом использовались корпуса ракетного двигателя, макетные и натурные изделия «АС», заливочный акрилатный бронесостав на основе олигоуретанакрилата Д-10ТМ, метилметакрилата, полиэфира ТГМ-3 с системой отверждения, состоящей из перекиси бензоила, ацетилацетоната марганца и дипиридила.For experimental booking and fastening of the charge with the rocket engine body using the rotary-centrifugal method, rocket engine bodies, AS prototypes and full-scale products, D-10TM oligourethane acrylate-based acrylate body composition, methyl methacrylate, TGM-3 polyester with a curing system consisting of a curing system were used benzoyl peroxide, manganese acetylacetonate and dipyridyl.

Значения температуры и времени полимеризации заливочного акрилатного бронесостава, а также скорость вращения платформы и число отверстий в фиксирующей тарели, диаметр которых не превышал величину зазора между зарядом и корпусом, при которых проводилось экспериментальное бронирование, приведены в таблицах 1, 2 соответственно с указанием качества изготовленных зарядов, определенного визуально после их расснаряжения.The temperature and polymerization time of the casting acrylate armor, as well as the speed of rotation of the platform and the number of holes in the fixing plate, the diameter of which did not exceed the gap between the charge and the body at which the experimental reservation was carried out, are given in tables 1, 2, respectively, indicating the quality of the charges made defined visually after their demilitarization.

Таблица 1Table 1 Время полимеризации (вращения платформы), чPolymerization time (rotation of the platform), h Температура полимеризации (воздуха в камере обогрева карусели), °СPolymerization temperature (air in the carousel heating chamber), ° С 70-7470-74 75-8075-80 1one Бронепокрытие мягкое, недополимеризованноеThe armor plating is soft, underpolymerized Бронепокрытие мягкое, недоотвержденноеThe armor plating is soft, uncured 1,5-21,5-2 Бронепокрытие мягкое, недоотвержденное. Качество бронепокрытия и скрепления неудовлетворительное.The armor plating is soft, uncured. The quality of the armor plating and bonding is unsatisfactory. Бронепокрытие жесткое, заполимеризованное. Качество бронепокрытия и скрепления хорошее.The armor coating is hard, polymerized. The quality of armor plating and bonding is good. 33 Бронепокрытие жесткое, заполимеризованное. Качество бронепокрытия и скрепления хорошее.The armor coating is hard, polymerized. The quality of armor plating and bonding is good. Бронепокрытие жесткое, заполимеризованное. Качество бронепокрытия и скрепления хорошее.The armor coating is hard, polymerized. The quality of armor plating and bonding is good.

Дальнейшее увеличение времени полимеризации при температуре 70-74°С, а также в течение 3 ч при температуре 75-80°С нецелесообразно, так как увеличиваются время изготовления зарядов и энергозатраты. Проведение процесса полимеризации заливочного акрилатного бронесостава при температуре выше 80°С снижает термостабильность спецпродукта заряда.A further increase in the polymerization time at a temperature of 70-74 ° C, and also for 3 hours at a temperature of 75-80 ° C, is impractical, since the time of manufacture of charges and energy consumption increases. The process of polymerization of casting acrylate armor at a temperature above 80 ° C reduces the thermal stability of the special charge product.

Качественное бронепокрытие и скрепление заряда с корпусом ракетного двигателя получается при полимеризации в течение 1,5-2 ч при температуре 75-80°С.High-quality armor plating and bonding of the charge with the rocket engine body is obtained by polymerization for 1.5-2 hours at a temperature of 75-80 ° C.

Таблица 2table 2 Число отверстий в фиксирующей тарелиThe number of holes in the locking plate Скорость вращения платформы, об/минPlatform rotation speed, rpm 50fifty 8080 100one hundred 150150 1-21-2 Изделие имеет оголенные участки (пропуски в бронепокрытии).The product has exposed sections (gaps in the armor coating). Изделие имеет оголенные участки (пропуски в бронепокрытии).The product has exposed sections (gaps in the armor coating). 3-123-12 Изделие имеет оголенные участки (пропуски в бронепокрытии).The product has exposed sections (gaps in the armor coating). Бронепокрытие
сплошное без пропусков.Armor plating
continuous without gaps. Бронепокрытие сплошное без пропусков.The armor coating is continuous without gaps.

Из таблицы 2 видно, что сплошность бронепокрытия на изделиях обеспечивается при вращении платформы карусели со скоростью 80-150 об/мин и при наличии в фиксирующей тарели от 3 до 12 отверстий. При этом визуальный осмотр макетных и натурных изделий «АС» показал, что бронепокрытие удовлетворительного качества, не имеет раковин, воздушных включений и других видов дефектов, торец бронированного заряда прочно скреплен с торцом ракетного двигателя и раскреплен с ним по боковой поверхности.From table 2 it can be seen that the continuity of the armor coating on the products is ensured by rotating the carousel platform at a speed of 80-150 rpm and in the presence of 3 to 12 holes in the fixing plate. At the same time, a visual inspection of the AS prototypes and full-scale products showed that the armor plating is of satisfactory quality, has no shells, air inclusions and other types of defects, the end face of the armored charge is firmly bonded to the end face of the rocket engine and unfastened along the side surface.

Изготовление фиксирующей тарели с числом отверстий более 12 нецелесообразно, а увеличение скорости вращения платформы увеличит энергозатраты и повысит опасность производства.The manufacture of a fixing plate with a number of holes of more than 12 is impractical, and an increase in the rotation speed of the platform will increase energy costs and increase the risk of production.

Карусельно-центробежным способом была изготовлена опытная партия забронированных зарядов из баллиститного топлива со скреплением их по одному из торцов с корпусом ракетного двигателя изделия «АС» на опытном химическом заводе ФГУП «НИИПМ».A rotary-centrifugal method was used to produce an experimental batch of booked charges from ballistic fuel with their fastening along one of the ends with the body of the rocket engine of the AS product at the FSUE NIIPM experimental chemical plant.

Режимы изготовления приведены в таблице 3.Production modes are given in table 3.

Таблица 3Table 3 № п/пNo. p / p Время полимеризации, чPolymerization time, h Температура полимеризации, °СPolymerization temperature, ° С Скорость вращения платформы карусели, об/минCarousel platform rotation speed, rpm Число отверстий в фиксирующей тарели, шт.The number of holes in the locking plate, pcs. Профиль желобаGutter profile 1one 22 33 4four 55 66 1one 1,51,5 7575 150150 33 треугольныйtriangular 22 1,51,5 8080 8080 1212 треугольныйtriangular 33 22 7575 8080 66 полуцилиндрическийsemi-cylindrical 4four 22 8080 8080 1212 полуцилиндрическийsemi-cylindrical

Таким образом, карусельно-центробежным способом были изготовлены натурные изделия «АС» с применением заливочного акрилатного бронесостава по установленным режимам - время полимеризации (вращения платформы карусели) 1,5-2 ч, температура воздуха в камере обогрева 75-80°С, скорость вращения платформы карусели 80-150 об/мин, при этом использовались тарели с числом отверстий от 3 до 12, диаметр которых не превышал величину зазора между зарядом и корпусом.Thus, full-scale rotary-centrifugal method produced full-scale products “AS” using casting acrylate armored personnel according to the established modes - polymerization time (rotation of the carousel platform) 1.5-2 hours, air temperature in the heating chamber 75-80 ° C, rotation speed carousel platforms 80-150 rpm, with plates with a number of holes from 3 to 12, the diameter of which did not exceed the gap between the charge and the body.

Непосредственно в процессе бронирования заряды одним из торцов скреплялись с корпусами ракетного двигателя тем же заливочным акрилатным составом. После бронирования и скрепления зарядов с корпусами последние охлаждались и расснаряжались для оценки качества бронирования и скрепления. Визуальный осмотр изготовленных изделий показал, что бронепокрытие удовлетворительного качества, не имеет раковин, воздушных включений и других видов дефектов, торец бронированного заряда прочно скреплен с торцом корпуса ракетного двигателя и раскреплен с ним по боковой бронированной поверхности.Directly during the booking process, the charges of one of the ends were fastened to the rocket engine bodies with the same casting acrylate composition. After booking and bonding charges with the buildings, the latter were cooled and discharged to assess the quality of the reservation and bonding. A visual inspection of the manufactured products showed that the armor plating is of satisfactory quality, has no shells, air inclusions and other types of defects, the end face of the armored charge is firmly bonded to the end face of the rocket engine body and unfastened with it along the side armored surface.

Таким образом, изготовление ракетных двигателей по предлагаемому способу позволяет:Thus, the manufacture of rocket engines according to the proposed method allows you to:

- осуществлять скрепление заряда по одному из торцов с корпусом ракетного двигателя в процессе бронирования и раскрепление по боковой поверхности относительно корпуса;- carry out the fastening of the charge along one of the ends with the housing of the rocket engine during the booking process and the fastening along the side surface relative to the housing;

- многократно сократить трудоемкость и время изготовления ракетного двигателя, повысить качество и надежность его работы.- many times to reduce the complexity and time of manufacturing a rocket engine, to improve the quality and reliability of its operation.

Предлагаемый способ реализован с положительными результатами при изготовлении ракетных двигателей противоградовых ракет «АС» в условиях опытного химического завода ФГУП «НИИПМ».The proposed method is implemented with positive results in the manufacture of rocket engines of anti-hail rockets "AS" in the conditions of the experimental chemical plant FSUE "NIIPM".

Claims (2)

1. Карусельно-центробежный способ бронирования заряда из баллиститного топлива со скреплением его по одному из торцов с корпусом ракетного двигателя, включающий установку корпуса ракетного двигателя с размещенным в нем с зазором зарядом радиально на вращающейся платформе карусели, заполнение зазора между зарядом и корпусом заливочным бронесоставом под действием центробежной силы, направленной вдоль зазора, полимеризацию бронесостава, отличающийся тем, что корпус ракетного двигателя с размещенным в нем с зазором зарядом устанавливают радиально на вращающейся платформе карусели с использованием фиксирующей тарели с 3-12 равномерно расположенными отверстиями диаметром, не превышающим величину зазора между зарядом и корпусом, заполнение зазора между зарядом и корпусом заливочным бронесоставом производят через отверстия в фиксирующей тарели при скорости вращения платформы 80-150 об/мин, причем в качестве заливочного бронесостава используют заливочный акрилатный бронесостав, полимеризующийся при температуре 75-80°С в течение 1,5-2 ч.1. A rotary-centrifugal method of booking a charge of ballistic fuel with fastening it along one of the ends with a rocket engine housing, including installing a rocket engine housing with a charge placed radially on the rotating platform of the carousel, filling the gap between the charge and the body with filling armor under the action of centrifugal force directed along the gap, the polymerization of the armored personnel, characterized in that the rocket engine housing with a charge placed in it with a gap radially on a rotating platform of the carousel using a fixing plate with 3-12 evenly spaced holes with a diameter not exceeding the gap between the charge and the body, filling the gap between the charge and the body with casting armor is made through the holes in the fixing plate at a platform rotation speed of 80-150 rpm min, moreover, as the casting armored composition, casting acrylate armored composition is used, polymerizing at a temperature of 75-80 ° C for 1.5-2 hours 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что при заполнении зазора между зарядом и корпусом заливочный бронесостав подают в фиксирующую тарель по желобам, имеющим полуцилиндрический или треугольный профиль. 2. The method according to claim 1, characterized in that when filling the gap between the charge and the housing, the casting armor is fed into the fixing plate along the gutters having a semi-cylindrical or triangular profile.