RU2442138C1 - Method for measuring adhesive strength between rocket armour coating and the surface of solid rocket fuel grain - Google Patents

Abstract

FIELD: rocket engineering. ^ SUBSTANCE: method includes manufacturing of a 2-5 mm wide Ç£sample diskÇ from an armoured solid rocket fuel grain and testing the said Ç£sample diskÇ on a MRS-500 breaking machine. The Ç£sample diskÇ is positioned in a cup-like device with inner flanging, the diameter of this flanging corresponds to the diameter of the fuel grain, and the inner diameter of the cup corresponds to the diameter of the Ç£sample diskÇ. A punch pin is installed on the Ç£sample diskÇ, the diameter of this punch pin corresponds to the diameter of the fuel grain. The device with the Ç£sample diskÇ is installed into the operating element zone of the breaking machine and the punch pin is subjected to mechanical action Ç£in reverse modeÇ while logging the diagram of fuel expulsion from the armoured coating of the Ç£sample diskÇ, and the level of adhesive strength is measured by the applied expulsion force while taking into consideration the contact surface area between the solid fuel grain and the armoured coating. ^ EFFECT: creation of the effective method for measuring adhesive strength between the side armoured coating and the solid rocket fuel grain surface. ^ 2 cl, 5 dwg

Description

Патентуемый способ относится к области ракетной техники, а именно к способу изготовления бронированных зарядов твердого ракетного топлива (ТРТ) и способу их испытаний и может быть использован при изготовлении бронированных зарядов ТРТ для различных образцов ракетных систем: ракетных двигателей твердого топлива (РДТТ), газогенераторов (ГГ), катапультных устройств (КУ), систем разделения ступеней ракет и т.д.The patented method relates to the field of rocket technology, namely to a method for manufacturing armored solid rocket propellant (TRT) charges and a method for testing them and can be used in the manufacture of armored TPT charges for various rocket systems: solid propellant rocket engines (RDTT), gas generators ( GG), catapult devices (KU), separation systems for rocket stages, etc.

При отработке указанных ракетных систем иногда необходимо обеспечить полное или частичное бронирование поверхности заряда, с целью обеспечения требуемого закона газообразования при горении заряда в составе РДТТ, ГГ или другого устройства.When developing these missile systems, it is sometimes necessary to ensure full or partial booking of the surface of the charge, in order to ensure the required law of gas generation during charge burning as part of the solid propellant rocket engine, gas generator or other device.

При этом при работе с бронированным зарядом могут возникать отрывные усилия на бронепокрытие в процессе выгорания топлива заряда, воздействие которых может привести к отслоению бронепокрытия от поверхности шашки ТРТ заряда и ее незакономерному горению. Это требует как обеспечения уровня требуемой адгезионной прочности бронепокрытия к ТРТ, так и объективных методов контроля качества адгезии бронепокрытия к поверхности шашки заряда ТРТ. Это необходимо для обеспечения качественного бронирования зарядов ТРТ и эффективной работы заряда в составе РДТТ, ГГ и др. систем (пат. RU 2164616, пат. RU 2209135, пат. RU 2259495, пат. RU 2259919).At the same time, when working with an armored charge, tear-off forces may arise on the armor plating during the charge fuel burnout, the effect of which can lead to the detachment of the armor plating from the surface of the TPT saber charge and its illegal burning. This requires both ensuring the level of the required adhesive strength of the armored coating to the TRT, and objective methods of controlling the quality of adhesion of the armored coating to the surface of the plate of the TRT charge. This is necessary to ensure high-quality booking of TPT charges and effective charge operation as part of the solid propellant rocket engine, gas generator and other systems (US Pat. RU 2164616, US Pat. RU 2209135, US Pat. RU 2259495, US Pat. RU 2259919).

Технической задачей изобретения является разработка эффективного способа определения адгезионной прочности бронепокрытия к поверхности шашки заряда ТРТ.An object of the invention is to develop an effective method for determining the adhesion strength of armor plating to the surface of the plate of the charge of the TRT.

Технический результат изобретения заключается в создании способа определения адгезионной прочности бронепокрытия к поверхности шашки заряда твердого ракетного топлива. Способ включает изготовление "образца-диска" (Фиг.4) от забронированной шашки твердого ракетного топлива и испытание "образца-диска". При этом "образец-диск" выполняют толщиной (В) 2…5 мм и размещают его в приспособление в виде стакана (Фиг.1) с внутренней отбортовкой, диаметр которой соответствует диаметру шашки твердого ракетного топлива, а внутренний диаметр стакана соответствует диаметру "образца-диска", на "образец-диск" устанавливают пуансон. Приспособление с "образцом-диском" и пуансоном размещают в зоне рабочего органа разрывной машины и осуществляют механическое воздействие "в режиме реверса" на пуансон с регистрацией диаграммы усилия (F) выдавливания твердого ракетного топлива из бронепокрытия "образца-диска". Для повышения достоверности экспериментальных результатов оценки адгезионной прочности обеспечивают центрирование пуансона и "образца-диска" путем выполнения в пуансоне центрального штыря, а в "образце-диске" ответного отверстия. При этом в качестве разрывной машины используют машину типа МРС-500.The technical result of the invention is to create a method for determining the adhesion strength of armor plating to the surface of a solid rocket fuel charge checker. The method includes manufacturing a “sample disk” (FIG. 4) from an armored solid rocket fuel checker and testing a “sample disk”. In this case, the "sample disk" is made with a thickness (B) of 2 ... 5 mm and placed in a fixture in the form of a glass (Figure 1) with an internal flange, the diameter of which corresponds to the diameter of the solid rocket fuel checkers, and the internal diameter of the glass corresponds to the diameter of the "sample -drive ", on the" sample-disk "set the punch. The fixture with a “sample disk” and a punch is placed in the zone of the working body of a tensile testing machine and the mechanical action “in reverse mode” is applied to the punch with registration of the force diagram (F) of extruding solid rocket fuel from the armored coating of the “sample disk”. To increase the reliability of the experimental results of adhesion strength assessment, the punch and the “sample-disk” are centered by performing a central pin in the punch and a counter-hole in the “sample-disk”. At the same time, as an explosive machine, an MPC-500 type machine is used.

Изобретение поясняется чертежамиThe invention is illustrated by drawings.

Фиг.1. Размещение "образца-диска" в приспособлении.Figure 1. Placing a “sample disk” in the fixture.

1 - стакан1 - glass

2 - пуансон2 - punch

3 - бронепокрытие3 - armor plating

4 - ТРТ4 - TRT

В - толщина "образца-диска"B is the thickness of the "sample disk"

Фиг.2. Технологическая схема определения адгезионной прочности бронепокрытия заряда ТРТ.Figure 2. Technological scheme for determining the adhesive strength of the armored coating of the charge TRT.

Фиг.3. Размещение "образца-диска" (в приспособлении) в зоне рабочего органа разрывной машины.Figure 3. Placement of the "sample disk" (in the device) in the area of the working body of the tensile testing machine.

5, 6 - планки реверса5, 6 - reverse strips

Фиг.4. "образец-диск".Figure 4. "sample disk".

Фиг.5. Диаграмма усилия выдавливания ТРТ из бронепокрытия "образца-диска".Figure 5. The diagram of the extrusion force TRT from the armored coating of the "sample disk".

Сущность изобретения заключается в реализации в процессе отрыва ТРТ от бронепокрытия предельных механических нагрузок (Фиг.5), что позволяет обеспечить с расчетным коэффициентом запаса допустимый уровень нагрузок в проектируемых ракетных системах (РДТТ, ГГ и др.) по отношению к заданным техническим заданием.The essence of the invention lies in the implementation in the process of separation of the TRT from the armor plating of the maximum mechanical loads (Figure 5), which allows providing with the calculated safety factor the allowable level of loads in the designed missile systems (solid propellant rocket engines, turbojet engines, etc.) with respect to the given technical specifications.

При этом при толщине (В) "образца-диска" менее 2 мм существенно снижается достоверность результатов испытаний - объективность оценки прочности (адгезии) скрепления ТРТ с бронепокрытием, вследствие уменьшения жесткости "образца-диска", а увеличение толщины "образца-диска" более 5 мм ограничивается возможностью разрывных машин (и экономическими затратами) по требуемым усилиям выдавливания ТРТ из бронепокрытия "образца-диска".At the same time, when the thickness of the “sample disk” is less than 2 mm, the reliability of the test results is significantly reduced — the objectivity of assessing the strength (adhesion) of fastening TPT with armor plating, due to the decrease in stiffness of the “sample disk”, and the increase in the thickness of the “sample disk” is more 5 mm is limited by the possibility of explosive machines (and economic costs) for the required efforts to extrude the TRT from the armored coating of the "sample disk".

Центрирование "образца-диска" в приспособлении по отношению к пуансону и отверстию в дне стакана позволяет максимально приблизить результаты определения уровня адгезионной прочности к достоверным, т.е. определить истинную адгезию ТРТ к бронепокрытию. Отсутствие удовлетворительного центрирования может приводить не к определению адгезионной прочности, а по сути к оценке прочности самого ТРТ.The centering of the "sample disk" in the device with respect to the punch and the hole in the bottom of the glass allows you to maximize bring the results of determining the level of adhesive strength to reliable, i.e. determine the true adhesion of TPT to armor plating. The lack of satisfactory centering may not lead to a determination of the adhesive strength, but in fact to an assessment of the strength of the TPT itself.

Способ реализован при проведении испытаний в лабораторных условиях ФГУП "НИИПМ" с использованием разрывной машины МРС-50.The method is implemented during testing in laboratory conditions of FSUE "NIIPM" using a tensile testing machine МРС-50.

Положительный эффект изобретения заключается в обеспечении достоверности результатов испытаний по патентуемому способу.The positive effect of the invention is to ensure the reliability of the test results of the patented method.

Claims (2)

1. Способ определения адгезионной прочности бронепокрытия к цилиндрической поверхности шашки твердого ракетного топлива, включающий изготовление "образца-диска" от забронированной шашки толщиной 2…5 мм и размещение его в приспособлении в виде стакана с внутренней отбортовкой, внутренний диаметр которой соответствует диаметру шашки твердого ракетного топлива, а внутренний диаметр стакана соответствует диаметру "образца-диска", причем на "образец-диск" устанавливают пуансон, диаметр которого соответствует наружному диаметру шашки твердого ракетного топлива, при этом обеспечивают центрирование пуансона и "образца-диска" путем выполнения в пуансоне центрального штыря, а в "образце-диске" - ответного отверстия и размещают приспособление с "образцом-диском" в зоне рабочего органа разрывной машины, после чего осуществляют механическое воздействие на пуансон "в режиме реверса" с регистрацией диаграммы усилия выдавливания твердого ракетного топлива из бронепокрытия "образца-диска", а об уровне адгезионной прочности судят по величине усилия выдавливания твердого ракетного топлива из бронепокрытия "образца-диска" с учетом площади контактной поверхности между твердым ракетным топливом и бронепокрытием по соотношению F_max/S,
где F_max - максимальное усилие на диаграмме;
S - площадь контактной поверхности между твердым ракетным топливом и бронепокрытием в "образце-диске".1. A method for determining the adhesion strength of an armored coating to a cylindrical surface of a solid rocket fuel checker, including the manufacture of a "sample disk" from an reserved checker 2 ... 5 mm thick and placing it in a fixture in the form of a glass with an internal flange, the inner diameter of which corresponds to the diameter of the solid rocket fuel, and the inner diameter of the glass corresponds to the diameter of the "sample disk", and a punch is installed on the "sample disk", the diameter of which corresponds to the outer diameter of the checker plate th rocket fuel, while ensuring the centering of the punch and the "sample disk" by making a central pin in the punch, and in the "sample disk" - the return hole and place the device with the "sample disk" in the area of the working body of the explosive machine, after which carry out mechanical action on the punch "in reverse mode" with recording the diagram of the force of extrusion of solid rocket fuel from the armored coating of the "sample disk", and the level of adhesive strength is judged by the value of extrusion of solid rocket then fuel from the armored coating of the "sample disk" taking into account the contact surface area between solid rocket fuel and armored coating in the ratio F _max / S,
where F _max is the maximum force in the diagram;
S is the contact surface area between solid rocket fuel and armored plating in the "sample disk". 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве разрывной машины используют машину типа МРС-500. 2. The method according to claim 1, characterized in that as a tensile testing machine, an MPC-500 type machine is used.

Images