РДТТ конструкции технологии материалы - VIII

Сегодня на скучной лекции по материаловедению мне в голову пришла очередная сумасшедшая идея. А именно - конструкция крышки двигателя. Сразу говорю - я ничего не рассчитывал (и даже слабо представляю, как это сделать), а просто нарисовал "от балды". Было бы хорошо, если бы кто-нибудь, знакомый с сопроматом не по наслышке, посчитал эту конструкцию. Для маленьких двигателей она конечно слишком наворочена, но для больших, имхо, овчинка может стоит выделки.
Смотреть здесь: http://mc3.nm.ru/rock/eng1.gif
Пояснения по рисунку:
1 - топливо с бронировкой, теплоизоляцией, и т.д., здесь это не суть важно. Показано просто для большей ясности.
2 - крышка. Материал - сталь. В центре просверлено отверстие, в котором нарезана резьба. В это отверстие вкручивается болт 6, внутри которого, в свою очередь, также имеется отверстие. В отверстие болта вставлен положительный электрод запала 5, а промежуток 4 между болтом и электродом заполнен чем-нибудь неэлектропроводным, герметизирующим и при этом негорючим и термостойким. При достаточно малом размере отверстия имхо может подойти черный термостойкий герметик, или что-то вроде глины, гипса и т.п. В части отверстия, обращенной внутрь камеры, сделано расширение (фаска) для предотвращения "выплевывания" электрода с изоляцией во время работы двигателя.
При сборке двигателя крышка 2 вставляется в паз (правда вроде как-то по другому это называется - никак слово не вспомню - ну да ладно, пусть будет паз ) корпуса 9 и фиксируется клиньями 8. Клинья - фактически, кольцо соответствущего профиля (как на чертеже), распиленное на четное число частей (6..10). Распилы сделаны под небольшим наклоном, так что каждая часть кольца при взгляде сбоку выглядит как трапеция, причем у половины частей бОльшая сторона находится сверху, а у другой половины - снизу. Это сделано для большей герметизации стыков в кольце. Клинья с большей нижней стороной дополнительно немного подтачиваются сверху, чтобы в собранном виде клинья с большей верхней стороной немного выступали над ними. Клинья изготавливаются из материала, имеющего большую прочность на сжатие, имхо керамика здесь будет в самый раз. Сверху клинья прижимаются шайбой 7. Шайба 3 в принципе необязательна, я ее нарисовал больше для порядка
При работе двигателя крышка 2 упирается в клинья 8, которые, в свою очередь упираются в корпус 9. Сила трения между клиньями, корпусом и крышкой при небольшой конусности клиньев (единицы градусов) не должна, по идее, дать им вылететь даже при прорыве газов между корпусом и крышкой, а шайба 7 предохраняет их от "вытрясания" или случайного выпадения при транспортировке. К болту 6 с нижней (внутренней) стороны крепится электрозапал, при этом сам болт является отрицательным электродом (землей), а его внутренний электрод - положительным. Надеюсь, ни для кого не секрет, что расположение запала в на противоположном от сопла конце канала обеспечивает практически одновременное воспламенение всей его поверхности, а такая конструкция как у меня позволяет избежать протягивания длинных проводов через сопло.
ЗЫ: еще подумалось - если не жалко веса и есть сомнения по поводу герметичности стыка между крышкой и корпусом, крышку можно "дополнить" цилиндром с уплотнительными кольцами в нижней части (таким как вот здесь, только без боковых отверстий)

> d.t.
конструкция крышки двигателя.

для больших, имхо, овчинка может стоит выделки.

 

Ты не написал, что ты хотел достич своей конструкцией?

Похожая схема применяется в креплении буртиков на
колесах грузовиков.

в РД, как и в другой технике, широко применят
распорные стопорные кольца их устанавливают в
канавку в трубе.

> d.t.
положительный электрод запала 5

 

Его "чтоб не выплюнуло" делают как гвоздик со
шляпкой вниз.

> d.t.
Надеюсь, ни для кого не секрет, что расположение
запала в на противоположном от сопла конце канала
обеспечивает практически одновременное воспламенение
всей его поверхности

 

Это не верно. Быстрое воспламенение обеспечивает
правильная система воспламенения.

При этом воспламенитель может находится и со
стороны сопла, как у Serge77 или в гранатометах
(там уж куда быстрей!) и некоторых пром. РДТТ

Напоминаю:

моторы можно масштабировать под нужный размер,

но с осторожностью! думая...

---

Можно скопировать только нужные фрагменты из SRM в новый файл и его прицеплять и пересылать. Он маленьким будет, еще и упаковать.

d.t.> Распилы сделаны под небольшим наклоном, так что каждая часть кольца при взгляде сбоку выглядит как трапеция, причем у половины частей бОльшая сторона находится сверху, а у другой половины - снизу.

Как на рисунке? Я правильно понял. Или нет?

termostat
<Ты не написал, что ты хотел достичь своей конструкцией?>

Крышка 2 (как я понял) при работе будет прижиматься давлением к корпусу двигателя 9 через клинья 8 (называются «сухари»), и «сама себя держать». И по идее все это должно быть герметично, и при этом не иметь никаких резьб, болтов (на срез) и т.п. (так?)

a_centaurus
<Это решат разработчики радара, когда определят пространственное разрешение своего прибора. Я так сразу предложил выброс облака фольги на заданной высоте.>

А с такой вещью, как создание искусственного облака - приходилось сталкиваться? У меня есть такие мысли. (полет ракеты красив сам по себе, но хочется что-нибудь «полезное» сделать) Не фольга конечно (хотя почему бы и – да?), но что – то типа порошка или газа. (и не трассер). К сожалению на «Ракетомодельном» форуме нет топика «Полезная нагрузка» (Метеоприборы какие ни будь, вымпелы и т.п.) Разве что идеи по подъему фотоаппарата периодически возникают. И топик БРЭО это все таки" радио-электронное" - своя специфика. Если что – ответь на «Конструкции ракет».

Джи-джи> К сожалению на «Ракетомодельном» форуме нет топика «Полезная нагрузка» (Метеоприборы какие ни будь, вымпелы и т.п.)

Темы нет, потому что нет самой полезной нагрузки, никто пока этим не занимается. Если считаешь, что есть что обсудить - создавай тему. Или начинай пока в конструкции ракет. Если разговор не ограничится парой сообщений, я выделю в отдельную тему.

Картинка красивая, только вот бы узнать у автора, почему именно клинышки, а не резиновое уплотнительное кольцо (так называемый "О-ринг")?

***
Очень любопытна, на мой взгляд, конструкция уплотнения заправочной арматуры автомобильной газобаллонной установки, работающей на сжатом природном газе. Давление в системе высокого давления - около 100 кгс, а хитрый "папа" с двумя резиновыми уплотнительными кольцами и несколькими радиальными отверстиями между ними, просто вставляется в "маму", и НИЧЕМ при этом не фиксируется. Подается давление (100 .. 120 кгс), выжидается положенное время, закрывается клапан в системе компрессора, и "папа" спокойно вынимается одной рукой.
Я наблюдал процедуру заправки неоднократно, но так и не понял, каким образом "папа" удерживается в гнезде после подачи давления?

Nоn-conformist> с двумя резиновыми уплотнительными кольцами и несколькими радиальными отверстиями между ними

Может быть в эти отверстия входят фиксирующие штыри?

Отверстия (две-четыре шт. диам. ок. 2 мм) служат, по всей видимости, для подачи газа высокого давления. Никаких механических запоров там нет (я по крайней мере не обнаружил, а осматривал довольно внимательно). Судя по всему, запирается это дело за счет какого-то противодавления, или как бишь его... Самозапирается оно тем же газом, наверное. Не знаю. Хотелось бы узнать, может кто в курсе?
Папа вставляется в гнездо точно так же, как штекер в гнездо наушников вашего плеера, разве что с чуть бОльшим усилием (деформация резины двух колечек диам. ок. 15 мм).

Nоn-conformist> Отверстия (две-четыре шт. диам. ок. 2 мм) служат, по всей видимости, для подачи газа высокого давления.

Значит никакой выталкивающей силы и не должно возникать, раз газ подаётся между кольцами. Кольца распирает в разные стороны с равным усилием.

Да, я тоже так думаю. Но согласитесь, элегантное решение!

victorzv2> Раз varban молчит, придется мне.

У меня несколько дней пров глючил, а с четверга вообще не было доступа.

victorzv2> Безусловно, он добился некоторых результатов (но сравнить их не с чем) в деле небольших ракет.

А с чем сравнивать? Сложно.
Мне лично нравятся.

victorzv2> 1. Формула толщина стенки = вн. давление х диаметр / 2 напряжение - никакая не эмпирика, а совершенно строгая и выводится в курсе сопромата на 2-м курсе института.

Вывел бы Я раза два выводил только на форумах

victorzv2> 2. Двойка в формуле, как совершенно верно отметил termostat, - это перевод радиуса в диаметр (формула обычно записывается для радиуса сосуда). Никаким коэффициентом безопасности или запаса прочности она не является.

victorzv2> 3. a_centaurus, видимо, имеет проблемы с пониманием английского языка, раз не смог правильно интерпретировать свою ссылку.

Виктор, это уже лишнее...

victorzv2> Обращаю внимание на нюанс - в качестве допускаемых в ОДНОРАЗОВЫХ ракетах применяют напряжения предела прочности. Для изделий подвергаемых многократным нагрузкам советские стандарты рекомендуют использовать предел текучести материала.

В некоторых одноразовых РДТТ в ТУ есть требования по отсутствии пластических деформациях корпуса. Трудно понять почему, врядь ли по условиям ведения ракеты в направляющем устройстве пусковой.
Часто, когда имеешь перед глазами только документацию, только предполагаешь, почему введено то или иное требование.
А объяснение может быть очень простым - например, дополнительно ввели из-за разрыва камер.
Я один такой случай знаю. Кстати, добились закалкой

victorzv2> 4. И опять - закаленная сталь - опасный материал для корпуса двигателя.

Сильно закаленные двигатели не только опасны, но и трудно воспроизводимы. Имеет смысл использовать закаленные камеры только в случае таких коротких времен работы, которые неинтересны любителям - порядка несколько сотых секунды.
Обычно стальные камеры либо слегка закаливаются, либо нормализируются - твердость 36...38 единиц.

victorzv2> Даже дюрали Д16, В95 - не лучший выбор.

Кстати, В95 - классика в жанре Камеры С-8 как раз из такого сплава
Но это крупносерийные изделия.

victorzv2> Нужны пластичные материалы АМг - АМц.

Ползут они, заразы, и более дефицитны.

victorzv2> Правильный ответ - их строго учитывают (а как иначе?).

Ну, строго говоря, строго прочностной расчет РДТТ не сделать - неоткуда коэффициенты брать
Потому и такие коэффициенты запаса. Кстати, в серийных РДТТ тоже около того - например реальные двигатели, у которых максимально допустимое давление - 250, держат чуть больше 450. Проверяли затыканием сопел в многосопловом блоке - двигатель серийный и это оказалось самым дешевым способом проверки предела прочности.

Интересно отметить характер разрушения камеры. Обычная картина - разрушение материала по оси, иногда это разрушение идет аж до крышки и соплового блока. Данный двигатель - стальной, твердость как раз около 38, так что довольно пластичный и камера часто расправляется этаким прямоугольным листком, отрываясь от крышек. При разрушении заряд гаснет и дробится на мелкие куски. Если запуск проводить в бронекамере, то можно собрать осколки и попытаться склеить заряд.
В этом случае обошлось, но в пару других клеили. Рекорд - около полутора тыс. кусков

termostat> Ты не написал, что ты хотел достич своей конструкцией?

В общем-то, не знаю Просто придумалась конструкция, которая показалась мне интересной, и я решил вынести ее на суд общественности. Если подумать, то ее преимущества заключаются в отсутствии резьбы и отверстий (концентраторов напряжений) в стенках корпуса, поэтому ее можно применять в двигателях с композитными корпусами (а-ля стеклопластик и т.п.)

termostat> в РД, как и в другой технике, широко применят распорные стопорные кольца их устанавливают в канавку в трубе.

Хм. Это гораздо проще, но в голову мне почему-то не пришло. Правда, и разбирать подобные крепления - удовольствие ниже среднего, по крайней мере без спец. приспособлений, если такие вообще существуют (как раз не так давно разбирал дрель и сильно намучился с этими кольцами )

termostat> Это не верно. Быстрое воспламенение обеспечивает правильная система воспламенения.
termostat> При этом воспламенитель может находится и со стороны сопла, как у Serge77 или в гранатометах (там уж куда быстрей!) и некоторых пром. РДТТ

Не спорю. Но почему же не верно? Все-таки логичнее располагать воспламенитель так, чтобы фронт пламени шел вместе с потоком газов, а не навстречу ему (хотя конечно, в случае быстрого распространения фронта, например при использовании быстрогорящей обмазки канала или бинта как у Serge77 это не имеет особого значения - откуда не поджигай, все равно загорится достаточно быстро)

d.t.>> Распилы сделаны под небольшим наклоном, так что каждая часть кольца при взгляде сбоку выглядит как трапеция, причем у половины частей бОльшая сторона находится сверху, а у другой половины - снизу.
Джи-джи> Как на рисунке? Я правильно понял. Или нет?

Правильно.

Джи-джи> Крышка 2 (как я понял) при работе будет прижиматься давлением к корпусу двигателя 9 через клинья 8 (называются «сухари»), и «сама себя держать». И по идее все это должно быть герметично, и при этом не иметь никаких резьб, болтов (на срез) и т.п. (так?)

Да, все именно так.

Nоn-conformist> Картинка красивая, только вот бы узнать у автора, почему именно клинышки, а не резиновое уплотнительное кольцо (так называемый "О-ринг")?

Если я опять ничего не напутал, то при давлении 50 атм. и диаметре крышки 40 мм на кольцо будут давить более чем 600 кг, причем не перпендикулярно поверхности, а, фактически, на срез. Сильно сомневаюсь, что резина выдержит что-то подобное, особенно если учитывать температуру корпуса в сотню-другую градусов (и гораздо более горячие газы, проходящие через щель между крышкой и корпусом - а она обязательно в этом случае возникнет: резина-то эластичная).

Вот еще несколько более другая конструкция: http://mc3.nm.ru/rock/eng2.gif
Идея та же, только вместо одной центральной шайбы клинья (сухари) держат несколько фиксаторов, крепящихся к корпусу на винтах. Фиксатор - прямоугольная пластинка с отверстием с резьбой посередине и утолщением со скосом в нижней. Каждый клин с большей верхней стороной держится одним (посередине) или двумя (по краям) фиксаторами, а остальные клинья держатся за них за счет боковых скосов.

Продолжаем здесь:
Форумы Авиабазы