57.Конструкторско-технологическая характеристика соединений.

Соединения: 1.Разъемные

Штифто-болтовые соединения предназначено для соединения стеклопластикого корпуса или раструба сопла с металлическим днищем или фланцем. Известно, что смола являющаяся связующим в стеклопластиковой композиции, обладает низкой прочностью на скол. Поэтому с целью обеспечения работы стеклопластика на растяжение и на смятие стеклопластиковую оболочку корпуса РДТТ изготавливают с плавным переходом в утолщённую, армированную полосами стеклоткани законцовку. В утолщённой законцовке делают глухие радиальные отверстия, в которые вклеивают штифты с резьбовыми отверстиями. В штифты вворачиваются болты, притягивающие фланец днища.

Шпоночные и клиновые соединения

Применение шпоночных и клиновых соединений при стыковке металлических корпусов и днищ РДТТ позволяет избавиться от перечисленных недостатков.

Применение Фланцевых болтовых соединений для стыковки корпусов и днищ большого диаметра (более 1,5 м) приводит к необходимости выполнения большого числа резьбовых отверстий во фланцах из высокопрочных сталей и титановых сплавов, а также ввинчивания, затяжки и контровки большого количества болтов, существенно снижающих уровень технологичности конструкции таких соединений. Резьбовые соединения обладают наибольшей пассивной массой конструкции, но более технологичны при сборке. При диаметрах стыкуемых отверстий более 400 мм усилия заворачивания становятся весьма значительными. Поэтому резьбовые соединения рекомендованы для РДТТ небольшого диаметра, когда технологичность имеет большее значение, чем массовое совершенство. При стыковке металлических днищ со стеклопластиковым корпусом применяется ленточно-резьбовое соединение.

2.Неразъемные

Сварные соединения.Для корпусов РДТТ характерны одноразовые статические и малоцикловые статические нагружения, это позволяет применять сварные соединения.

Главное требование к ним предельное уменьшение концентраций напряжений.

Это обеспечивается применением соединений встык элементов с равными толщинами или с плавными переходами.

Клеевые соединения применяются в РДТТ для крепления теплозащитных материалов и эрозионно-стойких элементов конструкции. С помощью клеев соединяются топливные заряды с корпусом. Для крепления бортовых коммуникаций и силовых узлов также применяются клеи. Можно утверждать, что в РДТТ клеевые соединения наиболее распространены.

Клёпочные соединения редко применяются в ракетной технике, но т. к. хорошо работают в условиях циклического нагружения широко применяются в самолётостроении.

58. Конструкция баростендов для испытания двигателей

Применяют в том случае, когда работа двигателя сильно зависит от внешнего давления (двигатели космического направления, двигатели больших высот >12 км). Внешнее давление влияет на: единичный импульс; на отсечку тяги; на тягу в период после действия (ЖРД); меняются тепловые режимы работы конструкции; на работу органов управления (меняются нагрузки на рулевые машинки).

Конструкции баростендов.

Без отвода продуктов сгорания. Двигатель помещается в барокамеру, объем который значительно превышает объем двигателя. Барокамера закрывается, в ней создается пониженное давление, равное рабочему давлению на срезе сопла двигателя. Двигатель запускается и проводится его испытание. На этом стенде хорошо имитируется только начальный период работы двигателя, т.к. из-за притока продуктов сгорания от двигателя в барокамере происходит постоянный рост давления. Стенд простой и дешевый.

Эжекторный насадок. Представляют собой кожух, надеваемый на заднюю часть двигателя и закрывающий все сопло. Открытая часть кожуха сосна с соплом. При работе двигателя, его продукты сгорания, проходя через отверстие кожуха, увлекают за собой газ, находящийся в кожухе и снижают в нем давление. Другими словами, сам двигатель создает разрежение за срезом сопла. При использовании этой схемы хорошо имитируется стационарный режим работы двигателя, но выход на режим и процесс спада проверить не удается, т.к. поток продуктов из сопла незначительный и разрежение в кожухе мало. Данную схему можно усовершенствовать, добавив еще один эжектор, который создает разрежение только на участке выхода двигателя на режим и спада. Второй эжектор включается только в начале и в конце работы двигателя. Достоинство этой схемы - имитируется весь период работы двигателя. Недостаток – невозможность имитации узлов отсечки тяги.

Баростенд с предварительным разряжением. Из барокамеры откачивают весь газ до создания нужного давления. Соосно с соплом расположен диффузор, закрытый заглушкой. В момент запуска двигателя заглушка отстреливается, и далее диффузор работает как эжектор, препятствуя повышению давления в барокамере. Данная конструкция позволяет имитировать начальный и стационарный режимы работы двигателя, но на участке спада она совершенно неэффективна. Кроме этого, данная схема не дает возможности проверить работу узлов отсечки тяги.

Баростенд с полным удалением газа. Двигатель устанавливается в барокамеру, которая имеет отводную трубу с расположенными на ней холодильниками, через которые проходят продукты сгорания. Газ постоянно откачивается с помощью специального эжектора. У сопел узлов отсечки тяги устанавливаются патрубки с холодильниками, также подсоединенные к эжектору. В течение всего времени работы двигателя в барокамере поддерживается заданное давление. Холодильники уменьшают объем газа (с 3000^о до 300^о -> объем уменьшается в 8…10 раз). Чтобы сымитировать работу двигателя на высоте 50 км с расходом 1 кг/с, необходимо в секунду откачивать 100.000 м³газа. Для этого применяют эжекторы с подачей газа от мощных РДТТ или ЖРД, включаемых одновременно с испытываемым двигателем. Более дешевый способ – паровые и водяные эжекторы (на одно испытание требуется 360 тонн воды и источник энергии 10 МВт). Самый дешевый способ использовать турбореактивные двигатели, отработавшие свой летный ресурс.