Патент на изобретение №2344934

(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МНОГОГРАННОЙ ТРУБЫ ИЗ СЛОИСТОГО КОМПОЗИЦИОННОГО МАТЕРИАЛА И МНОГОГРАННАЯ ТРУБА ИЗ СЛОИСТОГО КОМПОЗИЦИОННОГО МАТЕРИАЛА

(57) Реферат:

Изобретение относится к многогранным трубам из слоистого композиционного материала и способам их изготовления и может быть использовано при создании коробчатых пусковых труб для ракет с оперением. Способ заключается в том, что на оправку последовательно укладывают внутренний слой из резиноподобного материала, на который в углах укладывают вставки из стеклоткани, пропитанной эпоксидным связующим, и силовую оболочку из стекловолокна, пропитанного эпоксидным связующим. Причем силовую оболочку обматывают слоем термоусаживающего материала, поверх которого на грани трубы устанавливают цулаги, имеющие Т-образное сечение. Далее обматывают их вторым слоем термоусаживающего материала и проводят термообработку с созданием в уложенных слоях контактного давления, передаваемого через цулаги. Труба изготовлена указанным способом и содержит внутренний слой и силовую оболочку. При этом труба снабжена вставками из стеклоткани, выполненными в форме профильного уголка и расположенными в углах трубы между внутренним слоем и силовой оболочкой на всю длину трубы. Внутренний слой выполнен из резиноподобного материала, а силовая оболочка выполнена из стекловолокна, пропитанного эпоксидным связующим. Технический результат – повышение технологичности и герметичности труб. 2 н.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретения относятся к области машиностроения и могут быть использованы при создании коробчатых пусковых труб герметичного исполнения из слоистого композиционного материала многоугольного сечения для ракет с оперением.

Известен способ изготовления пусковых труб и пусковая труба по патенту RU №2115056 от 20.06.96 г., МПК⁷ F41F 3/042.

Известен способ изготовления многогранных труб и многогранная труба по патенту RU №2030336 от 1991.03.05, МПК⁷ B64F 5/00.

Также известен способ изготовления многогранных труб и многогранная труба из JP 03-026531 А, МПК⁷ В32В 1/08, 05.02.1991.

Недостатком известного способа является его низкая технологичность при намотке трубы с внутренним герметизирующим слоем из резиноподобного материала и обусловленное этим низкое качество трубы, выражающееся в снижении герметичности из-за повреждения податливого резиноподобного материала в углах трубы при намотке и термообработке, а также в снижении надежности работы трубы из-за недостаточной прочности и жесткости плоских граней под действием внутреннего давления и возникновения в этом случае дополнительных изгибных напряжений, достигающих максимума по краю грани, то есть в углах трубы.

Недостатком известного устройства является низкая надежность его работы из-за снижения герметичности при повреждении податливого резиноподобного материала в углах трубы при намотке и термообработке, а также из-за недостаточной прочности и жесткости плоских граней под действием внутреннего давления и возникновения в этом случае дополнительных изгибных напряжений, достигающих максимума по краю грани, то есть в углах трубы.

Известный способ и известная труба, как наиболее близкие по технической сущности и достигаемому результату, выбраны в качестве прототипа.

Технической задачей, на решение которой направлены заявляемые изобретения, является создание многогранных пусковых труб повышенной технологичности и повышенной надежности работы.

Технический результат, который может быть достигнут при решении поставленной задачи для способа, заключается в повышении технологичности труб с внутренним герметизирующим слоем из резиноподобного материала и повышении качества труб, выражающегося в повышении герметичности за счет исключения возможности повреждения податливого резиноподобного материала в углах трубы при намотке и термообработке, а также в повышении надежности работы трубы за счет повышения прочности и жесткости плоских граней при действии внутреннего давления и возникновения в этом случае дополнительных изгибных напряжений, достигающих максимума по краю грани, то есть в углах трубы.

Технический результат, который может быть достигнут при решении поставленной задачи для устройства, заключается в повышении герметичности труб за счет исключения возможности повреждения податливого резиноподобного материала в углах трубы при намотке и термообработке, а также в повышении надежности работы трубы за счет повышения прочности и жесткости плоских граней при действии внутреннего давления и возникновения в этом случае дополнительных изгибных напряжений, достигающих максимума по краю грани, то есть в углах трубы.

Поставленная задача с достижением технического результата решается за счет того, что способ изготовления многогранной трубы из слоистого композиционного материала, при котором в соответствии с изобретением на оправку последовательно укладывают внутренний слой из резиноподобного материала, на который в углах укладывают вставки из стеклоткани, пропитанной эпоксидным связующим, и силовую оболочку из стекловолокна, пропитанного эпоксидным связующим, причем силовую оболочку обматывают слоем термоусаживающего материала, поверх которого на грани трубы устанавливают цулаги, имеющие Т-образное сечение, обматывают их вторым слоем термоусаживающего материала и проводят термообработку с созданием в уложенных слоях контактного давления, передаваемого через цулаги.

Для устройства поставленная задача с достижением технического результата решается тем, что многогранная труба из слоистого композиционного материала в соответствии с изобретением снабжена вставками из стеклоткани, выполненными в форме профильного уголка и расположенными в углах трубы между внутренним слоем и силовой оболочкой на всю длину трубы, причем внутренний слой выполнен из резиноподобного материала, силовая оболочка выполнена из стекловолокна, пропитанного эпоксидным связующим, а труба изготовлена способом по п.1.

Отличительными признаками для способа являются следующие признаки.

На оправку последовательно укладывают внутренний слой из резиноподобного материала, на который в углах укладывают вставки из стеклоткани, пропитанной эпоксидным связующим, и силовую оболочку из стекловолокна, пропитанного эпоксидным связующим, причем силовую оболочку обматывают слоем термоусаживающего материала, поверх которого на грани трубы устанавливают цулаги, имеющие Т-образное сечение, обматывают их вторым слоем термоусаживающего материала и проводят термообработку с созданием в уложенных слоях контактного давления, передаваемого через цулаги.

Отличительными признаками устройства являются следующие признаки.

Труба снабжена вставками из стеклоткани, выполненными в форме профильного уголка и расположенными в углах трубы между внутренним слоем и силовой оболочкой на всю длину трубы, причем внутренний слой выполнен из резиноподобного материала, силовая оболочка выполнена из стекловолокна, пропитанного эпоксидным связующим, а труба изготовлена способом по п.1.

Указанные отличительные признаки являются существенными, поскольку каждый в отдельности и все совместно направлены на решение поставленной задачи с достижением технического результата. Использование единой совокупности существенных отличительных признаков в известных решениях не обнаружено, что характеризует соответствие технического решения критерию «новизна».

Единая совокупность новых существенных признаков с общими известными обеспечивает решение поставленной задачи с достижением технического результата и характеризует предложенные технические решения существенными отличиями по сравнению с известным уровнем техники и аналогами. Данные технические решения являются результатом научно-исследовательской и экспериментальной работы по повышению технологичности изготовления и надежности работы пусковых труб без использования известных проектировочных решений, рекомендаций, материалов и обладают неочевидностью, что свидетельствует об их соответствии критерию «изобретательский уровень».

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 представлен общий вид (в аксонометрии) способа намотки, на фиг.2 – поперечный разрез способа намотки, на фиг.3 – поперечное сечение способа при термообработке, на фиг.4 – поперечное сечение трубы, на фиг.5 – схема действия внутреннего давления, на фиг.6 – схема стенки трубы с эпюрами.

Способ изготовления многогранной трубы 1 из слоистого композиционного материала, при котором на оправку 2 последовательно укладывают внутренний слой 3 из резиноподобного материала, на который в углах укладывают вставки 6 из стеклоткани, пропитанной эпоксидным связующим, и силовую оболочку 4 из стекловолокна, пропитанного эпоксидным связующим, причем силовую оболочку 4 обматывают слоем термоусаживающего материала 7, поверх которого на грани трубы устанавливают цулаги 5, имеющие Т-образное сечение, обматывают их вторым слоем термоусаживающего материала 8 и проводят термообработку с созданием в уложенных слоях контактного давления, передаваемого через цулаги 5.

Вариант исполнения способа заключается в том, что при намотке силовой оболочки 4 (см. фиг.2) максимальное воздействие на резиноподобный материал внутреннего герметизирующего слоя 3 с возможным его повреждением наматываемый материал 9, например стекловолокно, пропитанное эпоксидным связующим, оказывает в момент его укладки на угол трубы 10. Предварительная же укладка вставки 6 из стеклоткани, пропитанной аналогичным связующим, полностью исключает такую возможность.

Многогранная труба 1 из слоистого композиционного материала содержит внутренний слой 3 и силовую оболочку 4, при этом труба снабжена вставками 6 в форме профильного уголка, расположенными в углах трубы 10 между внутренним слоем 3 и силовой оболочкой 4 на всю длину трубы.

Работает труба следующим образом. При сходе ракеты 11 стенки трубы 1 находится под действием внутреннего давления 12 (см. фиг.5). В материале стенки возникают дополнительные изгибные напряжения 13, максимальные 14 – в углах трубы (см. фиг.6). Снижение максимальных напряжений 14 достигается за счет увеличения количества армирующих нитей критического сечения благодаря наличию вставок 6. Кроме того, снижается и деформация 15 стенки трубы, влияющая на точностные параметры схода ракеты 11.

Таким образом, использование изобретений позволит создать высокотехнологичную конструкцию многогранной пусковой трубы с повышенной надежностью ее работы, что и подтверждает использование по назначению. Осуществимость изобретений подтверждена положительными результатами испытаний образцов и фрагментов конструкций, разработка и изготовление которых полностью основаны на представленном описании. В связи с этим новое техническое решение соответствует и критерию «промышленная применимость», т.е. уровню изобретения.

Формула изобретения

1. Способ изготовления многогранной трубы из слоистого композиционного материала, отличающийся тем, что на оправку последовательно укладывают внутренний слой из резиноподобного материала, на который в углах укладывают вставки из стеклоткани, пропитанной эпоксидным связующим, и силовую оболочку из стекловолокна, пропитанного эпоксидным связующим, причем силовую оболочку обматывают слоем термоусаживающего материала, поверх которого на грани трубы устанавливают цулаги, имеющие Т-образное сечение, обматывают их вторым слоем термоусаживающего материала и проводят термообработку с созданием в уложенных слоях контактного давления, передаваемого через цулаги.

2. Многогранная труба из слоистого композиционного материала, содержащая внутренний слой и силовую оболочку, отличающаяся тем, что она снабжена вставками из стеклоткани, выполненными в форме профильного уголка и расположенными в углах трубы между внутренним слоем и силовой оболочкой на всю длину трубы, причем внутренний слой выполнен из резиноподобного материала, силовая оболочка выполнена из стекловолокна, пропитанного эпоксидным связующим, а труба изготовлена способом по п.1.

РИСУНКИ