БАЛЛОН ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ ИЗ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ

1. Баллон высокого давления, характеризующийся тем, что содержит горловину, по крайней мере, в одном из днищ, тонкостенный герметизирующий лейнер из нержавеющей тонкостенной стали и внешнюю силовую оболочку из композиционного материала, образованную комбинацией слоев-оболочек из групп лент, ориентированных по поверхности лейнера в геодезических направлениях с разными углами и линейными плотностями соответственно расположенных в них нитей армирующего материала, при этом профиль меридиана, образующего поверхность днищ лейнера, имеет форму кривой, плотно охватывающей образующие меридианы вложенных друг в друга частей слоев-оболочек, первая из которых от горловины до второй является поверхностью геодезического изотенсоида, а последующие по сечениям своих полюсных отверстий совпадают с условной гладкой поверхностью заданной формы и удовлетворяют условию
i
где γ - угол между осью вращения и нормалью к поверхности в рассматриваемом сечении, Т - усилия разрыва армирующих нитей, n - мощность армирования (число нитей) в i-й слое-оболочке, φ - угол армирования в рассматриваемом сечении, r - радиус рассматриваемого сечения, p - давление в баллоне, k - число вложенных слоев-оболочек.
2. Баллон по п.1, характеризующийся тем, что максимальный диаметр геодезического изотенсоида в 1.2-1.8 раза больше диаметра полюсного отверстия второй вложенной слоя-оболочки.
3. Баллон по п.1, характеризующийся тем, что максимальные диаметры вложенных друг в друга слоев-оболочек находятся в интервале между полюсными отверстиями соседних слоев-оболочек.
4. Баллон по п.1, характеризующийся тем, что траектории укладки армирующих нитей в слоях-оболочках являются траекториями геодезических направлений для рассматриваемой слоя-оболочки и определяются отношением диаметра ее полюсного отверстия к текущему диаметру.
5. Баллон по п.1, характеризующийся тем, что суммарная линейная плотность (количество) лент во всех слоях-оболочках с соответственно расположенными в них однонаправленными волокнами выбрана из условия
где Rc - максимальный радиус баллона.
6. Баллон по п.1, характеризующийся тем, что линейная плотность (количество) лент с соответственно расположенными в них однонаправленными нитями на каждой из вложенных слоев-оболочек выбрана из условия
где Rк - максимальный радиус вложенной слоя-оболочки.
7. Баллон по п.1, характеризующийся тем, что в качестве условной гладкой поверхности выбрана сфера, а количество вложенных слоев-оболочек три.
8. Баллон по п.7, характеризующийся тем, диаметры полюсных отверстий вложенных слоев-оболочек составляют 0.1, 0.5 и 0.765 от максимального диаметра баллона.
9. Баллон по п.1, характеризующийся тем, что в качестве условной гладкой поверхности выбрана коническая поверхность, а количество вложенных слоев-оболочек шесть.
10. Баллон по п.9, характеризующийся тем, диаметры полюсных отверстий вложенных слоев-оболочек составляют 0.3, 0.42, 0.53, 0.65, 0.76 и 0.88 от максимального диаметра баллона.