УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ВКЛАДНОГО БРОНИРОВАННОГО ЗАРЯДА СМЕСЕВОГО РАКЕТНОГО ТВЕРДОГО ТОПЛИВА

Устройство относится к области полезных моделей для изготовления вкладных бронированных зарядов (СРТТ) и может быть использовано в производстве ракетных зарядов с применением предварительно изготовленных бронечехлов.
Под термином бронечехлы понимаются тонкостенные резинотканевые термозащитные оболочки различных форм и размеров, повторяющие формы и размеры конкретного бронированного заряда, способные после заполнения в них и отверждения топливной массы выполнять функции бронепокрытия на заряде.
Одним из вариантом устройства для бронирования вкладных твердотопливных зарядов является устройство для бронирования литьем под давлением, содержащее пресс-форму с выталкивателем контактирующим с открытым торцем заряда снабжено профилирующим элементом, установленным в полости пресс-формы перед выталкивателем.
Сущность работы устройства заключается в том, что внутрь пресс-формы по центру устанавливается отформованная топливная шашка и в зазор между шашкой и пресс-формой впрыскивается бронесостав. После отверждения устройство разбирается и извлекается готовый бронированный заряд.
В качестве прототипа предлагаемого устройства принято «Устройство для нанесения бронирующего устройства на наружную поверхность вкладного ракетного заряда твердого топлива». (Патент №2209804 по заявке №2001114560 от 28.05.2001 года.)
Сущность работы устройства заключается в том, что внутрь пресс-формы по центру устанавливается отформованная топливная шашка и в зазор между шашкой и пресс-формой впрыскивается бронесостав. После отверждения бронесостава, устройство разбирается, бронированный заряд извлекается из пресс-формы.
Недостатком известного устройства для нанесения бронирующего покрытия на наружную поверхность вкладного ракетного заряда твердого топлива является то, что рассмотренное устройство позволяет бронировать заряд простой геометрической формы сравнительно небольших размеров ⌀150…200 мм, длиной до 400 мм для топлив преимущественно баллиститного типа. Устройство не позволяет бронировать заряды сложной конфигурации, а также с элементами двигателя.
Учитывая выше изложенное потребовалась разработка устройства для изготовления вкладных бронированных зарядов, которое бы в заданном объеме камеры сгорания ракетного двигателя позволило разместить большее количество смесевого ракетного твердого топлива, повысило коэффициент совершенства ракетного двигателя, ликвидировало механическую обработку, повысило безопасность работы с зарядом. Эскиз предлагаемого устройства для изготовления вкладного бронированного заряда смесевого ракетного твердого топлива приведен на рис.
Устройство состоит из следующих узлов:
1. боковая часть пресс-формы;
2. бронечехол;
3. переднее днище корпуса ракетного двигателя, скрепленное с закрытым торцем бронечехла;
4. припуск бронечехла;
5. смесевое ракетное твердое топливо;
6. крепящий состав для скрепления с бронечехлом и СРТТ;
7. капроновая эластичная ткань;
8. резиновая поверхность бронечехла;
9. паз в пресс-форме для установки припуска бронечехла.
Технической задачей полезной модели является разработка усовершенствованного устройства для изготовления вкладных бронированных зарядов СРТТ размером ⌀100…1000 мм, длиной 500…3000 мм, позволяющего улучшить энергомассовые и технико-экономические показатели заряда, повысить прочность скрепления бронечехла с топливом.
По этому устройству, состоящему из пресс-формы для формования топливной массы с установленным внутрь бронечехлом для формования в него топливной массы, бронечехол имеет наружную резиновую поверхность, внутренняя поверхность дублирована капроновой эластичной тканью, на которую для скрепления с топливом нанесен крепящий состав, имеющий адгезию к СРТТ, внутренняя поверхность пресс-формы и наружная поверхность бронечехла соответствуют профилю бронированного заряда, бронечехол со стороны закрытого торца скреплен с днищем ракетного двигателя, днище при этом одновременно является крышкой пресс-формы и на время изготовления заряда герметично соединяется с ней, со стороны открытого торца бронечехла имеется припуск, а в разъемах пресс-формы имеется паз для зажатия припуска бронечехла от смещения бронечехла при заполнении топливной массы, после отверждения устройство разбирается, припуск бронечехла отрезается и из пресс-формы распрессовывается готовый бронированный заряд, скрепленный с днищем ракетного двигателя.
Использование устройства с применением предварительно изготовленных бронечехлов, скрепленных по торцу с днищем ракетного двигателя позволяет существенно сократить расход топлива за счет формования топливной массы в калиброванную, соответствующую профилю заряда пресс-форму, без отходов, ликвидировать «канавки» и «уступы», присущие вкладным зарядам, создать застойную зону путем крепления бронированного заряда к днищу двигателя, ликвидировать трудозатраты, связанные с механической обработкой и бронированием, повысить пожаро- взрывобезопасность при распрессовке заряда из пресс-формы, перемещении и снаряжении заряда в корпус ракетного двигателя.
Нанесение на внутреннюю поверхность бронечехла крепящего состава позволяет обеспечить необходимую адгезионную прочность бронечехла с топливом, близость структуры и свойств граничных и глубинных слоев заряда, а следовательно и скоростей горения, физико-механических и других показателей.
Работа известного и предлагаемого устройства для бронирования и изготовления вкладных бронированных зарядов СРТТ состоит из следующих стадий.
Для устройства по патенту №2209804:
- изготовление топливной массы;
- заливка в пресс-форму;
- отверждение;
- механическая обработка шашки для придания нужной формы и геометрических размеров;
- приготовление бронесостава;
- загрузка в литьевую машину;
- запрессовка бронематериала в зазор между пресс-формой и топливной шашкой;
- отверждение бронематериала;
- разборка пресс-формы;
- извлечение бронированного заряда.
Предлагаемого устройства;
- изготовление бронечехла, скрепленного с днищем ракетного двигателя;
- использование для формования заряда пресс-формы с внутренним профилем и размерами, соответствующими профилю и размерам бронированного заряда;
- установка бронечехла, скрепленного днищем ракетного двигателя в устройство для изготовления заряда;
- закрепление бронечехла в устройстве;
- подготовка внутренней поверхности бронечехла, скрепленного с днищем ракетного двигателя;
- заполнение топливной массой бронечехла, скрепленного с днищем ракетного двигателя, установленного в устройстве;
- отверждение топливной массы;
- разборка пресс-формы;
- подрезка припуска бронечехла;
- распрессовка бронированного заряда, скрепленного с днищем ракетного двигателя из устройства.
Из приведенной очередности операций следует, что в устройстве по прототипу (патент №2209809) вначале готовится топливная шашка, которая после механической обработки бронируется.
В предлагаемой полезной модели наоборот вначале готовится бронечехол (бронепокрытие), устанавливается в предлагаемое устройство, после чего заполняется топливная масса, то есть топливо готовится после бронепокрытия.
Свойства изготовленных зарядов приведены в табл.
Наименование показателей
Значения показателей
Наличие новизны
Прототип
Предлагаемая полезная модель
1. Прочность скрепления топлива с бронепокрытием (ОСТ   В-84-2227-85), МПа
0,9
1,2
2. Физико-механические свойства глубинных и граничных с бронепокрытием слоев топлива (ОСТ В-84-1021-87):
- прочность при разрыве МПа;
1,5…2,0
1,8…2,0
Техническое преимущество
- деформация, %;
40…70
50…120
- модуль упругости, МПа.
1,5…2,0
1,2…1,5
3. Скорость горения при давлении 4,0 МПа, мм/сек.
7,8
6,8
- глубинных слоев топлива,
8,3
6,7
- граничных с бронепокрытием слоем топлива
Из данных таблицы следует, что устройство для изготовления вкладных бронированных зарядов обеспечивает высокую прочность скрепления бронечехла с топливом, достаточные физико-механические характеристики топлива, стабильную скорость горения по всему объему заряда.
Использование устройства для изготовления вкладного бронированного заряда у которого бронепокрытие скреплено с передним днищем ракетного двигателя иллюстрируется на примере заряда ⌀360 мм, длиной - 900 мм.
Пример.
Для изготовления бронированного заряда использовано устройство с внутренним профилем соответствующим профилю бронированного заряда. В качестве материала для изготовления бронечехла использованы:
- невулканизованная каландрованная резина марки 51-1615 (на основе каучука СКЭПТ);
- техническая эластичная капроновая ткань арт.56151;
- крепящий состав на основе уретанового каучука марки СУРЭЛ.
Изготовление бронечехла проводили на оправке, последовательной укладкой заготовок на цилиндрической и торцевой поверхностях. На резину, уложенную на торцевую часть оправки наносился клей марки «Лейконат» для скрепления с металлическим днищем. Переднее днище двигателя прикладывали к торцу оправки и поджимали. Опрессовку уложенных на оправку заготовок проводили стеклолентой шириной 50 мм с натягом 50…70 кг/ленту. Вулканизацию резины проводили в термостате при температуре 150…160°С в течение 5 часов. После этого бронечехол, скрепленный с днищем с помощью сжатого воздуха снимался с оправки.
Затем бронечехол с днищем устанавливался в пресс-форму, днище скрепляли с фланцем пресс-формы, а Г-образный припуск бронечехла закрепляли в паз разъема пресс-формы. После этого на внутреннюю поверхность бронечехла наносился крепящий состав на основе уретанового каучука СУРЭЛ.
СРТТ готовили по технологии свободного литья на существующем оборудовании из следующих основных компонентов:
- каучук СКД-КТР - 10%;
- пластификатор - 2,5%;
- минеральный наполнитель - 67%;
- отвердители - 1,5%;
- металлический порошок - 18%;
- специальные добавки - 1,5%.
Готовую жидковязкую топливную массу сливали в бронечехол, установленный в пресс-форме и термостатировали при температуре 50…70°С в течение 10 суток.
После отверждения топлива пресс-форму разбирали и распрессовывали готовый бронированный заряд.