СПОСОБ НАНЕСЕНИЯ ТЕПЛОЗАЩИТНОГО ПОКРЫТИЯ НА КОРПУС РАКЕТНОГО ДВИГАТЕЛЯ ТВЕРДОГО ТОПЛИВА
METHOD FOR APPLICATION OF HEAT-INSULATING COATING ON SOLID FUEL ROCKET ENGINE BODY

Изобретение относится к технологии нанесения теплозащитного покрытия из композиционных материалов и может быть использовано в ракетно-космической технике для защиты корпусов ракетных двигателей, работающих на твердом топливе, под воздействием повышенных температур, давления и скоростных потоков истекающих продуктов сгорания.
В процессе работы ракетного двигателя твердого топлива элементы его конструкции подвергаются значительному воздействию потока продуктов сгорания, имеющих высокую температуру и скорость. Это воздействие заключается в прогреве и эрозии материалов, из которых изготовлен ракетный двигатель твердого топлива.
Защитное покрытие корпусов ракетных двигателей твердого топлива должно быть сплошным, газонепроницаемым, иметь необходимую адгезию и эрозионную стойкость, обладать необходимой прочностью, упругостью, отвечать требованиям по толщине и массе.
Известен способ нанесения теплозащитного покрытия из композиционных материалов (см. патент RU №2243401 С1, МПК F02K 9/34, опубл. 27.12.2004).
Недостатком данного способа является то, что в качестве теплозащитного покрытия используется резиновая смесь на основе каучука. Данное теплозащитное покрытие работоспособно при скоростях газового потока 30 м/с, что не обеспечивает необходимую эрозионную стойкость материала.
Известен способ нанесения теплозащитного покрытия из композиционных материалов на корпус ракетного двигателя твердого топлива (см. патент RU №2256813 С2, МПК F02K 9/34, опубл. 20.07.2005).
Недостатком данного способа является то, что отформованное теплозащитное покрытие из резиновой смеси на основе каучука применяется для нанесения на цилиндрическую поверхность корпусов ракетных двигателей твердого топлива, т.к. любые изменения размеров и формы поверхности корпуса приводят к образованию воздушных полостей, т.е. участкам непроклея теплозащитного покрытия, и снижению адгезионных и эрозионных характеристик, ограничивает его технологические возможности.
Задачей предлагаемого изобретения является повышение качества, надежности тепловой защиты и работоспособности корпуса ракетного двигателя твердого топлива, за счет применения эрозионностойкого теплозащитного покрытия и улучшения адгезионных характеристик с учетом конструктивных особенностей корпуса.
Поставленная задача в способе нанесения теплозащитного покрытия на корпус ракетного двигателя твердого топлива из композиционных материалов на основе каучука, включающем подготовку поверхности корпуса, формование и размещение теплозащитного материала на поверхности корпуса, склейку и термообработку, достигается тем, что вместо резиновой смеси на основе каучука, на подготовленный для склейки корпус ракетного двигателя наносят слой эрозионностойкого материала стеклопластика, способом окружной намотки, с последующей механической обработкой его до необходимых размеров и получившееся кольцо сдвигают в сторону днища по поверхности корпуса, затем на него надевают отформованное из стеклопластика дно сложной конфигурации, и после склеивания их с корпусом производят окружную намотку стеклопластика необходимой толщины, на цилиндрическую часть корпуса, с последующей термообработкой.
Способ нанесения теплозащитного покрытия заключается в следующем:
На фигуре представлен корпус ракетного двигателя твердого топлива 1 сложной конфигурации, на который наносится комбинированное теплозащитное покрытие из стеклопластика 4. В отличие от пластичной резиновой смеси стеклопластик является твердым непластичным композиционным материалом с высокой эрозионной стойкостью.
Перед нанесением теплозащитного покрытия корпус ракетного двигателя твердого топлива 1 подвергают ряду операций, таких как, пескоструйка, обезжиривание, необходимых для подготовки поверхности корпуса для лучшего склеивания. Затем на корпус 1 наматывают фторопластовую пленку и наносят слой стеклопластика необходимой толщины на цилиндрическую часть корпуса 1, способом окружной намотки. Сформировавшееся кольцо 2 механически обрабатывают до необходимого размера, сдвигают в сторону днища по поверхности корпуса. Затем на корпус надевают отформованное из стеклопластика дно 3 сложной конфигурации. Между корпусом 1, кольцом 2 и дном 3 наносится слой клея. После этого производят нанесение стеклопластика 4 методом окружной намотки необходимой толщины на цилиндрическую часть корпуса. Склейку деталей 2, 3, 4 с корпусом 1 производят клеем холодного и горячего отверждения. После нанесения клея горячего отверждения, корпус с нанесенным на него теплозащитным покрытием из стеклопластика помещают в печь, чтобы создать необходимую температуру полимеризации с последующим ступенчатым охлаждением.
Технический результат достигается тем, что в качестве теплозащитного покрытия используется стеклопластик с температурой разрушения 2500 К, что при расчетной толщине теплозащитного покрытия обеспечивает работоспособность корпуса за полное время работы двигателя.