СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЗАРЯДА СМЕСЕВОГО РАКЕТНОГО ТВЕРДОГО ТОПЛИВА
METHOD OF MAKING COMPOSITE SOLID ROCKET PROPELLANT CHARGE

Изобретение относится к области изготовления крупногабаритных зарядов смесевого ракетного твердого топлива (СРТТ), а именно к технологии формования зарядов методом свободного литья.
Из уровня техники известны способы изготовления зарядов методом литья топливной массы с формированием заряда в корпусе ракетного двигателя патенты РФ №№2194687 (дата публикации 20.12.2002 г.) и №2179543 (дата публикации 20.02.2002 г.).
Недостатком описанных способов является большой разброс давления топливной смеси в корпусе в процессе отверждения однотипных зарядов, что приводит к разбросу равновесной температуры, определяющей уровень действующих в процессе эксплуатации температурных напряжений в заряде. Наиболее близким и потому принятым за прототип является техническое решение по патенту РФ №2239621 (дата публикации 10.11.2004), включающее формование заряда из топливной массы в корпус, собранный с формообразующей оснасткой с применением обогрева.
К недостаткам способа, описанного в прототипе, следует отнести неэффективность обогрева собранного с формообразующей оснасткой корпуса, и неприменимость его к зарядам, формуемым в барокамере для получения заданной среднеобъемной температуры топливной смеси на конец формования и равновесной температуры.
Технической задачей настоящего изобретения является разработка способа изготовления заряда из смесевого твердого топлива, который обеспечивает более эффективный обогрев системы формообразующая оснастка - корпус, получение стабильной среднеобъемной температуры топливной смеси на конец формования зарядов.
Поставленная задача решается предлагаемым способом изготовления заряда смесевого ракетного твердого топлива, который включает формование заряда из топливной массы в корпус, собранный с формообразующей оснасткой с применением обогрева, формование заряда осуществляется методом свободного литья топливной массы в корпус, установленный в барокамере, при этом обогреву подвергают барокамеру или формообразующую оснастку, или барокамеру и формообразующую оснастку одновременно.
Результат предлагаемого технического решения достигается за счет создания эффективной системы обогрева формообразующей оснастки и барокамеры с установленным в ней корпусом в процессе формования и получение стабильной среднеобъемной температуры топливной смеси на конец формования заряда.
Размещение корпуса в барокамере обусловлено тем, что таким методом формуется очень чувствительное топливо.
Обогрев формообразующей оснастки значительно уменьшает оседание влаги на ее поверхности, которая отрицательно влияет на механические характеристики и стабильность топлива, особенно, нитроэфирсодержащего. Кроме того, обогрев формообразующей оснастки уменьшает вязкость топливной смеси, расположенной на канале заряда, что благоприятно сказывается на его монолитности.
Обогрев барокамеры и формообразующей оснастки одновременно в процессе формования позволяет независимо от колебаний температуры окружающей среды и длительности процесса формования обеспечить стабильную среднеобъемную температуру топливной смеси на конец формования.
Обогрев формообразующей оснастки проводят водой. Обогревать барокамеру можно воздухом и водой.
Выбор системы обогрева - барокамера или формообразующая оснастка, или барокамера и формообразующая оснастка одновременно определяется массой, конструкцией заряда, корпуса, технологическими особенностями приготовления топливной смеси, особенностями формования и отверждения. Это же касается выбора теплоносителя (воздух, вода), температуры и длительности времени обогрева. При назначении параметров обогрева учитывают « живучесть» топливной смеси.
Примеры конкретного выполнения.
Пример 1.
Формование крупногабаритного заряда массой 15 тонн проводят методом свободного литья топливной смеси в собранный с формообразующей оснасткой и установленный в барокамере корпус. Весь цикл формования состоит из 10 сливов. Общая длительность формования составляет 100 часов. Барокамеру обогревают воздухом с наружной стороны. Обогрев начинается за 24 часа до первого слива. Температура обогревающего барокамеру воздуха составляет 16-19°C, при температуре сливаемой топливной смеси 28-33°C. Обогрев барокамеры проводят вплоть до отсекания топливной смеси в корпусе.
Пример 2.
Формование крупногабаритного заряда массой 3,2 т проводят методом свободного литья топливной смеси в собранный с формообразующей оснасткой и установленный в барокамере корпус. Весь цикл формования составляет 3 слива. Общая длительность формования составляет 40 часов. Обогревают барокамеру и формообразующую оснастку. Барокамеру начинают обогревать воздухом за 24 часа до начала формования, а формообразующую оснастку - водой за 2 часа до начала формования.
Температура обогревающего барокамеру воздуха и формобразующую оснастку воды, как и температура сливаемой топливной смеси составляет 30-32°C. Обогрев барокамеры и оснастки проводят вплоть до отсекания топливной смеси в корпусе.
Пример 3.
Формование крупногабаритного заряда массой 48,3 тонны осуществляют методом свободного литья в собранный с формообразующей оснасткой и установленный в барокамере корпус.
Температура топливной смеси в процессе составляет 53-55°C. В течение всего процесса формования, который длится 72 часа, формообразующую оснастку обогревают водой, температура которой составляет 50-53°C. Обогрев формообразующей оснастки способствует лучшему растеканию топливной смеси, формирующей канал заряда. Обогрев оснастки прекращают после отсекания топливной смеси в корпусе от формующего аппарата.
2
Давление топливной смеси в корпусе в процессе отверждения стабильно поддерживается в диапазоне 22-23 кгс/см.
Изготовленные таким способом изделия не имеют раковин на поверхности канала.
Предложенный способ формования обеспечивает стабильное значение равновесной температуры, легко реализуется на имеющемся оборудовании и был многократно проверен при изготовлении при изготовлении крупногабаритных зарядов смесевого ракетного твердого топлива.