СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЗАРЯДОВ СМЕСЕВОГО РАКЕТНОГО ТВЕРДОГО ТОПЛИВА
METHOD FOR PRODUCING CHARGE OF MIXED ROCKET SOLID FUEL

Изобретение относится к области производства ракетной техники, а именно к технологии изготовления крупногабаритных зарядов смесевого ракетного твердого топлива (СРТТ) методом свободного литья.
Из уровня техники известен способ изготовления зарядов смесевого твердого топлива по патенту РФ №2230052 (дата публикации 10.06.2004 г.), включающий приготовление и слив топливной массы в корпус заряда, собранный с каналообразующей оснасткой.
Известен также способ промышленного производства заряда смесевого ракетного твердого топлива по патенту РФ №2194687 (дата публикации 20.12.2002 г.), включающий приготовление и слив топливной массы в корпус заряда методом свободного литья.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению является способ изготовления зарядов смесевого твердого ракетного топлива по патенту РФ №2508464 (дата публикации 10.11.2013 г.), включающий приготовление и слив топливной массы в корпус заряда, собранного с каналообразующей оснасткой.
Однако описанным способам присущи следующие недостатки: в процессе формования современных крупногабаритных зарядов методом свободного литья топливной массы в собранный с каналообразующей оснасткой корпус каналообразующая оснастка является единственным местом размещения сливного отверстия, при этом над сливным отверстием остается значительный объем корпуса, который необходимо в процессе формования заполнять топливной массой. Для заполнения этого объема и обеспечения монолитности заряда приходится увеличивать расход топливной смеси на 5-10%.
Задачей настоящего изобретения является разработка способа изготовления крупногабаритных зарядов СРТТ методом свободного литья топливной массы в собранный с каналообразующей оснасткой корпус через отверстие в каналообразующей оснастке, обеспечивающего гарантированное заполнение топливной массой объема корпуса, расположенного выше сливного отверстия, и уменьшение расхода дорогостоящего СРТТ, необходимого для изготовления заряда.
Поставленная задача решается предлагаемым способом изготовления крупногабаритных зарядов смесевого твердого ракетного топлива методом свободного литья, который включает приготовление и слив топливной массы в корпус заряда, собранный с каналообразующей оснасткой, при этом на заключительной стадии слива, после прекращения свободного истечения топливной массы в корпус, определяемого по показаниям приборов, смеситель заполняют инертным газом при давлении, обеспечивающем истечение топливной массы в корпус, периодически повышая давление по мере того, как прекращается истечение топливной массы, до полного заполнения корпуса, которое регистрируется датчиками давления, расположенными на каналообразующей оснастке, с последующей выдержкой заряда при атмосферном давлении в смесителе.
Подача инертного газа на заключительной стадии слива позволяет преодолеть гидростатическое давление топливной массы в объеме корпуса, находящегося выше сливного отверстия, и обеспечить надежное заполнение всего объема корпуса. Периодическое повышение давления инертного газа обеспечивает перетекание топливной массы в корпус под небольшим избыточным давлением по сравнению с гидростатическим давлением топливной массы над сливным отверстием, что уменьшает вероятность проскока газа в объем заряда. Выдержка после каждого повышения давления необходима для растекания топливной массы в корпусе и уменьшения вероятности проскока газа в объем формуемого заряда. Повышение давления и длительность временных периодов между ними определяются реологическими свойствами топливной массы, конструкцией смесителя и сливной горловины, каналообразующей оснастки.
Достоинства предлагаемого способа заключаются в том, что он позволяет гарантированно заполнить топливом объем корпуса, расположенный выше сливного отверстия. Кроме того, способ позволяет уменьшить необходимый уровень топливной массы в смесителе при последнем сливе, гарантированно обеспечивая полное заполнение объема корпуса, расположенного выше сливного отверстия в каналообразующей игле, тем самым уменьшая расход дорогостоящего СРТТ, необходимого для изготовления заряда.
Для пояснения выполнения предлагаемого способа приведены примеры конкретного выполнения.
Для реализации указанного назначения заявляемый способ на начальном этапе изготовления заряда предусматривает осуществление известных и широко применяемых в отрасли операций метода свободного литья: установку собранного с каналообразующей оснасткой корпуса в барокамеру, вакуумирование барокамеры и корпуса перед сливанием топливной массы из смесителя в корпус, справедливых для всех примеров конкретного выполнения.
Пример 1
В процессе формования крупногабаритного заряда массой 15 т после прекращения свободного истечения топливной массы из смесителя при последнем сливе, определяемого показаниями массоизмерительного устройства, в него подают инертный газ (например, азот) до давления 50 мм рт.ст. Истечение топливной массы продолжается 1 час. Затем повышают давление еще на 120 мм рт.ст., свободное истечение возобновляется. Так повторяют 3 раза, периодически повышая давление на 150-160 мм рт.ст. до полного заполнения корпуса топливной массой, которое регистрируется датчиками давления, установленными на каналообразующей оснастке и достижения атмосферного давления в смесителе. После полного заполнения корпуса топливной массой осуществляют выдержку заряда в течение 2 часов при атмосферном давлении в смесителе.
Пример 2
Крупногабаритный заряд массой 350 кг изготавливают за один слив. После прекращения свободного истечения топливной массы, определяемого показаниями массоизмерительного устройства, в смеситель подают инертный газ (например, азот) до давления 180-190 мм рт.ст. Истечение топливной массы продолжается 120-140 мин. Затем повышают давление в смесителе до 380-390 мм рт.ст., свободное истечение возобновляется. Так повторяют 3 раза, до полного заполнения корпуса топливной массой, которое регистрируется датчиками давления, установленными на каналообразующей оснастке, и достижения атмосферного давления в смесителе. После полного заполнения корпуса топливной массой осуществляют выдержку заряда в течение 2 часов при атмосферном давлении в смесителе.
Таким образом, предлагаемый способ изготовления СРТТ легко реализуется на имеющемся стандартном оборудовании и был многократно проверен при изготовлении серийных крупногабаритных изделий.