ГИБКИЙ ОПОРНЫЙ ШАРНИР
FLEXIBLE SKEWBACK HINGE

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при изготовлении гибких соединений, в том числе гибких опорных шарниров в конструкциях сопловых блоков ракетных двигателей твердого топлива.
Известен гибкий опорный шарнир, содержащий чередующиеся слои эластомера и армирующие тарели, установленные между опорными кольцами (патент РФ №2231693), являющийся ближайшим аналогом изобретения.
В настоящее время тарели выполняются из металла, что заметно утяжеляет конструкцию соплового блока и, соответственно, ухудшает массовую характеристику двигателя.
Технической задачей изобретения является снижение массы гибкого шарнира.
Технический результат достигается тем, что в гибком шарнире, содержащем чередующиеся между собой слои эластомера и армирующие тарели, установленные между опорными элементами, армирующие тарели выполнены из композиционного материала, армированного углеродной тканью, при этом поверхностные слои углеродной ткани наполнены электроосажденной медью.
Отличительные признаки заявляемого технического решения являются существенными:
- выполнение тарелей из композиционного материала, армированного углеродной тканью, снижает массу тарелей и, соответственно, массу шарнира.
- наполнение поверхностного слоя углеродной ткани осажденной медью обеспечивает высокую прочность адгезионного соединения тарелей с эластомером за счет образования химического соединения меди с серусодержащей вулканизующей группой, входящей в рецептурный состав эластомера на основе полиизопрена.
На чертеже представлено продольное сечение гибкого шарнира.
Гибкий шарнир содержит:
- композиционные армирующие тарели - 1;
- чередующиеся между собой слои эластомера - 2;
- опорные элементы - 3.
Подвижные управляющие сопла относятся к газодинамическим органам управления в современных РДТТ.
При отклонении подвижной части соплового блока создается управляющая сила, пропорциональная углу отклонения сопла. Подвижные управляющие сопла должны обеспечивать:
- создание минимальной нагрузки на рулевой привод (минимального шарнирного момента);
- необходимую жесткость кинематической передачи от подвеса к рулевому приводу;
- минимальный момент инерции подвижной части;
- надежное уплотнение разъема.
±0,02
Гибкий опорный шарнир, являясь упругим подвесом, представляет собой шарнирный узел, который устанавливается между подвижной и неподвижной частями соплового блока и обеспечивает пространственное отклонение сопла за счет упругих деформаций и элементов из слоев низкомодульного эластомера (0,2 МПа) при коэффициенте Пуассона 0,4995.
Сочетание вулканизованных слоев резины и композита на основе углеродной ткани с электроосажденной медью и эпоксидным связующим в пакете эластичного подвижного шарнира обеспечивает устойчивость тарелей и необходимую сдвиговую прочность.
Предлагаемая конструкция позволяет снизить массу и повысить надежность гибкого опорного шарнира, используемого в конструкции поворотных управляющих сопел ракетных двигателей твердого топлива.