8 / 11
М.А. Комков, Д.А. Потапов, А.А. Кудрявцев
8
Инженерный журнал: наука и инновации
# 9·2017
к
h
= 0,55 мм под углом
β
= 67,5° и определяем погонную массу ком-
бинированной оболочки трубопровода по формуле
(
)
кмб
об
м м м к к
= π ρ + ρ
M d h h
(
)
кмб
об
м м м к к
100
= π ρ + ρ ⋅
М d h h
см = 0,718 кг,
где
м
d
= 70,6 мм — диаметр лейнера;
м
ρ
= 7,9 г/см
3
— плотность ме-
талла;
к
ρ
= 1,58 г/см
3
— плотность композита.
Расчетная масса равновеликой по разрушающему давлению тру-
бы из стали 12Х18Н10Т (
м
h
= 1,0 мм) будет равна 1,75 кг, а трубо-
провода из алюминиевого сплава АМг-6
м
(
h
= 2,0 мм) — 1,22 кг, т. е.
в 2,44 и 1,70 раза больше массы комбинированной оболочки.
Заключение.
Разработана методика определения и выбора угла
армирования композитной оболочки комбинированного трубопрово-
да, при захолаживании которого вплоть до криогенной температуры
обеспечивается одинаковый уровень значений температурных де-
формаций металлического лейнера и намотанного композита.
Испытания на термоциклирование (захолаживание — отогрев) и
разрушение давлением жидкого азота (≈ –180 °С) цилиндрических
образцов трубопроводов диаметром 50 мм с толщиной лейнера 0,3 мм
и слоя углепластика 0,52 мм показали, что образование складок и
гофров на тонкостенной металлической оболочке не происходит, а
образцы разрушились при давлении 13,0…15,8 МПа.
Конструкторско-технологическое проектирование криогенных тру-
бопроводов диаметром 70 мм на основе ультратонкого стального
лейнера и намотанного углепластика позволило снизить его погонную
массу на 59 % и 41 % соответственно по сравнению с расчетной массой,
равновеликой по разрушающему давлению трубы из стали 12Х18Н10Т
м
(
h
= 1,0 мм) и из алюминиевого сплава АМг-6
м
(
h
= 2,0 мм).
ЛИТЕРАТУРА
[1]
Патрунов Ф.Г.
Ниже 120 градусов по Кельвину.
Москва, Знание, 1989, 176 с.
[2]
Мохов В. Первый разгонный блок 12КРБ отправлен в Индию.
Новости
космонавтики
, 1998, № 21/22, с. 42–43.
[3]
Журавин Ю. «Море» планов «Ангары».
Новости
космонавтики
, 1999, № 3
(194), 1999, с. 48–49.
[4]
Буланов И.М., Комков М.А. Применение жестких полимерных пленок в
криогенных топливных системах аэрокосмической техники.
Вестник
МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер
.
Машиностроение
, 1992, № 1, с. 14–24.
[5]
Сабельников В.В., Комков М.А., Саморядов А.В. Технология склеивания
элементов криогенного трубопровода.
Клеи. Герметики. Технологии
, 2005,
№ 1, с. 16–20.
[6]
Андреев В.А., Борисов В.Д., Климов В.Т. и др.
Внимание: газы.
Криогенное топливо для авиации: Справочник-воспоминание для всех
.
В.Т. Климов, науч. ред. Москва, Московский рабочий, 2001, 223 с.