Конструктивное исполнение криогенных топливных баков для ракетной техники
Авторы: Егоров А.В., Васильев Ф.Ал.
Опубликовано в выпуске: #1(157)/2025
DOI: 10.18698/2308-6033-2025-1-2417
Раздел: Авиационная и ракетно-космическая техника | Рубрика: Проектирование, конструкция, производство, испытания и эксплуатация летательных аппаратов
На основании опубликованных работ представлен обзор конструкций водородных баков, применявшихся или разрабатываемых как в отечественной, так и зарубежной ракетно-космической индустрии. Рассмотрены область применения водородных баков, их габаритные размеры, материалы несущей оболочки и теплоизоляционного покрытия, различные клеевые и адгезионные покрытия. Для сравнения приведены механические характеристики основных применяемых материалов и диаграммы деформирования алюминиевого сплава металлической оболочки. Проанализированы условия эксплуатации криогенных баков и внешние нагрузки, действующие на бак в процессе захолаживания, заправки и летной эксплуатации, а также рассмотрены испытания, которым подвергаются холодные баки. По результатам обзора сделаны выводы об особенностях конструкции водородных баков, процесса заправки, условий эксплуатации и предъявляемых требований к конструкции.
EDN ZVKZTO
Литература
[1] Феодосьев В.И., Синярев Г.Б. Введение в ракетную технику. Москва, Оборонгиз, 1960, 506 с.
[2] Акилов Г.К., Ольховская С.П., Танюшин Б.А. Создание кислородно-водородных ракетных блоков для ракетно-космического комплекса Н1-ЛЗ. Международный научный журнал «Альтернативная энергетика и экология», 2008, № 3 (59), с. 55–58.
[3] Ежов И.А. Создание кислородно-водородного блока РН «Энергия». Международный научный журнал «Альтернативная энергетика и экология», 2008, № 3 (59), с. 59–63.
[4] Вторая ступень — блок Ц. В кн.: Губанов Б.И. Триумф и трагедия «Энергии». URL: http://www.buran.ru/htm/15-3.htm (дата обращения: 27.08.2024).
[5] Шунейко И.И. Пилотируемые полеты на Луну, конструкция и характеристики Saturn V Apollo. Итоги науки и техники. Сер. Ракетостроение. Москва, 1973, т. 3, 358 с.
[6] Ariane 5 ES. сайт ESA URL: https://www.esa.int/Enabling_Support/Space_Transportation/Launch_vehicles/Ariane_5_ES (дата обращения: 27.08.2024).
[7] МТКС «Спейс Шаттл». сайт НАСА URL: https://www.nasa.gov/wp-content/uploads/2016/08/113020main_shuttle_lightweight.pdf?emrc=5ba224 (дата обращения: 27.08.2024).
[8] Vulcan-Centaur пошел! Livejournal URL: https://fonzeppelin.livejournal.com/304705.html?ysclid=lwg8n1jng6408903421 (дата обращения: 27.08.2024).
[9] РБ КВТК. Официальный сайт ГКНПЦ им. М.В. Хруничева. URL: http://www.khrunichev.ru/main.php?id=52 (дата обращения: 24.08.2024).
[10] Залетаев С.В., Копяткевич Р.М. Программный комплекс теплового проектирования и анализа тепловых режимов космических аппаратов. Космонавтика и ракетостроение, 2014, № 4 (77), с. 84–91.
[11] Зубриенко Г.Л., Таненбаум Ф.З., Петрованов В.М., Бобринский В.И., Воппер О.С. Опыт сварки соединений из термоупрочняемого алюминиевого сплава 1201 в различных пространственных положениях. Вопросы технологии сборки конструкций летательных аппаратов: межвуз. сб. Куйбышев, Куйбышев. авиац. ин-т им. С.П. Королева, 1982, с. 121–128.
[12] Фоканов А.Н., Кузнецова Е.А., Попов В.Д., Курочко Р.С. Свариваемость сплава АБМ1 со сплавом 1201. Москва, ВИАМ, 1983.
[13] Луканов А.А., Олейников Е.П. Сварка топливных баков ракетных двигателей. Решетневские чтения. Красноярск, Сибирский гос. ун-т науки и технологии имени академика М.Ф. Решетнева, 2017, с. 518–519.
[14] Лабур Т.М., Костин В.А. Влияние высокоскоростной сварки сжатой дугой на изменение структуры металла шва алюминиевого сплава 1201. Сварочное производство, 2017, № 5, с. 9–18.
[15] Покляцкий А.Г. Параметры процесса сварки трением с перемешиванием тонколистовых алюминиевых сплавов. Вестник Полоцкого гос. ун-та, серия В. Промышленность. Прикладные науки. Машиностроение, 2015, № 11, с. 53–58.
[16] Булатов Г.А. Пенополиуретаны и их применение на летательных аппаратах. Москва, Машиностроение, 1970, 230 с.
[17] Щербакова Т.Н., Сереженкова В.В., Яншин Х.Я., Кудряшова Н.В., Савватеева О.А. Многослойное изделие и способ его изготовления (варианты). Пат. № 2298480, Российская Федерация, 2007, бюл. № 13, 9 с.
[18] Трубы ППУ. Особенности и преимущества. ЭкоПолимер URL: https://eco-polymer.ru/ppu-17n-kharakteristiki/?ysclid=lw3m64eal8353831312 (дата обращения: 27.08.2024).
[19] Каблов Е.Н. Конструкционные композиционные материалы. Москва, ФГУП ВИАМ, 2012, 58 с.
[20] Мишин В.П., Карраск В.К., ред. Основы конструирования ракет-носителей космических аппаратов. Москва, Машиностроение, 1991, 416 с.
[21] Балабух Л.И., Алфутов Н.А., Усюкин В.И. Строительная механика ракет. Москва, Высшая школа, 1984, 391 с.
[22] Духанин Ю.И. Способ криогенно-прочностного испытания водородного бака. Пат. № 2730129, Российская Федерация, 2020, бюл. № 23, 14 с.
[23] Юранев О.А. Исследование различных способов захолаживания криогенных топливных баков изделий ракетно-космической техники. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Машиностроение, 2018, № 3, с. 50–56.
[24] Барвинок В.А., Горячев А.С., Федотов Ю.В. Методы и средства монтажа и испытаний в производстве баков-емкостей летательных аппаратов. Куйбышев, Куйбышев. авиац. ин-т, 1988, 68 с.
[25] Лукьянова Э.А., Сулягин Е.В., Сухачева О.В., Сыровец М.Н., Тупицын Н.Н., Федоров В.И., Хаспеков В.Г. Способ заправки жидким водородом топливного бака ракетно-космической системы. Пат. № 2284951, Российская Федерация, 2004, бюл. № 28, 7 с.