Проблемы применения композиционных материалов при разработке ферменных конструкций двигательных установок
Авторы: Токарева М.И., Ширяев М.И.
Опубликовано в выпуске: #1(85)/2019
DOI: 10.18698/2308-6033-2019-1-1840
Раздел: Металлургия и материаловедение | Рубрика: Порошковая металлургия и композиционные материалы
Рассмотрены этапы проектирования, изготовления, сборки и испытаний силовой ферменной конструкции жидкостного ракетного двигателя из полимерных композиционных материалов. Предполагается, что силовая рама из углепластика аналогична металлической, а именно будет иметь то же расположение осей и мест крепления составляющих частей двигателя. В связи с этим исследованы пути преодоления ряда сложностей, возникающих при проектировании и изготовлении композитной силовой рамы. Выявлены преимущества и недостатки применения полимерных композиционных материалов при создании ферменных конструкций двигательных установок. В результате замены металлической силовой рамы углепластиковой в ферменной конструкции становится возможным снижение массы такой конструкции приблизительно в 2 раза, а массы двигателя — приблизительно на 20 кг
Литература
[1] Макаров В.Ф., Мешкас А.Е., Ширинкин В.В. Технологии, позволяющие повысить эффективность обработки композиционных материалов. Матер. XVI Всерос. науч.-техн. конф. «Аэрокосмическая техника, высокие технологии и инновации», ПНИПУ. Пермь, 2015, с. 179–189.
[2] Соколовский М.И., Шатров В.Б., Шайдурова Г.И., Васильев И.Л. Исследование, разработка и перспективы использования инновационных подходов в материаловедении и технологиях производства изделий РКТ. Матер. II Всерос. науч.-техн. конф. «Климат-2017. Проблемы оценки климатической стойкости материалов и сложных технических систем». ФГУП «ВИАМ» ГНЦ РФ. Геленджик, 2017, с. 113–120. 1 CD-ROM.
[3] Зимин В.Н., Смердов А.А. Проектирование композитных соединительных узлов в задачах оптимизации многосекционных композитных космических ферменных конструкций. Вестник СибГАУ, 2017, т. 18, № 1, с. 123–131.
[4] Кондратенко А.Н., Голубкова Т.А. Полимерные композиционные материалы в изделиях зарубежной ракетно-космической техники (Обзор). Конструкции из композиционных материалов, 2009, № 2, с. 24–35.
[5] Scelsi L., Bonner M., Hodzic A., Soutis C., Wilson C., Scaife R., Ridgway K. Potential Emissions Savings of Lightweight Composite Aircraftcomponents Evaluated Through Life Cycle Assessment. eXPRESS Polymer Letters, 2011, vol. 5, no. 3, pp. 209–217.
[6] Зорин В.А. Опыт применения композиционных материалов в изделиях авиационной и ракетно-космической техники (Обзор). Конструкции из композиционных материалов, 2011, № 4, с. 44–59.
[7] Портной К.И., Салибеков С.Е., Светлов И.Л., Чубаров В.М. Структура и свойства композиционных материалов. Москва, Машиностроение, 1979, 255 с.
[8] Смердов А.А., Таирова Л.П., Тимофеев А.Н., Шайдуров В.С. Методика проектирования и экспериментальной отработки размеростабильных трубчатых стержней из углепластика. Конструкции из композиционных материалов, 2006, № 3, с. 12–23.
[9] Liangquan Zhang, Hui Li, Jinping Ou. Experimental Investigation and Analysis on Mechanical Behavior of Filament-Wound CFRP Tubes. Pacific Science Review, 2008, vol. 10, no. 3, pp. 335–340.
[10] Зорин В.А. Методология проектирования оболочечных конструкций из композиционных материалов. Конструкции из композиционных материалов, 2012, № 3, с. 3–10.
[11] Ширяев М.И., Токарева М.И., Лянгузова Т.А. Применение углепластика при проектировании несущих элементов рамных конструкций двигательных установок. Сб. матер. V Междунар. конф. с элементами научной школы для молодежи «Функциональные наноматериалы и высокочистые вещества». Минобрнауки России, РАН, Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН, ОАО «КОМПОЗИТ». Суздаль, 2014, с. 179–180. 1 CD-ROM.
[12] Дмитриев О.С., Малков И.В. Влияние режимов термообработки на геометрические и механические характеристики углепластиковых трубчатых элементов. Вестник Тамбовского гос. техн. ун-та, 2016, т. 22, № 3, с. 427–438.
[13] Крысин В.Н., Крысин М.В. Технологические процессы формования, намотки и склеивания конструкции. Москва, Машиностроение, 1989, 240 с.