Разработка углепластиковой стержневой системы разделения продольного стыка головных обтекателей

• Автор: Оленин, Игорь Георгиевич
• Шифр специальности: 05.07.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 106 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1.Конструктивно-технологические особенности стержневых систем разделения продольного стыка головных обтекателей (ГО).
1.1.Штатные системы.
1.2.Механический шариковый замок.
1.3.Комбинированные металло-углепластиковые тяги.
1.4.Обзор работ; постановка задачи.
2.Технология изготовления металл о-у глеи ластиковых стержней - тяг из предварительно формованных элементов (ПФЭ).
2.1 .Изготовление ПФЭ на оправке.
2.2.Сборка ПФЭ в стержень.
2.3.Экспериментальная отработка.
2.4.Технологическая оснастка.
3.Выбор конструктивных параметров стержневой системы разделения.
3.1 .Динамические нагрузки на тяги. 3
3.2.Регулярная часть углепластикового стержня.
3.3.Узлы стыка углепластикового стержня с алюминиевой и титановой законцовками.
3.4.Регулировка шарикового замка стержневой системы разделения в зависимости от деформационных,
технологических, температурных и установочных смещений.
4.Испытания комбинированных стержневых систем разделения.
4.1.Несущая способность металло-углепластикового стержня-тяги.
4.2.Функционирование шарикового замка при ожидаемых эксплуатационных перемещениях корпуса ГО и цепочки тяг от аэродинамического и температурного воздействий.
Заключение.
Литература.
ВВЕДЕНИЕ

Композиционные материалы широко применяются в современных конструкциях авиационной и ракетно-космической техники для обеспечения массового совершенства изделий. В первую очередь композиты используются в оболочечных корпусных агрегатах изделий: обтекатели, проставки, баки. Здесь достигается наибольший выигрыш в весе. Однако необходимость крепления к корпусам различных узлов и деталей выдвигает дополнительные требования к последним и в частности по деформативности. Так стержневая система разделения головных обтекателей (из алюминиевых сплавов), эксплуатируемых на ракете-носителе «ПРОТОН», устанавливается на трехслойных углепластиковых и стеклопластиковых обшивках корпусов. Различие материалов стержней и обшивок по коэффициенту линейного расширения может приводить, при нагреве космической головной части, к несанкционированному преждевременному срабатыванию корневых шариковых замков продольного стыка головного обтекателя. Поэтому практический интерес представляет замена алюминиевых стержней-тяг на углепластиковые и соответствующая регулировка шариковых замков. Решению этой задачи и посвящена настоящая диссертационная работа.
Цель диссертации состоит в разработке технологии изготовления металло-углепластиковых стержней-тяг продольной системы разделения головных обтекателей, в теоретическом и экспериментальном обосновании их несущей способности и возможности регулировки шариковых замков, выборе конструктивных схем стержней и гарантированных параметров шариковых замков.
Научную новизну работы составляют:
1. Конструктивно-технологическое решение углепластикового стержня-тяги с алюминиевой и титановой законцовками, основанное на

технологии изготовления стержня из ПФЭ, выборе рациональных параметров законцовок и использовании способа сборки - склейки.
2. Подход к проектированию углепластиковой стержневой системы разделения продольного стыка ГО, включающий компьютерные программы расчета и оптимизации структуры композиционного материала регулярной части стержня и зон соединений законцовок со стержнем, модель динамической устойчивости стержней при осевом ударе, методику расчета допусков и регулировки шарикового замка.
3. Результаты экспериментального исследования несущей способности металло-углепластикового стержня-тяги при растяжении-сжатии и устойчивости функционирования шарикового замка при ожидаемых эксплуатационных перемещениях корпусов ГО и цепочки тяг от аэродинамического и температурного воздействий.
Публикации и апробация работы. Результаты исследований отражены в работах [14, 35] и докладывались на конференциях:
1. Научно техническая конференция ГКНПЦ им. М.В.Хруничева. Москва, 1998 г.
2. XIX Российская школа по проблемам проектирования неоднородных конструкций. г.Миасс, 1999г.
3.НТС департамента «Химия и технология композиционных материалов» Российского государственного технологического университета им. К.Э.Циолковского 2000 г..
Диссертация состоит из введения, четырех разделов, заключения,
списка цитируемой литературы; изложена на 106 страницах.
В первом разделе обсуждаются конструктивно-технологические особенности штатных и новых мегалло-углепластиковых стержневых систем разделения головных обтекателей ракеты-носителя «ПРОТОН»; дается обзор работ по расчету, проектированию и изготовлению композитных стержней.
Во втором разделе описывается отработка операций технологического процесса изготовления углепластиковых тонкостенных стержней из предварительно формованных элементов (ПФЭ); приводятся сведения о

Рис. 2.3.1.Блок схема поиска конструктивно-технологического
решения