Дослідження впливу шорсткості поверхні вуглепластиків на герметичність рознімних з’єднань в РКТ

Анотація

У ракето-космічній техніці до конструкцій пред’являються підвищені вимоги по їх міцності і надійності в умовах експлуатації. Що стосується використання композитних матеріалів та в першу чергу вуглепластиків, їх застосування виправдане високими показниками питомої міцності і надійності як по компонентно, так і в складі армованого матеріалу, до складних і агресивних середовищ, таких як робочі гази і рідини при температурі від мінус 196ºС до плюс 100 ºС. Беручи до уваги, що значну частину сухої ваги ракети-носія складають такі деталі як паливні баки та кріогенні трубопроводи, особливо критичним є завдання зменшення ваги верхніх ступенів ракети-носія, а також всього легкого класу, де реалізувати ефективні цільнокомпозитні безлейнерні конструкції кріогенних паливних баків та трубопроводів технологічно можливо [1]. Це призводить до необхідності виконувати рознімні фланцеві з’єднання у стику деталей бак-трубопровід, та забезпечувати його герметичність в умовах експлуатації.

Завдання проектування особливо ускладняється при моделюванні взаємодії всіх елементів конструкції в умовах силових навантажень та кріогенних температур [2]. Це насамперед збереження міцності та достатнього рівня жорсткості матеріалу та деталей конструкції в умовах тривалого зовнішніх факторів. Істотно впливає на герметичність роз’ємного фланцевого з’єднання відмінність коефіцієнтів лінійного температурного розширення матеріалів та деталей що знаходяться в контакті, що при використанні вуглепластиків суттєво залежить від схеми армування деталі.

В роботі розглянуто питання забезпечення герметичності фланцевого рознімного з’єднання з вуглепластику для кріогенних компонентів палива.