Оценка влияния анизотропии на прочностные характеристики теплозащитного покрытия камеры сгорания двигательной установки при изменении температуры окружающей среды

Аннотация

В целях обеспечения тепловой защиты внутренних поверхностей камеры сгорания ракетного двигателя твердого топлива используются покрытия на основе бутилкаучука или полиуретанового и бутадиен-нитрильного каучуков, полученные методом компрессионного формования из каландрованной резиновой смеси. Полученные теплозащитные покрытия анизотропные (обладают каландровым эффектом) --- их прочностные характеристики зависят от направления ориентирования заготовок, закладываемых в пресс-форму перед вулканизацией. При транспортировке и хранении двигательной установки в теплозащитных покрытиях возникают внутренние напряжения, обусловленные разными значениями температуры на поверхности и внутри изделия, которые могут привести к растрескиванию покрытия с последующим прогаром стенки в процессе работы двигателя. Проведена оценка влияния анизотропии на прочностные характеристики теплозащитного покрытия элемента конструкции двигательной установки при изменении температуры окружающей среды на примере теплозащитного материала, изготовленного из резиновой смеси на основе бутадиен-нитрильного каучука. Установлено, что значение предела прочности покрытия, исходная заготовка которого получена методом шприцевания, предложенным в качестве меры устранения анизотропии свойств, расположено в интервале между значениями предела прочности каландрованной резиновой смеси, определенными продольно и поперечно направлению каландрования. Получены данные о темпе снижения прочностных характеристик теплозащитного покрытия в результате циклического изменения температуры окружающей среды

Просьба ссылаться на эту статью следующим образом:

Ушакова Е.С., Тупоногов В.Г. Оценка влияния анизотропии на прочностные характеристики теплозащитного покрытия камеры сгорания двигательной установки при изменении температуры окружающей среды. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Машиностроение, 2026, № 1 (156), c. 115--126. EDN: BFLPQZ

Литература

[1] Шишков А.Ю., Дунаева И.В., Стерленгова Ж.И. и др. Анализ функционирования РДТТ при наличии застойной зоны. Известия ТулГУ. Технические науки, 2014, № 12-1, с. 137--142. EDN: TKIWEB

[2] Глебов Г.А., Высоцкая С.А. Моделирование когерентных вихревых структур и автоколебаний давления в камере сгорания РДТТ. Вестник Концерна ВКО "Алмаз-Антей", 2016, № 4, с. 41--48. EDN: ZCUEVH

[3] Ягодников Д.А., Куликова О.А. Оценка состояния конструкции РДТТ при его утилизации методом бессоплового сжигания. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Машиностроение, 2012, № 3 (88), с. 87--94. EDN: PBZIZF

[4] Кожевников Ф.Э., Романов А.П., Савельев С.К. и др. Анализ выгорания твердых топлив в высокотемпературных энергетических установках. Вестник Концерна ВКО "Алмаз-Антей", 2024, № 1, с. 31--41. EDN: XQZVFA

[5] Ворожеева О.А., Ягодников Д.А. Математическая модель и расчетные исследования теплового состояния стенки камеры сгорания РДМТ на газообразном топливе кислород-метан в импульсном режиме работы. Известия высших учебных заведений. Машиностроение, 2013, № 7, с. 11--20. EDN: QYPEHN

[6] Чайкун А.М., Алифанов Е.В., Наумов И.С. Резины на основе бутилкаучука. Новости материаловедения. Наука и техника, 2016, № 6, с. 49--59. EDN: XCFMBV

[7] Сахаров М.Э. Исследование влияния времени вылежки на стабильность свойств шинных резин и резинокордных композитов. Дис. ... канд. техн. наук. М., МИТХТ им. М.В. Ломоносова, 2000.

[8] Мормуль Р.В., Еременко П.П., Шайдуров А.А. Математическое моделирование и эксперимент по определению параметров напряженно-деформированного состояния эластичных опорных элементов при нестационарном теплосиловом нагружении. Химическая физика и мезоскопия, 2019, т. 21, № 4, с. 502--513. DOI: https://doi.org/10.15350/17270529.2019.4.53

[9] Короткая О.В. Определение коэффициентов анизотропии при замене реальной конструкции на конструктивно-анизотропную сплошную модель. Известия высших учебных заведений. Машиностроение, 2017, № 4, с. 57--66. DOI: https://doi.org/10.18698/0536-1044-2017-4-57-66

[10] Тихомирова Е.А., Будиновский С.А., Живушкин А.А. и др. Особенности развития термической усталости в деталях из жаропрочных сплавов с покрытием. Авиационные материалы и технологии, 2017, № 3, с. 20--25. EDN: ZAOLHH

[11] Каблов Е.Н., Старцев В.О. Системный анализ влияния климата на механические свойства полимерных композиционных материалов по данным отечественных и зарубежных источников. Авиационные материалы и технологии, 2018, № 2, c. 47--58. EDN: UOPPLH

[12] Шутилин Ю.Ф., Чурилина Е.В., Ревина В.А. Действие невысоких температур на каучуки. Фундаментальные и прикладные исследования в области химии и экологии --- 2022. Сб. ст. Междунар. науч.-практ. конф. Курск, ЮЗГУ, 2022, с. 298--300. EDN: XFZOUN

[13] Боброва И.И., Синельникова Л.Н., Котова С.В. и др. Исследование адгезионных свойств резин на основе различных марок бутадиен-нитрильных каучуков. Каучук и резина, 2022, т. 81, № 6, с. 292--297. EDN: MQHZCU

[14] Федорова А.Ф., Давыдова М.Л., Соколова М.Д. и др. Влияние фенольных антиоксидантов на условную прочность при растяжении бутадиен-нитрильных резин при натурной экспозиции. Все материалы. Энциклопедический справочник, 2020, № 12, с. 22--29. EDN: RGVVOK

[15] Боброва И.В., Котова С.В., Люсова Л.Р. и др. Исследование модификаторов адгезии для резин на основе бутадиен-нитрильного каучука. Промышленное производство и использование эластомеров, 2022, № 2, с. 18--23. EDN: HWXDNR

[16] Отрубянников А.Н., Марков В.В. Моделирование качества резинотехнических изделий с учетом нормированных требований к этапам их жизненного цикла. Поколение будущего --- 2013: Взгляд молодых ученых. Матер. Междунар. науч. конф. Т. 6. Курск, Университетская книга, с. 225--230. EDN: VKXEAV

[17] Фёдорова А.Ф., Давыдова М.Л., Шадринов Н.В. и др. Исследование изменения свойств уплотнительных резин в условиях воздействия углеводородной среды и температурного режима. Природные ресурсы Арктики и Субарктики, 2022, т. 27, № 2, с. 316--326. DOI: https://doi.org/10.31242/2618-9712-2022-27-2-316-326

[18] Ушакова Е.С., Тупоногов В.Г. Определение внутренних напряжений, возникающих в теплозащитном покрытии элементов конструкции двигательной установки при изменении температуры окружающей среды. Известия высших учебных заведений. Машиностроение, 2024, № 9, с. 110--119. EDN: OXYBLK

[19] Дубровина Н.Н., Костин Г.Ф. Метод учета старения материалов при длительной эксплуатации изделий. Вестник Концерна ВКО "Алмаз-Антей", 2020, № 4,c. 34--40. EDN: YJKDTQ

[20] Голякевич А.А., Шутилин Ю.Ф., Михалёва Н.А. и др. Влияние термомеханических и тепловых процессов на свойства эластомеров. Наука молодых --- будущее России. Сб. науч. ст. 7-й Междунар. науч. конф. перспективных разработок молодых ученых. Т. 5. Курск, ЮЗГУ, 2022, с. 61--64. EDN: KSBFQF