Роботоздатність рукавів стикування системи термостатування ракети «Циклон-4» в екстремальних умовах

Анотація

Стаття присвячена аналізу роботоздатності пристроїв стикування системи термостатування (СТ) космічної ракети «Циклон-4» в екстремальних умовах експлуатації. В будь-яких нештатних умовах забезпечення роботоздатності пристрої стикування СТ з гумовим рукавом повинні надійно забезпечити герметичність рукава по горловині ракети з забезпеченням легкого від неї  від’єднання  з мінімальним силовим впливом на ракету при старті з одного боку і жорстким з’єднанням з трубопроводом наземної частини СТ з забезпеченням герметичності і фіксації на ньому рукава після старту ракети з другого боку. В статті показано, що це досягається забезпеченням на суміжних з гумовим рукавом поверхнях контактних напружень, що створюються заданою деформацією радіального стиснення, і шорсткістю контактних поверхонь. При цьому, на знімній частині радіальна деформація нижча, ніж на не знімній.      Для запобігання перевищення робочого тиску в наземній частині СТ, що призводить до екстремальних умов експлуатації, механізм фіксації-розфіксації спроектовано таким чином, що в  робочому стані притиснення стінки ущільнювальної частини рукава при заданій деформації забезпечується відповідний стабільний зазор між зовнішнім діаметром виступу горловини ракети і його внутрішнім діаметром бандажа для можливості спрацювання ущільнювальної частини рукава як запобіжного клапана. В такому випадку, при перевищенні допустимого робочого тиску, ущільнювальна частина рукава, розтягуючись і зменшуючись по товщині, витягнеться через вказаний зазор і забезпечить від’єднання рукава від горловини ракети в процесі її старту або його відміні.      У разі не спрацювання чеки механізму фіксації-розфіксації конструкція пристрою стикування трубопроводу СТ забезпечить гарантоване безаварійне від’єднання рукавів СТ хоча із незначним збільшенням зусилля, але з мінімальним силовим впливом як на ракету, так і на наземну частину СТ. Як і у випадку перевищення критичного тиску в СТ, ущільнювальна частина рукава завдяки осьовому розтягуванню під дією зусиль при старті ракети, руху стріли транспортно-установлювального агрегату або обох чинників одночасно спрацює як запобіжний клапан. Ущільнювальна частина рукава, яка в зоні канавки під механізм фіксації-розфіксації має менший поперечний переріз, при розтягуванні буде зменшувати свою товщину і витягнеться через зазор між зовнішнім діаметром виступу горловини ракети і внутрішнім діаметром бандажа механізму фіксації-розфіксації, що підтверджено експериментальними дослідженнями на спеціальному стенді для випробувань, наближених до умов експлуатації. При цьому, зусилля від’єднання рукава від горловини ракети на порядок нижче від руйнівного зусилля рукава в осьовому напрямку при розтягуванні.