Методика выбора режимов баротермической обработки в автоклаве теплозащиты спускаемых космических аппаратов

Рассмотрен актуальный вопрос организации автоклавной обработки композитной конструкции теплозащиты — теоретическое согласование закона изменения температуры изделия и ступенчатого изменения давления азота, который используется в качестве технологической среды. Проведен анализ данных, полученных контрольно-измерительными приборами системы управления автоклава. Установлена математическая взаимосвязь между потребляемой мощностью термоэлектрических нагревателей и изменением температуры изделия, учитывающая индивидуальные особенности конструкции технологического оборудования. Предложена методика расчета потребляемой массы азота и электроэнергии, необходимой для получения и нагрева азота, на базе рассмотрения газодинамических и теплофизических процессов в автоклаве. Показано, что для согласования момента дополнительной подачи азота и амплитуды изменения давления целесообразно использовать критерий минимума затрат электроэнергии на получение и нагрев азота в системе автоклава. Сравнение рекомендаций предложенной методики с результатами опытной отработки режимов технологического процесса показало высокую эффективность применения методики.

Литература

[1] Тарасов В.А., Романенков В.А., Комков М.А. Технологические основы снижения длительности цикла и повышения безопасности изготовления тепловой защиты спускаемых космических аппаратов. Известия высших учебных заведений. Машиностроение, 2014, № 8, с. 35–43.

[2] Стрекалов А.Ф., Пащенко В.А., Романенков В.А., Морокова Е.В., Базанов В. В., Зимовский А.В., Андриянов В.С., Старостин В.В., Тарасов В.А., Филимонов А.С. Термовакуумная установка для обработки изделия(ий). Пат. № 2439455, РФ, 2010, бюл. № 26, 9 с.

[3] Стрекалов А.Ф., Пащенко В.А., Романенков В.А., Морокова Е.В., Базанов В.В., Зимовский А.В., Андриянов В.С., Старостин В.В., Тарасов В.А., Филимонов А.С. Способ изготовления многослойных изделий. Пат. № 2450921, РФ, 2012, бюл. № 26, 9 с.

[4] Тарасов В.А., Беляков Е.В. Математическое моделирование процесса неизотермического отверждения полимерных композитных конструкций РКТ. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана, Сер. Машиностроение, 2011, № 1(82), с. 106–116.

[5] Тюков Н.И., Даутов А.И., Закурдаева Е.А. Математическая модель процесса формования деталей вертолета из композиционных материалов. Вестник УГАТУ, 2007, т. 9, <неи№ 7(25), с. 97–101.

[6] Senoguz M.T., Dungan F.D., Sastry A.M., Klamo J.T. Simulations and Experiments on Low-Pressure Permeation of Fabrics: Part II. The Variable Gap Model and Prediction of Permeability. Journal of composite materials, 2001, vol. 35, no. 14, pp. 1285–1322.

[7] Мищенко С.В., Дмитриев О.С., Шаповалов А.В., Кириллов В.Н. Математическое моделирование процесса отверждения изделий из полимерных композиционных материалов методом вакуумного автоклавного формования в технологическом пакете. Вестник ТГТУ, 2001, т. 7, № 1, с. 7–19.

[8] Комков М.А., Тарасов В.А., Кузнецов В.М. Исследование влияния вязкости эпоксидных связующих на степень пропитки волокнистых наполнителей. Клеи. Герметики. Технологии, 2015, № 4, с. 24–27.

[9] Komkov M.A. Rheological Properties of Polymer Binders Used in the Windings of Products of Composite Materials. Polymer Science Series D, 2013, vol. 6, iss. 1, pp. 26–30. Doi: 10.1134/S1995421212040089.http://link.springer.com/article.

[10] Комков М. А., Тарасов В. А. Влияние вязкости связующего в пропиточной ванне на пористость композита при мокром способе намотке. Наука и Образование. МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2014, № 12, c. 192–199. Doi: 10.7463/1214.0745284.

[11] Коллинз Р. Течение жидкости через пористые материалы. Москва, Мир, 1964. 284 с.

[12] Campbell F.C. Manufacturing processes for advanced composites. Elsevier Science, 2004. 532 р.

[13] Комков М.А., Тарасов В.А. Технология намотки композитных конструкций ракет и средств поражения. Москва, Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2011. 431 с.