CC BY
55
УДК 629.7.024
РАЗРАБОТКА УСТРОЙСТВА ДЛЯ НАМОТКИ КОРПУСОВ МОДЕЛЕЙ РАКЕТ
ИЗ СТЕКЛОПЛАСТИКА
Р. А. Пряничников, Е. М. Борисова, М. С. Руденко Научный руководитель - А. В. Гирн
Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31
E-mail: roman.pryani4nikov@yandex.ru
Представлено устройство для намотки корпусов моделей ракет, разобран принцип его работы. Отображены основные недостатки используемых в настоящее время методов намотки и способы их устранения с помощью разработанного устройства.
Ключевые слова: корпус моделей ракет, стеклоткань, эпоксидная смола.
DEVELOPMENT OF DEVICES FOR WINDING THE CASING
OF MODELS ROCKETS FROM FIBERGLASS
R. A. Pryanichnikov, E. M. Borisova, M. S. Rudenko Scientific Supervisor - A. V. Girn
Reshetnev Siberian State Aerospace University 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: roman.pryani4nikov@yandex.ru
The article presents a device for winding casings model rockets, dismantled the principle of its operation. Shown the main shortcomings of the currently used methods of coiling and how to resolve them with the help of the developed device.
Keywords: case model rockets, fiberglass, epoxy resin.
В настоящее время для изготовления корпусов моделей ракет все чаще используют современные материалы, одним из которых является стеклопластик - полимерный композиционный материал на основе стеклянного волокна [1]. В условиях единичного производства процесс намотки корпусов моделей ракет из стеклоткани производится вручную, при таком способе изготовления существует ряд недостатков:
- невозможность равномерного распределения и контроля усилия прижатия стеклоткани к оправке;
- невозможность равномерного распределения эпоксидной смолы по поверхности стеклоткани, что влечет за собой неоднородность получаемого композиционного материала;
- высокая трудоемкость процесса намотки корпуса.
Для устранения этих недостатков, в работе предлагается разработать устройство для намотки корпусов моделей ракет, которое должно иметь:
- механизм регулирования степени прижатия стеклоткани к оправке;
- конструкцию, обеспечивающую контроль расхода смолы, наносимой на стеклоткань, и равномерного ее распределения;
- высокий уровень производительности;
- низкую стоимость.
На основе анализа литературных данных [2; 3] нами была выбрана схема принудительной пропитки с помощью отжимного ролика (рис. 1) с прямой (окружной) намоткой (рис. 2).
Секция «Проектирование и производство летательньк аппаратов»
Оправка
Рулон с тканью
Рис. 1. Схема принудительной пропитки Рис. 2. Схема прямой (окружной) намотки
Схема разработанной конструкции представлена на рис. 3.
Рис. 3. Схема разработанного устройства: 1 - подающий барабан; 2 - стержень; 3 - прижимные валики; 4 - ванна;
5 - оправка; 6 - пружина прижимного вала; 7 - пружина барабана подачи
Процесс намотки происходит следующим образом: с подающего барабана 1, стеклоткань через отверстие в корпусе поступает в емкость со смолой, где ее фиксирует стержень 2 на заданном уровне. После пропитки, стеклоткань поступает на прижимные валики 3, которые удаляют излишки смолы, после чего лишнее связующее попадает обратно в ванну 4. Далее пропитанная стеклоткань наматывается на оправку 5.
Перемещение стеклоткани происходит под действием усилия, создаваемого ручным приводом, соединенным с оправкой. Расход смолы, нанесенной на стеклоткань, регулируется с помощью поджатия пружин прижимного вала 6. Усилие, с которым стеклоткань будет прижиматься к оправке, регулируется изменением степени прижатия пружин барабана подачи 7. Основные параметры устройства представлены в таблице.
Основные параметры устройств
Параметр Значение
Максимальная ширина используемой ткани 500 мм
Минимальный объем смолы необходимый для работы устройства 90 мл
Габариты 326-290-660
Материал корпуса ДСП
Материал роликов сталь
В ходе работы построена ЗО-модель с помощью программы автоматизированного проектирования с возможностью оформления проектной и конструкторской документации КОМПАС-ЗО (рис. 4), выполнены чертежи деталей для изготовления устройства намотки корпусов моделей ракет.
Рис. 4. 3Б-модель устройства для намотки корпусов моделей ракет
Таким образом, разработанное устройство обеспечивает: равномерность распределения и контроль расхода смолы, наносимой на стеклоткань; регулируемость степени прижатия материала к оправке, а также ускорение процесса изготовления корпусов моделей ракет. Кроме того, данное устройство позволит получать ракеты с более однородными механическими, массовыми и другими физическими свойствами, что благоприятно скажется на степени отклонения от заданной траектории полета ракеты. Дальнейшим этапом в нашей работе является изготовление и опытное тестирование устройства.
Библиографические ссылки
1. Горский В. А., Кротов И. В. Ракетное моделирование. М. : ДОСААФ, 1973. 193 с.
2. Аношкин А. Н. Теория и технология намотки конструкций из полимерных композиционных материалов : учеб. пособие. Пермь : Перм. гос. техн. ун-т, 2003. 118 с.
3. Батаев А. А., Батаев В. А. Композиционные материалы: строение, получение, применение / Новосибирск : Изд-во НГТУ, 2002. 384 с. (Сер. Учебники НГТУ). ISBN 5-7782-0315-2.
© Пряничников Р. А., Борисова Е. М., Руденко М. С., 2017
