Зымыран қозғалтқышының саптама материалдарын отқа сынау
DOI:
https://doi.org/10.18321/cpc23(4)481-49Кілт сөздер:
зымыран қозғалтқышы, саптама корпусы, ішпек, жылу оқшаулау, материалдар, болат, текстолит, графитАңдатпа
Бұл мақалада зымыран қозғалтқышының саптама бөлігінде қолданылатын материалдарға жүргізілген зерттеулердің нәтижелері келтірілген. Зерттеу барысында жоғары берікті металл қорытпаларының, ыстыққа төзімді және жылу оқшаулағыш материалдардың қасиеттері талданды. Саптама құрылымдарында қолдануға ұсынылатын материалдарға шолу жасалды. Тәжірибелік зерттеулер үшін үш түрлі материал таңдалды: 30ХГСА конструкциялық болат, А маркалы текстолит және престелген графит. Осы материалдардың термиялық тұрақтылығы мен эрозияға төзімділігін бағалау үшін 70 мм калибрлі қозғалтқыш стендінде оттық сынақтар жүргізілді. Сынақ нәтижесінде саптаманың әртүрлі аймақтарындағы эрозиялық тозу деңгейі анықталды: конфузорлы, критикалық және диффузорлы бөліктерде. Бұл үшін саптама бөлшектерінің геометриялық өлшемдерінің (диаметрі мен бұрыштары) өзгерістері бақыланды. Критикалық аймақта ең жоғары термиялық және эрозиялық төзімділікті графит материалы көрсетті. Болат материалдар механикалық беріктігі жағынан тиімді болса, текстолит жылу оқшаулағыш ретінде қолдануға жарамды, алайда жоғары температура әсерінен едәуір тозуға ұшырайтыны анықталды. Жалпы алғанда, бұл зерттеу нәтижелері зымыран қозғалтқыштарының саптама блоктарына арналған материалдарды жобалау мен таңдауға ғылыми-практикалық негіз бола алады. Жұмыста шағын және орта калибрлі қатты отынды зымыран қозғалтқыштарына арналған материалдарды дұрыс таңдауға қатысты ұсыныстар берілген.Әдебиеттер тізімі
(1) V.P. Belov. Nozzle Blocks of Rocket Engines: Textbook. - St. Petersburg: BSTU, 2019. - 57 p. (In Russian)
(2) V.A. Kalinchev, D.A. Yagodnikov. Technology of Solid Propellant Rocket Engine Production: Textbook. - Moscow: Bauman MSTU Publishing House, 2011. - 687 p. (In Russian)
(3) A.V. Yaskin. Design and Development of Solid Propellant Rocket Engines: Textbook. - Biysk: Altai State Technical University Publishing House, 2010. - 200 p. (In Russian)
(4) F.P. Sanin, L.D. Kuchma, E.A. Dzhur, et al. Solid Propellant Rocket Engines: Materials and Technologies. - Dnipropetrovsk: DNTU Publishing House, 1999. - 320 p. (In Russian)
(5) B.M. Baiserikov, M.B. Ismailov, L.M. Mustafa, et al. Design and Manufacturing of Experimental Solid Propellant Rocket Motor Cases Made of Carbon Composite Materials, Polymers, 17 (10) (2025) 1352. Crossref
(6) J. Stephenson. Design of Nozzle for High-Powered Solid Rocket Propellant, Undergraduate Journal of Mathematical Modeling: One + Two, 9 (2018) 32. Crossref
(7) C. Hillegass. Rocket Motor Nozzle, Williams Honors College, Honors Research Projects, 2020, 33 p.
(8) L.M. Mustafa, I.K. Ablakatov, B.M. Baiserikov, et al. to Improve Its Mechanical Properties, News of the National Academy of Sciences of the Republic of Kazakhstan. Series of Geology and Technical Sciences, 1 (2025) 140-154.
(9) R.G. Savino, A.C. Festa, L. Pienti, et al. Experimental Set-Up for Characterization of Carbide-Based Materials in Propulsion Environment, J. Eur. Ceram. Soc., 35 (2015) 1715-1723. Crossref
(10) M. Lazzarin, F. Barato, A. Bettella, et al. Computational Fluid Dynamics Simulation of Regression Rate in Hybrid Rockets, J. Propuls. Power, 29 (2013) 1445-1452. Crossref
(11) A.A. Zhirnov, K.V. Stepanov, S.G. Sazonkin, et al. Study of Intra-Chamber Processes in Solid Rocket Motors by Fiber Optic Sensors, Sensors, 21 (2021) 7836. Crossref
(12) H.S. Mukunda. Understanding Aerospace Chemical Propulsion. - New Delhi: IK International Publishing House, 2017. - Chapter 9, pp. 309-350.
(13) M.B. Ismailov, Z.M. Ramazanova, G.B. Nigmetchanova, et al. Effect of the Porosity Range and Its Nature on Mechanical Properties of Magnesium Alloys Mg-Al-Zn, Eurasian Chemico-Technological Journal, 18 (1) (2016) 67-71. Crossref
(14) I.K. Ablakatov, M.B. Ismailov, L.M. Mustafa, et al. Investigation of the Technology of Introducing Li, Mg, and Zr Alloys into Aluminum Alloy, Kompleksnoe Ispolzovanie Mineralnogo Syra, 327 (4) (2023) 32-40. Crossref
(15) A. Bhadran, J.G. Manathara, P.A. Ramakrishna. Thrust Control of Lab-Scale Hybrid Rocket Motor with Wax-Aluminum Fuel and Air as Oxidizer, Aerospace, 9 (9) (2022) 474. Crossref
(16) B. Nespor, I. Chromkova, H. Szklorzova, et al. A New Approach for the Determination of Thermal Shock Resistance of Refractories, J. Phys.: Conf. Ser., 2341 (2022) 012006. Crossref
(17) G.M. Melkumov. Rocket Engines. - Moscow: Mashinostroenie, 1976. - 399 p. (In Russian)
(18) D.F. Pichugin. Design and Construction of Aircraft Engines. - KuAI, 1975. - Vol. 3, 88 p. (In Russian)
(19) V. Koen. Development of Large Low-Cost Solid Propellant Rocket Engines, Problems of Rocket Technology, 9 (1970) 42-60. (In Russian)
(20) E. Brochen, S. Clasen, E. Dahlem, et al. Determination of the Thermal Shock Resistance of Refractories, WorldForum, 8 (2016) 79-85.
(21) S. Kwok. Complex Organics in Space: A Changing View of the Cosmos, Galaxies, 11 (5) (2023) 104. Crossref
(22) L. Mustafa, M. Ismailov, I. Tashmukhanbetova, et al. The Effect of Modifiers on the Strength and Impact Toughness of Carbon Fiber Reinforced Plastics, J. Multidiscip. Appl. Nat. Sci., 5 (1) (2025) 130-140. Crossref
(23) H. Yabuta, L.B. Williams, G.D. Cody, et al. The Insoluble Carbonaceous Material of CM Chondrites: A Possible Source of Discrete Organic Compounds under Hydrothermal Conditions, Meteorit. Planet. Sci., 42 (2007) 37-48. Crossref
(24) V.A. Borisov. Design of Main Components and Systems of Rocket Engines: Textbook. - Samara: V.A. Borisov; SSAU, 2011. - 119 p. (In Russian)
(25) Yu.N. Zubtsov, A.V. Ponomaryov, B.M. Tsukerman. Thermal Protection Coatings for Rocket Engines. - Moscow: Mashinostroenie, 2001. - 272 p. (In Russian)
(26) V.I. Loktionov, A.I. Chernyshov. Materials and Technologies for Thermal Protection. - Moscow: Nauka, 2010. - 328 p. (In Russian)
(27) L.J. Ghosn, A.M. Okeil, S.V. Raj. Thermal Barrier Coatings for Space Propulsion Applications. - NASA/TM-2008-215187, 2008.
(28) N.P. Padture, M. Gell, E.H. Jordan. Thermal Barrier Coatings for Gas-Turbine Engine Applications, Science, 296 (5566) (2002) 280. Crossref
(29) J.C.A. Quagliano, P.G. Ross, N.B. Sanches, et al. Evaluation of Elastomeric Heat Shielding Materials as Insulators for Solid Propellant Rocket Motors: A Short Review, Open Chem., 18 (1) (2020) 1452-1467. Crossref
(30) O.B. Loureda, F.R. Caliari, I. Regiani, et al. Microstructural and ablative properties of graphite nozzles with SiC coating deposited by CVD technique, Mater. Res. Express, 7 (1) (2020) 015619. Crossref
(31) W. Wang, X. Jin, H. Huang, et al. Thermal-insulation and ablation-resistance of Ti-Si binary modified carbon/phenolic nanocomposites for high-temperature thermal protection, Compos. Part A: Appl. Sci. Manuf., 169 (2023) 107528. Crossref
(32) S. Reznik, P. Prosuntsov. History and Experience of Overcoming Thermal Barriers in Rocket and Space Technology: 2. Ballistic and Sliding Descent of Spaceships, AIP Conf. Proc., 2503 (2022) 020011. Crossref
(33) J. Xiao, J.-M. Chen, H.-D. Zhou, et al. Study of several organic resin coatings as anti-ablation coatings for supersonic craft control actuator, Mater. Sci. Eng. A, 452-453 (2007) 23-30. Crossref
Жүктеулер
Жарияланды
Журналдың саны
Бөлім
Дәйексөзді қалай келтіруге болады
