Композиты в ракетно-космической технике

[Fakir]

Композиты - всем, вроде бы, хороши, и лёгкие, и прочные, но тем не менее о массированном их применении в качестве конструкционных материалов космической техники что-то не слышно (если не считать Рутана). В чём причина? Косность мышления? Сложность технологий для серийного изготовления? Какие-то принципиальные недостатки? Цена, в конце концов?  То же относится и к титану.

Возникает вопрос: а каковы основные конструкционные материалы современных КК (Союз, Шаттл) и РН, и сильно ли можно было бы сэкономить на массе при переходе на титан и композиты? И если прилично (как мне кажется), то почему этого не делают? Ну, допустим, обшивка должна удовлетворять каким-то жёстким тепловым-вакуумным требованиям, но что мешает использовать композиты во внутренних силовых конструкциях? На ум приходит только вибрация...

[Bell]

Выскажу свое имхо

Композиты - дело хорошее, но зачем они нужны нашим космическим мастодонтам, когда у них отработаны технологии легких сплавов? Что-то мне настойчиво подсказывает, что алюминий-литиевые сплавы не уступают композитам по легкости, но превосходят по прочности и т.п. характиристикам.

А Рутанам всяким  деваться некуда - они-то такими технологиями не обдалают. Зато с давних пор работают с композитами.

Так что выбор материала -  не более чем издержки технологии и личных пристрастий.

[ааа]

Композиты - это сложно и дорого. Как правило, технологии для космических приложений предприятиям приходилось создавать самостоятельно, под свои задачи. За прошедшие 15 лет сами знаете чего все развалилось, оборудование пришло в негодность, преемственность утрачена. А так было кое-чего, не только дюраль применяли.

[avmich]

Белл, ты скопировал плохую привычку у Старого :) и за это расплачиваешься.

Кевлар-49 имеет плотность 1,45 г/мл . Алюминий - примерно 2,7 г/мл . Кевлар подаётся при 36,2 гигапаскалях, алюминий - при 0,4 гигапаскалях.

Главное преимущество алюминия - удобство работы с ним. Ну так можно договориться и до того, что удобнее в космос не летать. И, обрати внимание, до Рутана самолёт типа Вояжер из алюминия никто сделать не мог :) . Так что тут, похоже, у Рутана более прогрессивная технология, а не нехватка оной...

[Bell]

Белл, ты скопировал плохую привычку у Старого и за это расплачиваешься.

Ой! Чего, правда??? Буду исправлятся

Не, я же не про конкретно алюминий, а про литиевые сплавы. Там плотность явно меньше. А прочность вы привели для опять же для алюминия или все-таки дюрали?

Я не говорю, что композитная технология хуже. Она - ДРУГАЯ. Наши ей не обладают тольком (сейчас), а Рутан не обладает легкосплавной технологий. Кто чего умеет, из того и клепает

[avmich]

Прочность привёл для алюминиевых сплавов - http://en.wikipedia.org/wiki/Tensile_strength . Не думаю, что дюраль в этом отношении хуже.

Металлические конструкции - это несколько более старая и, как следствие, более дешёвая и более "скромная по достижениям" технология. Это как водородные разгонные блоки - те, кто успешно освоил эту технику, не делают РБ на керосине. Рутану, соответственно, металлы ни к чему - в аэрокосмических приложениях композиты технически лучше, а с экономичностью Рутан справляется. А вот у тех, у кого композитов нет... приходится на более технически скромной платформе добиваться тех же - или меньших - результатов, делая упор на дешевизне.

То есть, композиты - в целом более прогрессивны, но переход на них сложен, а выигрыш не настолько велик. Тенденция к сохранению статус кво.

[X]

Аллюминий и т.п. это материал из которого можно лепить что угодно, хочешь сферу, хочешь кубик. Композит это не просто материал, это уже конструкция и если надо слепить сферу будет один композит, надо слепить кубик - другой. Отсюда и все трудности в использовани и дороговизна. ИМХО.

[X]

Выскажу свое имхо

Композиты - дело хорошее, но зачем они нужны нашим космическим мастодонтам, когда у них отработаны технологии легких сплавов? Что-то мне настойчиво подсказывает, что алюминий-литиевые сплавы не уступают композитам по легкости, но превосходят по прочности и т.п. характиристикам.

А Рутанам всяким  деваться некуда - они-то такими технологиями не обдалают. Зато с давних пор работают с композитами.

Так что выбор материала -  не более чем издержки технологии и личных пристрастий.

Не сажу за космос но на всяких Мигах и СУ этих композитов как грязи. Одни кленые кралья чего стоят. И не от жиру, а потому что из метала уже ТТХ не вытянуть.  Так что и потребность и технологии есть. Скорее дело в том что космос как вышел из аритилкрии, так там и остался. И с МАПом дружить не любит

[Fakir]

avmich

Кевлар-49 имеет плотность 1,45 г/мл

   Справедливости для стоит отметить, что приведенная плотность, наверное, относится только к армирующему материалу, а плотность композитной конструкции с пропиткой будет всё же больше, но, полагаю, некритично - с учётом большей прочности композитов.  

Alexc

Не сажу за космос но на всяких Мигах и СУ этих композитов как грязи.

     Про авицию-то я знаю. Поэтому невольно задумываешься - может, дело в каких особенностях режимов работы материалов в космонавтике по сравнению с авиацией?
      Кстати, в боевой ракетной технике композиты применяют, для корпусов РДТТ - небольшие стеклопластиковые корпуса видел своими глазами, можно сказать, в руках держал (точнее - ногами пинал:) ) С виду складывается впечатление, что они вообще сделаны чуть ли не из зауряднейшего стеклопластика.

Гость

Аллюминий и т.п. это материал из которого можно лепить что угодно, хочешь сферу, хочешь кубик. Композит это не просто материал, это уже конструкция и если надо слепить сферу будет один композит, надо слепить кубик - другой. Отсюда и все трудности в использовани и дороговизна.

     Не вижу здесь существенной проблемы. Например, корпуса яхт, от самых простеньких до гоночных-рекордных уже не один десяток лет шпарят из композитов.  А у яхты, особенно рекордной, геометрия ого-го как непроста - куда там сфере и кубику...

P.S. А что господа имеют сказать насчёт титана?

[X]

P.S. А что господа имеют сказать насчёт титана?

Очень капризный и труднопредсказуемый материал

[X]

avmich

P.S. А что господа имеют сказать насчёт титана?

Интересно к какому классу материалов благородная публика отнесет титановые соты или многслойную склейку из титановой фольги ...

А вообще-то я бы отнес не широкое использование композитов - к старости всего летаюшего и косности конструкторов. Кстати на Буране композиты применялтсь достаточно широко.

[Shin]

Мне кажется, что дело еще в бабках.
Применение композитов в одноразовых конструкциях - расточительство при таких объемах производства. Вот поэтому и в самолетах (а также "Буране") и широко распространены всякие неметалические штучки.
Что дешевле - намотать бак сложной формы или сварить его из фрезерованных листов АМг-6?

[Kotov]

Композиты - это сложно и дорого. Как правило, технологии для космических приложений предприятиям приходилось создавать самостоятельно, под свои задачи. За прошедшие 15 лет сами знаете чего все развалилось, оборудование пришло в негодность, преемственность утрачена. А так было кое-чего, не только дюраль применяли.

Согласен на 100%.


P.S.
Особенно перспективен композит на основе бороволокна. (Разработки были симетрично засекречены как и в США, так и в СССР)

[X]

Выбор тех или иных материалов зависит от целго ряда причин и во многом просто от наличия имеющихся технологий. Если есть освоеный технологисеский комплекс то им и  пользуются пока задача решается, это всегда дешевле в целом. Скажем из практики есть у нас технология сварки нержавейки и мастера так от руки за один раз заварят сразу на вакуум, а вот алюминий варить большие проблемы- не используем.  Тоже самое с титаном. Сколько раз не варили лопаты все ломались, а на соседнем предприятии где постоянно варят титан лопаты вечные.
А композиты это всегда новая технология и без особых причин ее  осваивать не будут. В военной авиации сейчас композиты применять нужда заставила - требование малой радиолокационной заметности (углепластик хорошо поглощает СВЧ), с сохранением летных параметров (иначе приходится плодить уродцев типа F-117 и B-2  или "брилиантовые" F-22).  На Су-47 "Беркут" крылья полностью углепластиковые. На Ка-28 "Касатка" полностью углепластиковый корпус. Освоен выпуск композитных несущих винтов для вертолетов.
Сейчас некуда деваться - если локатор засек птичку раньше чем она готова к  удару то ей п...ц.

[Bell]

Немного оффтопа
Про титан

Лет 7 назад случайно обратил дома внимание на вилки (!). Русским по серому "Титан". Думаю - нихрена себе! До чего дожили!

Беру знач справочник по неорганике (юный химик, понимаш , ищу качественную реакцию на титан. Ага! Якобы раствор перекиси при кипечении с титаном должен желтеть. Беру значь у сестры таблетку (от краски для волос), кидаю в хим. стакан, туда же - вилку и кипечу

Через пару минут раствор ПОЖЕЛТЕЛ!!!  :shock:

До сих пор офигеваю...

PS. А вот ее фото (типа фото
http://www.temp-nk.narod.ru/cool_vilka.jpg

[X]

Мне кажется, что дело еще в бабках.
Применение композитов в одноразовых конструкциях - расточительство при таких объемах производства. Вот поэтому и в самолетах (а также "Буране") и широко распространены всякие неметалические штучки.
Что дешевле - намотать бак сложной формы или сварить его из фрезерованных листов АМг-6?

Наверно Вы правы. Опять же менять технологии на отработанных изделиях нафиг нужно. Да и изобретать новое без необходимости тоже смысла нет.  Однако по уму было бы интересно увидеть разблюдовку (+увеличение полезной нагрузки +/- стоимость производства - стоимость разработки и остнастки=???)
И посмотреть при какой серии это станет выгодно.
Но только по уму у нас и раньше редко делали, а теперь и подавно

[Igor]

А чего такого, подумаеш вилки. Вот кусок набережной Невы меняли, так старые сваи, которыми раньше берег укрепляли оказались титановыми, вот это был номер. Против таких дел даже титановые лопаты ерунда, хотя раньше их на заводе гнали массово, весь запас сырья извели.

[Igor]

Насчет композитов, они плохо работают на устойчивость, это раз, направление волокон в каждой детолюшке надо подбирать в зависимости от действующих нагрузок, и соответственно под каждую подстраивать технологическое оборудование, это два, в зависимости от соблюдения технологии каждая деталь может иметь разные механические характеристики, это три. В результате выходит дорого и для одноразовых штучных изделий не нужно. Вот самолет изделие многоразовое, один раз сделал и на 20 лет улучшает ТТХ и экономит топливо.

[X]

К стати статья о перспективах производства титана.
http://www.sciam.ru/2004/1/index.shtml
ИННОВАЦИИ
АЛХИМИЯ СУПЕРМЕТАЛЛА
Превращение двуокиси титана в металл можно сравнить со средневековой алхимией. Подобный процесс, осуществленный в промышленном масштабе, сулит богатства, не снившиеся мудрецам

[Fakir]

Гость

Очень капризный и труднопредсказуемый материал

   А в чём конкретно проблемы?

Alexc

Кстати на Буране композиты применялтсь достаточно широко.

   Можно подробностей?

SS-20

а вот алюминий варить большие проблемы- не используем. Тоже самое с титаном.

    Почему же проблемы? Я как-то в купе ехал со сварщиком, так он между делом обмолвился, что алюминий аргоновой сваркой - на раз варится. И титан тоже варится без особого труда. Причём сварщик не с какого-нибудб высокотехнологичного производства.

Применение композитов в одноразовых конструкциях - расточительство при таких объемах производства.
Что дешевле - намотать бак сложной формы или сварить его из фрезерованных листов АМг-6?

Насчет композитов, они плохо работают на устойчивость, это раз, направление волокон в каждой детолюшке надо подбирать в зависимости от действующих нагрузок, и соответственно под каждую подстраивать технологическое оборудование, это два, в зависимости от соблюдения технологии каждая деталь может иметь разные механические характеристики, это три. В результате выходит дорого и для одноразовых штучных изделий не нужно.

    Ну если подбирать под каждое изделие оптимальное направление волокон, то технология может оказаться избыточно сложной (хотя, опять-таки, раз изделие хоть одноразовое, но серийное, то почему бы нет? Неужели, скажем, на "Союзах" за 10 лет нельзя было бы сэкономить?).  Но так ли обязательно заниматься идеальной подгонкой волокон? Почему нельзя использовать гораздо более простую технологию, как со стеклотканью? Да, характеристики будут хуже, но с учётом того, что у того же кевлара плотность в разы меньше, а прочность в десятки раз выше, чем у сплавов - нельзя ли получить выигрыш в массе? По-моему, намотать ткань на болванку и пропитать связующим немногим сложнее, чем варить.
    А что за проблемы у композитов с устойчивостью? И в чём именно причина этих проблем - в композитах как целом или именно в армирующем материале?

Kotov

Особенно перспективен композит на основе бороволокна.

    Весьма любопытно , нельзя ли поподробнее?

[X]

Почему же проблемы? Я как-то в купе ехал со сварщиком, так он между делом обмолвился, что алюминий аргоновой сваркой - на раз варится. И титан тоже варится без особого труда. Причём сварщик не с какого-нибудб высокотехнологичного производства.

Уточняю, не  вообще проблемы, а только у моей конторы.  Варить "на раз"- просто вопрос наличия технологии. Надо ведь не прото сварить, а чтоб потом швы не лопались после сварки и термоциклов (все время были вакумно плотными). Даже нержавеку можно так заварить, что из шва все легируюшие присадки убегут и шов станет ломким. Я не зря лопату в пример приводил - экстремальная проверка шва.

[Igor]

Прочность композитов обеспечивают волокна, а они работают только на растяжение, при сжатии будет работать только связующее. Кстати поэтому надо занимиться подгонкой направления волоком, если направление действия нагрузки не будет совпадать с направлением намотки волокон, то остается надеятся только на прочность связующего.

[ВЯЛый]

2IGOR

  Года три назад, мне случайно удалось познакомиться с техологией изготовления композиционных материалов на серийном заводе. Так вот там борьба шла не за упорядовачение направления волокон композита, а наоборот за максимальную хаотичность их расположения, для получения анизотропности механических свойств.
  Может быть я чего-нибудь тогда недопонял из объяснений технологов, но с точки зрения здравого смысла - такой подход предпочтительнее. ИМХО.

[X]

Гость
Alexc

Кстати на Буране композиты применялтсь достаточно широко.

Можно подробностей?

За подробностями в ВИАМ... Но насколько я знаю - сот, угля и клеевой сборки там хватало

[Бродяга]

Что касается титана - он просто относительно недавно появился в больших промышленных количествах, лет 20-30 назад.

 Да, там сложная технология получения металла. Сперва делается губка, которая потом смешивается с лигатурами, всё прессуется в такую большую болванку.
 Болванка проковывается, получается "толстая проволока" (эдак до метра диаметром).

 Потом заготовку режут и прокатывают.

 Изделие - лист или пруток стоит около 20 долларов за килограмм.

 Сложно обрабатывается и сваривается - титан поглощает азот, что резко ухудшает его свойства.

 Но эти проблемы решаемые, главное другое.
 У вас есть технология "заточенная под алюминий", её менять - всё переделывать.
 Получится "нечто более совершенное" - но Насколько? Оправдает это создание нового производства?

[Igor]

если волокн анаправить по всем направлениям свойства будут анизотропными, но при растяжении. И на сколько уменьшится число волокон в направлении, которое нас интересует, кто это сможет предсказать? Значит надо непредсказуемо наращивать массу детали.

[Igor]

Чем вам так не нравится аллюминий? В РКТ используют АМг-6, он хорошо обрабатыватся и сваривается, это в авиации дюраль с ним сложнее.

[avmich]

Принципиальное преимущество композитов - возможность достичь большего массового совершенства, чем с алюминием. Надежда на то, что при массовом производстве это будет ещё и сравнимо по стоимости - или лучше - чем классические решения из металла. Всё же баки - а это основная масса - тела относительно несложной формы, и хорошо вписываются в свойства композитов работать "на растяжение".

А так, конечно, алюминий хорош. Отработан, недорог...

[Бродяга]

Принципиальное преимущество композитов - возможность достичь большего массового совершенства, чем с алюминием. Надежда на то, что при массовом производстве это будет ещё и сравнимо по стоимости - или лучше - чем классические решения из металла. Всё же баки - а это основная масса - тела относительно несложной формы, и хорошо вписываются в свойства композитов работать "на растяжение".

А так, конечно, алюминий хорош. Отработан, недорог...

 Да, кстати сегодня общался со своим прочнистом из МВТУ.
 Всё они могут сделать (пока ещё), но "денег стоит".
 Армирующий материал умеют ориентировать, в том и прелесть, что можно получить нужную прочность в нужном направлении.
 Криогенность тоже можно обеспечить, по крайней мере на уровне жидкого кислорода.

 Только это всё Финансировать Надо. Все хотят нормально жить.

[avmich]

Бродяга, у Любителей Денег Нет и не планируется. Если они готовы говорить с такими людьми - было бы очень хорошо. Скромные суммы, конечно, найдутся, но Не Космических Масштабов  :lol: . Мы всё же из своих карманов платим. С другой стороны, наши потребности тоже вполне скромные - и с настоящими ценами мы знакомы .

[VK]

Принципиальное преимущество композитов - возможность достичь большего массового совершенства, чем с алюминием. Надежда на то, что при массовом производстве это будет ещё и сравнимо по стоимости - или лучше - чем классические решения из металла. Всё же баки - а это основная масса - тела относительно несложной формы, и хорошо вписываются в свойства композитов работать "на растяжение".

А так, конечно, алюминий хорош. Отработан, недорог...

Да, кстати сегодня общался со своим прочнистом из МВТУ.
 Всё они могут сделать (пока ещё), но "денег стоит".
 Армирующий материал умеют ориентировать, в том и прелесть, что можно получить нужную прочность в нужном направлении.

Ориентировать в нужном направлении хорошо в плоских деталях одинарной кривизны. На двойной кривизне начинается фигня - получаются ненужные толщины и неоптимальные углы укладки. В деталях, где нужно воспринимать сосредоточенные нагрузки, совсем грустно. Приходится делать закладные металлические элементы и обеспечивать их сопряжение с композитом. Здесь оптимальной укладкой не пахнет даже. Ну и основная прелесть - композиты типа углепластика не воспринимают сигма z, то есть напряжения по нормали к плоскости укладки.

[VK]

Кстати на Буране композиты применялтсь достаточно широко.

Можно подробностей?

В свое время я месяц сидел в Сызрани, там на заводе "Пластик" мы делали углепластиковые обтекатели посадочных устройств на блок "А" Энергии. Это те самые наросты, которые по бокам блоков налеплены. "Удовольствия" было по горло. Обтекатели одним концом ставятся на керосиновый бак, вторым - на кислородный, отсюда - мощные температурные деформации. Решение - крепить по углам (почти) шарнирно, чтобы не ломать их еще при заправке. Получили мощные сосредоточенные усилия в местах крепления. Панели сотовые,  пришлось внутрь ставить закладные фитинги, по панелям лепить усиливающие балки и т.д.  В общем, возни было много. На бумаге справились, потом в изготовлении получили полный букет всех прелестей - от непроклея до разрывов на краях закладок, а также выламывание фитингов, гофры на криволинейных профилях с непредсказумыми механическими прочностями и жесткостями и т.д. В общем, это надо на своей шкуре испытать, прежде чем начинать восторгаться композитами.

[Igor]

Сделать бочку наддутую внутренним давлением можно, днища естественно будут неоптимальные, но это компенсируется снижением массы. Но закрепить эту бочку в конструкцию, тут VK знает лучше и все написал.

[Salo]

http://www.roscosmos.ru/main.php?id=15&did=1284

«Создание базовых элементов и узлов разгонных блоков и двигательных установок нового поколения из перспективных конструкционных и композиционных материалов на период 2011-2013 г.» Шифр: ОКР «Качество»[/size]

http://www.roscosmos.ru/download/2011_03_03_kachestvo.zip

2. Цель и задачи ОКР[/size]

2.1. Цель работы:
Создание опытного образца камеры сгорания ЖРД (срок выполнения - 2012 г.) и опытных образцов базовых элементов и узлов для демонстратора ЖРД на основе неметаллических композиционных материалов (КМ), подготовка предложений.
Проведение работ по внедрению КМ в опытные образцы базовых элементов перспективных двигательных установок (ДУ) на базе двигателей типа 14Д23, РД0124А, РД191.

2.2.  Задачи ОКР:
2.2.1. Изготовление и испытания опытного образца камеры сгорания ЖРД из КМ, проведение дефектации.
2.2.2. Разработка рекомендаций по внедрению камер сгорания ЖРД из КМ в двигательные установки типа 14Д23, РД0124А, РД191, РД0146, ЖРДМТ.
2.2.3. Разработка КД, изготовление и испытания опытных образцов базовых элементов из КМ для демонстратора ЖРД. Разработка и изготовление технологической оснастки на опытные образцы базовых элементов из КМ для демонстратора ЖРД.
2.2.4. Разработка КД и сборка опытных образцов узлов из КМ для демонстратора ЖРД. Проведение испытаний опытных образцов узлов из КМ для демонстратора ЖРД.
2.2.5. Разработка КД и сборка демонстратора ЖРД из опытных образцов базовых элементов и узлов из КМ.
2.2.6. Анализ условий работы базовых элементов и узлов перспективных ДУ. Разработка требований к конструкции, технологии изготовления опытных образцов базовых элементов и узлов перспективных ДУ, в том числе на технологическую оснастку.
2.2.7. Разработка КД, изготовление, испытания моделей сопел из КМ перспективных ДУ. Анализ результатов испытаний.
 2.2.8. Разработка КД, изготовление и испытания моделей базовых элементов и узлов из КМ перспективных ДУ. Разработка и изготовление технологической оснастки для изготовления моделей базовых элементов и узлов из КМ перспективных ДУ. Анализ результатов испытаний.
2.2.9. Разработка предложений по созданию на основе опытных образцов базовых элементов из КМ двигательных установок нового поколения на базе двигателей типа 14Д23, РД0124А, РД191, РД0146.
2.2.10. Обобщение результатов работ по теме за 2011-2013 годы.

3. Тактико-технические требования.[/size]

3.1. Состав базовых элементов и узлов из КМ и технологической оснастки для их изготовления.
3.1.1. Опытный образец камеры сгорания из КМ.
3.1.2. В состав узлов из КМ для демонстратора ЖРД должны входить:
-   система хранения компонентов топлива;
-   ЖРД.
3.1.3. В состав базовых элементов из КМ для демонстратора ЖРД должны входить:
   в части системы хранения компонентов топлива:
o   бак окислителя;
o   бак горючего;
o   трубопроводы подачи и слива компонентов;
o   баллоны наддува;
o   ферма крепления элементов системы хранения компонентов топлива.
   в части ЖРД:
o   камера сгорания;
o   стационарный сопловой насадок радиационного охлаждения;
o   сдвижной сопловой насадок радиационного охлаждения;
o   тепловая защита соплового насадка;
o   система раздвижки сопел;
o   силовая рама ЖРД;
o   радиационный экран;
o   силовые тяги крепления радиационного экрана;
o   газоводы и другие высокотемпературные элементы проточного тракта.

3.1.4. В состав опытных образцов базовых элементов перспективных ДУ должны входить:
   в части ЖРД 14Д23 (РД 0124А):
o   сопловой насадок;
o   тепловая изоляция;
o   рама;
o   донный экран.
   в части ЖРД РД191:
o   сопловой насадок;
o   тепловая изоляция;
o   рама.

3.1.5. В состав технологической оснастки для изготовления опытных образцов базовых элементов и узлов из КМ должны входить:
   в части камеры сгорания:
o   оправка для цилиндра камеры;
o   оправка для высокотемпературной обработки (ВТО);
o   приспособление для опрессовки камеры;
o   копир для мехобработки цилиндра камеры и вкладыша.
   в части сопел и сопловых насадков:
o   шаблон для раскроя детали «Лепесток»;
o   оправка для изготовления углепластиковой заготовки;
o   резиновый мешок для опрессовки;
o   гидровакуумная камера;
o   оправка для ВТО;
o   автоклав для ВТО;
o   приспособление для механической обработки и сборки;
o   шаблон для контроля наружного профиля;
o   копир для проточки наружного профиля
o   сушильный шкаф.
   в части баков и баллонов:
o   лейнер;
o   вал для вращения лейнера;
o   намоточный станок;
o   цапфа приводная;
o   цапфа опорная;
o   ложемент и приспособление для межоперационной транспортировки;
o   бронебокс для испытаний;
o   сушильный шкаф.
   в части ферм, рам, силовых элементов и радиационных экранов:
o   оправка для силовых труб;
o   матрица для малого пояса;
o   матрица соединителя большого пояса;
o   матрица накладки большого пояса;
o   матрица накладки малого пояса;
o   оправка для профиля рамы;
o   стапель сборки;
o   оправка для конуса;
o   оправка для отражателя;
o   оправка для тяги.
   в части тепловой изоляции:
o   шаблон для раскройки;
o   шаблон для контроля наружного профиля;
o   приспособление для опресовки;
o   сушильный шкаф.

3.2. Требования по назначению.
3.2.1. Общие требования к базовым элементам и узлам из КМ, в том числе на опытный образец камеры сгорания ЖРД, для демонстратора ЖРД и перспективных ДУ.
3.2.1.1. Базовые элементы и узлы из КМ предназначены для отработки и подтверждения эффективности комплексного применения неметаллических КМ в РБ и ДУ при решении задач доставки космических аппаратов (полезной нагрузки) на орбиту.
3.2.1.2. Базовые элементы и узлы из КМ и реализованный комплекс технических решений при изготовлении базовых элементов и узлов из КМ должны обеспечить внедрение КМ для создания конкурентоспособных передовых образцов ДУ перспективных и модернизируемых СВ, РБ и СМТ.
3.2.1.3. Базовые элементы и узлы из КМ и комплекс технических решений должны обеспечить повышение энергомассовых характеристик ДУ и уменьшение стоимости доставки полезной нагрузки.
3.2.1.4. При выполнении ОКР должны быть представлены технико-экономические оценки создания и отработки вариантов базовых элементов и узлов из неметаллических КМ перспективных двигательных установок на базе двигателей 14Д23, РД0124А, РД191, включая оценки затрат на этапах проектирования, отработки и эксплуатации.
3.2.1.5. Применение и внедрение КМ должно обеспечивать сокращение номенклатуры элементов конструкции различных типов ДУ.
3.2.2. Требования к моделям и опытным образцам базовых элементов и узлов из КМ.
3.2.2.1. Модели базовых элементов и узлов из КМ должны быть изготовлены в обоснованных габаритах из конструкционных композиционных материалов, обеспечивающие выбор и отработку технологии изготовления, пакетов и видов материалов основы и покрытий для всех условий эксплуатации. Результаты испытаний моделей должны быть учтены при разработке проектно-конструкторской и технологической документации на опытные образцы из КМ.
3.2.2.2. Опытные образцы базовых элементов и узлов из КМ должны быть изготовлены в обоснованных габаритах из конструкционных композиционных материалов для проведения их функциональных, в т.ч. огневых испытаний, обеспечивающие перенос результатов на условия эксплуатации полноразмерных базовых элементов и узлов (баки, фермы, рамы, сопла, НРО, камеры сгорания, экраны радиационной защиты). При этом должно быть разработано и изготовлено испытательное оборудование, позволяющее имитировать основные виды нагружения конструкции в процессе эксплуатации и регистрировать термонапряженные характеристики в опытных образцах из КМ. Должны быть разработаны методические основы экспериментальных исследований и проектных расчетов.
3.2.3. Требования по энергомассовым характеристикам:
Выигрыш в массе базовых элементов и узлов ДУ РБ и КА из перспективных неметаллических композиционных материалов по сравнению с металлическими аналогами должен составлять не менее:
-   для системы хранения (баков) компонент топлива, %   35
-   для ферм и рам из композиционных материалов, %   40
-   для стационарных сопел и НРО, %   40
-   для камер сгорания, %   40
-   для экранов радиационной защиты, %   20
Увеличение удельного импульса тяги ДУ из КМ по сравнению с традиционными аналогами и должно составлять не менее:
-   для сдвижных НРО (с учетом весового эквивалента), %   2
-   при интеграции экранов радиационной защиты с донными элементами ДУ, %   1
Удельный импульс тяги ДУ с элементами из КМ и металлическими аналогами должен определяться по Межотраслевой методике определения удельного импульса тяги ЖРД.

3.2.4. Требования по характеристикам неметаллических композиционных материалов:
3.2.4.1. Требования по классам материалов:
В качестве КМ для базовых элементов и узлов из КМ должны быть использованы: углерод-углеродные (УУКМ), углерод-керамические (УККМ) КМ, а также углепластики (УП) и КМ с высокотемпературными связками:
-   для системы хранения (баков) компонент топлива – армированные пластики, в том числе углепластики и органопластики;
-   для ферм и силовых рам – углепластики, стеклопластики, УУКМ;
-   для сопел и НРО – УУКМ, в том числе с антиокислительными и герметизирующими покрытиями, УККМ, в том числе с комбинированными матрицами;
-   для камер сгорания – УККМ, в том числе с комбинированными матрицами;
-   для экранов радиационной защиты – углепластики, стеклопластики с высокотемпературными связующими, низкоплотные УККМ.
3.2.4.2. Требования по функциональным характеристикам КМ.
Границы диапазона изменения характеристик КМ, указанные в настоящем пункте, уточняются до проведения испытаний моделей базовых элементов и узлов из КМ.
3.2.4.2.1. КМ для системы хранения (баков) компонент топлива:
-   снижение суммарного коэффициента массового совершенства (

[Salo]

http://www.roscosmos.ru/main.php?id=15&did=1286

"Разработка углепластиков на основе высокопрочных углеродных жгутовых лент и эпоксидных связующих для изготовления разгонных блоков ракетоносителей, корпусных панелей спутниковых платформ, топливных баков вытеснительных систем двигателей". Шифр: НИР «Сакор».[/size]

http://www.roscosmos.ru/download/2011_03_04_sakor.zip

2. Цель и задачи НИР[/size]

2.1 Цель НИР — проведение исследований и разработка углепластиков на основе высокопрочных  углеродных жгутовых лент и эпоксидных связующих для изготовления  корпусных панелей разгонных блоков ракетоносителей, корпусных панелей спутниковых платформ, силовых оболочек топливных баков вытеснительных систем двигателей.

2.2 Задачи, решение которых  обеспечивает достижение поставленной цели.
2.2.1 Проведение патентных исследований в соответствии с                   ГОСТ Р. 15.011-96. Анализ и выбор способов модификации связующих.
2.2.2 Разработка технологического процесса изготовления модифицированных связующих с повышенными физико-механическими и эксплуатационными характеристиками. Изготовление опытных образцов, исследование свойств.
2.2.3 Проведение исследований и разработка технологического процесса изготовления препрегов на основе углеродных жгутовых лент и модифицированного связующего. Разработка и изготовление технологической оснастки для отработки технологии изготовления препрегов. Изготовление образцов, проведение испытаний. Выпуск ТУ на препрег.
2.2.4 Проведение исследований и разработка технологического процесса изготовления углепластиков на основе модифицированного связующего. Изготовление образцов,  проведение комплексных испытаний. Выпуск паспорта на углепластик.
2.2.5 Проведение исследований и разработка экспериментальных методик определения прочностных и термодеформационных характеристик углепластиков, проявляемых ими в многослойных конструкциях. Изготовление образцов многослойных структур, проведение исследований.
2.2.6 Проведение исследований и разработка технологических процессов изготовления силовых оболочек топливных баков вытеснительных систем подачи топлива ЖРД,  корпусных панелей спутниковых платформ и разгонных блоков ракетоносителей из высокопрочных жгутовых углепластиков с различной степенью армирования. Изготовление образцов и проведение испытаний.
2.2.7 Корректировка по результатам испытаний разработанных технологических процессов и разработка рекомендаций по применению модифицированных углепластиков в типовых узлах и элементах конструкций РКТ.

 3. Требования к выполнению НИР[/size]

3.1 Исследования по НИР «Сакор»  выполнять в соответствии  с требованиями ГОСТ РВ 15.105-2001 СРПП ВТ «Порядок выполнения научно-исследовательских работ и их составных частей. Основные положения». Технологические процессы должны быть оформлены в соответствии с ГОСТ 3.1105-84, ГОСТ 3.1118-82, ГОСТ 3.1404.
3.2  В рамках данной темы должны быть:
-   проведены исследования и разработаны  модифицированные связующие с повышенными физико-механическими и эксплуатационными характеристиками;
-   проведены исследования и разработаны углеродные наполнители, аппретированные под эпоксидные модифицированные связующие;
-   проведены исследования и разработана методика оценки качества пропитки в углеродной жгутовой ленте;
-   проведены исследования и разработана методика определения прочностных и термодеформационных характеристик углепластиков;
-   проведены исследования и разработаны методические рекомендации по технологии изготовления конструктивных элементов изделий из углепластиков на основе высокопрочных углеродных жгутовых лент и модифицированных эпоксидных связующих.

3.3  По завершению работы должны быть:
разработаны технологические процессы:
-   изготовления модифицированных связующих с повышенными физико-механическими и эксплуатационными характеристиками;
-   изготовления препрегов с высококачественной пропиткой и стабильными характеристиками,
-   изготовления углепластиков на основе модифицированного связующего;
-   изготовления оболочек топливных вытеснительных систем двигателей,
-   изготовления  корпусных панелей разгонных блоков ракетоносителей и спутниковых платформ из высокопрочных жгутовых углепластиков.

3.4 В итоговой научно-технической документации должны быть представлены:
результаты разработки углепластиков на основе высокопрочных углеродных жгутовых лент и модифицированных эпоксидных связующих; технологическая документация на разработанные технологии (технические условия ¬ — 1 комплект, паспорт — 1 комплект, технологические процессы — 5 комплектов).