Ключевые слова: трубопровод, комбинированная оболочка, криогенная темпера-тура, коэффициент линейного расширенияВведение. Ужесточение требований к рабочим параметрам дви-гательных установок изделий ракетно-космической техники (РКТ), авиации и наземного транспорта на криогенных топливах (жидком кислороде и водороде или метане 4 CH в качестве горючего [1][2][3][4][5]), привело к созданию легких, прочных и герметичных трубопроводов, работающих в многоцикловом режиме при высоких давлениях, нор-мальных, повышенных и криогенных температурах.Трубопроводы, выполненные из металлов, имеют излишне боль-шую массу и изгибную жесткость. Для снижения массы и уровня монтажных сил предложено использовать рассматриваемые в насто-ящей работе криогенные трубопроводы, которые изготовляют из тонкой металлической оболочки (лейнера), усиленной композицион-ным материалом (углепластиком) методом спиральной намотки.При захолаживании комбинированного трубопровода до крио-генных температур в его слоях будут возникать температурные де-формации, зависящие от значений коэффициентов линейного терми-ческого расширения (КЛТР) материалов слоев. При этом в слое углепластика, намотанного под углами β > 55° к оси изделия, и в за-висимости от толщины слоя намотки могут возникнуть значительные сжимающие напряжения, которые приведут к потере осевой устой-чивости тонкостенной металлической оболочки с образованием ра-диальных гофр в области фланца [6][7]. При многоцикловом захола-Инженерный журнал: наука и инновации # 9·2017 живании трубопровода до криогенных температур и нагружении его внутренним давлением на поверхности гофр со временем могут воз-никнуть микротрещины, что приведет к потере герметичности изде-лия. Таким образом, цель настоящей работы -для обеспечения рабо-тоспособности и снижения массы комбинированного трубопровода определить оптимальные углы намотки углепластиковой оболочки, при которых осевые деформации тонкостенного лейнера и намотан-ного композита при захолаживании до криогенных температур име-ют одинаковый уровень осевых перемещений.Технологическое проектирование. Как правило, в комбиниро-ванном трубопроводе (рис. 1, а) тонкостенная металлическая оболоч-ка-лейнер 1 жестко соединена с фланцами 2 аргонодуговой сваркой, а сверху по спирали (рис. 1, б) на оболочку и фланцы намотан одно-направленный композиционный материал 3. На рис. 1 показана кон-структивная схема криогенного трубопровода, соединение стальной (Х18Н10Т) оболочки с фланцем торцевой сваркой, а также петлевое соединение намотанного углепластика (УКН-5000 + ЭДТ-10) с кони-ческим хвостовиком фланца. Трубопроводы собираются между со-бой с помощью центрирующего кольца 4 и соединяются сваркой по схеме «колокольчик».Рис. 1. Конструктивно-технологическое оформление стыковоч-ного узла трубопровода (а) и схема намотки нитей (б):Для того чтобы внутренний диаметр трубопровода оставался по-стоянным по всей длине, намотку композитного слоя осуществляют на расширяющийся конический выступ (бурт) хвостовика фланца с углом охвата наматываемой лентой бурта фланца на 180° или 360°. В связи с...

A theoretical-experimental research has been carried out to determine the characteristics of a radio frequency (RF) ion source for the generation of a weakly expanding wedge-shaped xenon ion beam. Such ion beam geometry is of interest as a prototype of an on-board ion injector for contactless "ion shepherding" by service spacecraft to remove large space debris objects from geostationary orbits. The wedge shape of the ion beam increases its range. The device described herein comprises an inductive gas discharge chamber and a slit-type three-electrode ion extraction grid (IEG) unit. Calculations of accelerating cell geometries and ion trajectories determined the dependence of beam expansion half-angle on normalized perveance based on the measurements of the spatial distributions of the xenon plasma parameters at the IEG entrance for a xenon flow rate q ≈ 0.2 mg/s and an incident RF power P ≤ 250 W at a driving frequency f = 2 MHz. Experimental studies showed that the ion beam, circular at the IEG exit, accepted the elliptical form at the distance of 580 mm with half-angle of beam expansion across IEG slits about 2°-3° and close to 0° along them. Thus, the obtained result proved the possibility of creating a new-generation on-board ion injector that could be used in spacecrafts for removal of debris.

Ключевые слова: наномодифицирование, бакелитовый лак ЛБС-4, формальдегид-ное связующее, вязкость, ультразвуковая обработка, концентрация, углеродные нанотрубкиВ настоящее время пропитка теплозащитных покрытий спускае-мых космических аппаратов занимает много времени, что замедляет и удорожает процесс их производства. Один из способов сокращения длительности пропитки -снижение вязкости пропитывающего веще-ства. Ультразвуковая обработка (УЗО) позволяет достичь кратковре-менного снижения вязкости формальдегидного связующего ЛБС-4 за счет нагрева последнего, что может ускорить процесс пропитки [1]. Однако вязкость вещества снижается лишь на небольшое время. В ра-ботах [2-7] показано, что при ультразвуковом диспергировании угле-родных нанотрубок (УНТ) в полиэфирное связующее вязкость по-следнего также снижается.Цель настоящей работы -проверка влияния наномодифициро-вания на вязкость формальдегидного связующего и сравнение его с влиянием ультразвукового воздействия.Для экспериментального изучения зависимости вязкости лака ЛБС-4 от длительности ультразвукового диспергирования углерод-ных нанотрубок и времени последующей релаксации свойств связу-ющего была применена методика, подробно изложенная в работе [1]. Процентное содержание углеродных нанотрубок было выбрано рав-ным 0,02 %, что соответствует условиям исследования для поли-В.А. Тарасов, А.Н. Королев, А.А. Илюхина, А.А. Карягин, А.А В соответствии с этим второй и третий столбец содержат значе-ния вязкости и температуры, полученные сразу после УЗОобозначают первую и вторую серии экспериментов. Непосредственная оценка влияния нанотрубок на вязкость свя-зующего затруднительна из-за того, что на нее оказывают влияние сразу несколько факторов: температура; концентрация летучих ком-понент связующего (в первую очередь спирта), наличие нанотрубок. В связи с этим была предпринята попытка создать модель многофак-торного влияния на вязкость лака ЛБС-4. Обработка эмпирических данных [1] совместно с данными таблицы, приведенной выше, поз-волила установить, что аппроксимация связи между вязкостью и температурой зависимостьюдает хорошее совпадение расчетных и экспери-ментальных данных (рис. 1).Причиной повышения вязкости при длительном хранении при-мем испарение летучих компонентов из лака и свяжем вязкость с концентрацией летучих компонентов соотношением Снижение вязкости формальдегидного связующего ЛБС-4…Инженерный журнал: наука и инновации # 9·2017 3 вольный момент времени; 0 k -концентрация в момент приготовле-ния лака; 2 1 2 0 T -значения вязкости и температуры лака, из-меренные в одном эксперименте.Изменение свойств лака и концентрации летучих компонентов в процессе релаксации после УЗО связаны между собой. Для описа-ния изменения концентрации летучих компонентов в соответствииИнженерный журнал: наука и инновации # 9·2017 с рекомендациями работы [3] будем использовать дифференциальное уравнение Используя значение коэффициента ,  можно по результатам экс-перимента оценить время от момента изготовления связующего до момента проведения экспериментов:В формуле (3) изменение тем...