Combined Channel Processing Technology Based on Multi-Layer Templates

Abstract

Рассмотрена технология изготовления дополнительных элементов систем охлаждения ракетных двигателей в форме местных углублений, расположенных на имеющихся фрезерованных каналах на наружных поверхностях камер сгорания и реактивного сопла. Такая проблема требует решения в перспективных изделиях с повышенной теплонапряженностью зоны горения топлива. Проведен анализ конструкции и возможностей обработки дополнительных элементов охлаждения в донной части и на боковых поверхностях узких каналов с ограниченным доступом инструмента в зону удаления припуска. Изучены новые конструкции инструмента для комбинированной обработки с использованием шаблонов различной конструкции и обоснована возможность их использования для изготовления углублений в каналах. Предложены новые способы комбинированной локальной обработки углублений с несимметричной геометрией сечения, форма которых обоснована в процессе отработки технологичности конструкции создаваемых двигателей, что ранее считалось неосуществимым или чрезмерно трудоемким. Исследована возможность многоместной обработки локальных углублений для дополнительного охлаждения в каналах на участках с переменным профилем камер сгорания современных и перспективных изделий по многослойным шаблонам. Здесь разработанные комбинированные технологии дают наибольший эффект и способствуют повышению ресурса двигателей новых поколений до уровня, обеспечивающего многократное увеличение количества безотказных пусков космических систем, что значительно снижает затраты на изготовление ракетных двигателей новых поколений The article considers the technology of manufacturing additional elements of rocket engine cooling systems in the form of local recesses located on the existing milled channels on the outer surfaces of the combustion chambers and the jet nozzle. This problem requires solutions in promising products with high heat stress of the fuel combustion zone. We analyzed the design and processing capabilities of additional cooling elements in the bottom part and on the side surfaces of narrow channels with limited tool access to the allowance removal zone. We studied new tool designs for combined processing using templates of various designs and justified the possibility of their use for making recesses in channels. We propose new methods of combined local processing of recesses with an asymmetric cross-section geometry, the shape of which is justified in the process of testing the manufacturability of the design of the created engines, which was previously considered impossible or excessively labor-intensive. We investigated the possibility of multi-site processing of local recesses for additional cooling in channels in areas with a variable profile of the combustion chambers of modern and promising products using multilayer templates. Here, the developed combined technologies give the greatest effect and contribute to increasing the resource of new-generation engines to a level that provides a multiple increase in the number of trouble-free launches of space systems. This significantly reduces the cost of manufacturing new-generation rocket engines