El proceso de fabricación de cohetes de acuerdo con los requisitos de diseño. La fabricación de cohetes (incluidos cohetes de sondeo, vehículos de lanzamiento y varios misiles) se divide en dos etapas: desarrollo y producción final.

La fábrica de cohetes es principalmente responsable de la fabricación del cuerpo del cohete y del montaje de todo el cohete. Los motores, el equipo de guía y control y varios dispositivos especiales instalados en las flechas son fabricados y suministrados por fábricas profesionales.

En la última parte de la Segunda Guerra Mundial, Alemania desarrolló por primera vez con éxito el misil balístico de corto alcance de combustible líquido V-2. En la década de 1950, la Unión Soviética y los Estados Unidos habían podido fabricar vehículos de lanzamiento para misiles balísticos intercontinentales y satélites terrestres artificiales.

A principios de la década de 1980, había más de una docena de países en el mundo que podían fabricar diferentes tipos de cohetes, pero los únicos países que podían desarrollar independientemente grandes cohetes y misiles estratégicos eran Estados Unidos, la Unión Soviética, Francia y China.

La fabricación de cohetes cohete es similar a la fabricación de aviones, y también se lleva a cabo en el orden de fabricación en blanco, procesamiento de piezas, ensamblaje de componentes, ensamblaje completo de cohetes y pruebas. En la fabricación de cohetes se han aplicado varios métodos de proceso convencionales y procesos especiales (mecanizado eléctrico, fresado químico).

Las piezas forjadas en bruto de forja y fundición se utilizan principalmente para piezas estructurales que soportan carga. Debido a las características del uso único del cohete, la proporción de piezas estructurales integrales fundidas es mayor que la de otras aeronaves.

La mayoría de las piezas fundidas son fundiciones de precisión de aleaciones de magnesio y aluminio, que generalmente se utilizan como componentes de capa delgada con formas complejas y dimensiones precisas, como la superficie aerodinámica de un cohete pequeño, el cuerpo de la cabina y la carcasa de la válvula de la estructura integral. etc.

Conformado de láminas de metal La forma del cohete es cilíndrica y muchas piezas se pueden fabricar mediante hilado, doblado con rodillos y doblado por estirado. El potente proceso de hilado se puede utilizar para fabricar piezas como la carcasa de un cohete de combustión sólida, la piel del cono de la cabeza y el fondo de la caja esférica. El hilado requiere una gran cantidad de presión de hilado.

Se utiliza una potente máquina herramienta de hilado especial para aplicar una fuerza de hilado de cientos a miles de kilonewtons (decenas a cientos de toneladas de fuerza) a los puntos de contacto de la rueca, el plato y el Neumático de molde.En la superficie, el material metálico se aprieta fuertemente para que fluya y se adelgace.

Por ejemplo, una pieza en bruto de 4 mm de grosor se puede convertir en una pieza de trabajo de 1 mm de grosor a la vez, y el error está dentro de ± 0,05 mm. El acabado de la superficie de las piezas giratorias puede alcanzar 5 7, y también se puede mejorar la resistencia del material. La formación explosiva es el uso de la energía de la onda de choque generada por la deflagración explosiva para formar piezas.

Normalmente, la energía pasa por un medio acuoso, y a una velocidad supersónica de la explosión se transmite a las partes que actúan en milésimas de segundo hasta una presión de metal de 3000 MPa (aproximadamente 30.000 kgf / cm 2 ). El proceso de formación explosiva es simple, siempre que se necesite el molde hembra, se puede ahorrar el costo del molde.

Es adecuado para piezas grandes y complejas, o piezas con baja plasticidad y materiales de alta resistencia que son difíciles de formar, como piezas de fondo de caja de gran diámetro (ver conformado de chapa). El conformado por estiramiento-doblado incluye procesos de estiramiento y doblado.

Hay equipos especiales de conformado por estiramiento y doblado, tales como máquinas de conformado por estiramiento de piel y máquinas de estiramiento y doblado de perfiles, que se utilizan ampliamente para fabricar láminas y piezas de perfil con grandes superficies curvas y dimensiones exteriores.

Durante el conformado por estiramiento-doblado, sujete el extremo de la hoja o perfil en bruto con un mandril, y cuando la tensión del material alcance el límite de fluencia durante el pre-estiramiento, se doblará de acuerdo con el molde macho, de modo que todas las superficies internas del el espacio en blanco encaja en el molde macho para mejorar la precisión de la pieza.

La clave del proceso de estirado-doblado es evitar que las piezas se rompan debido a una tensión excesiva. Generalmente, la deformación previa a la tensión debe controlarse entre 0,15% y 1%.

Fresado controlado numéricamente, la placa de pared de la carcasa del cohete está provista de nervaduras de refuerzo dispuestas en un patrón de rejilla para aumentar la rigidez estructural.

Aunque los paneles de pared de rejilla de área grande se pueden fabricar mediante fresado químico, en comparación con el fresado mecánico, el grosor de la pared es desigual, las raíces de las nervaduras están redondeadas y las piezas tienen mucho exceso de peso. El uso de fresado y corte CNC de paneles de pared de rejilla puede garantizar un grosor de pared uniforme, dimensiones precisas (hasta 0,01 mm) y reducir el peso residual, lo que aumenta la carga útil del cohete (consulte Mecanizado CNC).

El uso de la tecnología de fresado CNC generalmente requiere una fresadora CNC grande. Durante el procesamiento, se utiliza una ventosa de vacío para sujetar la placa, y se requiere que la placa tenga un alto grado de planitud.

Conexión del conjunto de componentes

La cabina no sellada en el cuerpo del cohete generalmente está remachada. Las piezas y componentes que tienen requisitos estrictos de resistencia a la presión y sellado, como tanques de almacenamiento de cohetes, cilindros de gas y conductos, están soldados. Los más utilizados son varios tipos de soldadura por arco de argón, soldadura por puntos de contacto y soldadura por costura.

La soldadura por haz de electrones es adecuada para la soldadura de componentes de precisión como componentes de fuelle y cilindros de gas de aleación de titanio y materiales difíciles de soldar (ver tecnología de soldadura).

Tecnología de materiales de estructura compuesta, los materiales compuestos se utilizan cada vez más en la fabricación de cohetes. Utilizando fibras o tejidos con alto contenido de sílice, carbono, nailon y otras, combinados con diversas resinas, mediante procesos de conformado como bobinado, laminado o moldeado, la fabricación de componentes de carga y componentes de alta temperatura de cohetes ha logrado resultados satisfactorios.

La estructura compuesta de plástico espumado fabricada mediante fundición o pulverización con un modelo tiene una gravedad específica pequeña y un buen efecto de aislamiento térmico. La estructura en sándwich de nido de abeja de metal o no metal hecha mediante unión o soldadura fuerte se utiliza como el cuerpo de la cabina, la tapa de la escotilla y el carenado.

Fabricación típica de tanques de almacenamiento “Eltanque de almacenamiento es el componente principal del cohete líquido y representa aproximadamente 2/3 de la longitud total del cohete. Por ejemplo, el tanque oxidante de clase S-1C del cohete estadounidense” Saturn “5 tiene un diámetro de 10,06 metros y una longitud de 19,5 metros.

Limitado por el ancho de la placa, el gran tanque de almacenamiento debe fabricarse mediante el método de soldadura dividida a medida. El proceso de fabricación básico (Figura 1)

Sí: La placa en blanco en forma de abanico se perfora o introduce en la unidad de pétalos de melón en la parte inferior de la caja; La mascota de melón formada se coloca en la plantilla de soldadura y se suelda para formar la parte inferior de la caja, y luego la brida y el anillo en forma de Y están soldados a la parte inferior de la caja.

Arriba; Enrolle la placa que forma la pared de la caja de almacenamiento en una forma cilíndrica; Solde los dos extremos de la placa enrollada en el cilindro a lo largo de la dirección longitudinal para formar una sección cilíndrica; La parte inferior de la caja de almacenamiento y las varias secciones cilíndricas de la pared de la caja Suelde y ensamble en una caja de almacenamiento integral; Incluya toda la caja de almacenamiento.

Otro método de fabricación de la sección cilíndrica del tanque de almacenamiento es cortar la placa en tiras largas de acuerdo con la longitud de la sección cilíndrica de toda la caja, presionarla y doblarla en una placa en forma de arco a lo largo de la dirección longitudinal, y colocar el placa en forma de arco en un dispositivo de soldadura y conéctelo para formar una sección cilíndrica con una soldadura longitudinal. Esta estructura tiene una buena capacidad de carga, pero el proceso es difícil y el equipo de proceso es enorme y complicado.

El material del tanque de almacenamiento es generalmente una aleación de aluminio o una hoja de acero inoxidable. Para asegurar el posicionamiento preciso de las piezas a soldar, generalmente se utilizan dispositivos de soldadura neumáticos para posicionar firmemente las piezas a soldar.

Por ejemplo, los anillos de expansión neumáticos se utilizan para las soldaduras anulares del cuerpo de la caja para redondear y alinear la sección cilíndrica a soldar.

El proceso de soldadura de ensamblaje del cuerpo de la caja ha adoptado soldadura automática, como soldadura con arco de argón y tungsteno, soldadura con gas de electrodo fundido, soldadura con arco de helio y soldadura con haz de electrones al vacío parcial, etc., y también se utilizan computadoras para controlar el proceso de soldadura. Todas las soldaduras del cuerpo de la caja deben inspeccionarse mediante fluoroscopia de rayos X.

El cuerpo de la caja debe someterse a diversas inspecciones, como resistencia hidráulica, hermeticidad, detección de fugas, medición de volumen, dimensiones externas, falta de rectitud de las barras, concentricidad de los bastidores delantero y trasero, y perpendicularidad de los ejes, etc. En la etapa de desarrollo, el tanque debe someterse a una prueba de destrucción estática para verificar si cumple con los requisitos de carga de diseño.

Ensamblaje del cohete:en la planta de ensamblaje, el cohete generalmente se ensambla solo en el estado de entrega (es decir, el estado de transporte). Los equipos, instrumentos, válvulas, accesorios, cables, conductos y componentes directamente involucrados en el ensamblaje final de los sistemas de cohetes se instalan respectivamente en las partes relevantes para constituir las secciones, y luego cada sección y el motor se acoplan para formar un cohete.

El sistema de cohetes es complejo, la estructura es compacta y el espacio de trabajo es limitado, lo que trae grandes dificultades para el montaje final.

El montaje final se realiza generalmente en un estado horizontal y horizontal, y se lleva a cabo en el orden de las estaciones de trabajo en una línea de montaje lineal. Las estaciones están ordenadas por secciones. Los cohetes pequeños son transportados por vehículos montados en el suelo o cadenas transportadoras suspendidas.

Los cohetes de tamaño mediano generalmente usan carros en forma de nido con soportes ajustables para moverse en pistas de tierra.

Para el montaje se utilizan herramientas de montaje general, que dependen principalmente del funcionamiento manual. El ensamblaje general de un cohete líquido grande generalmente comienza desde los dos tanques y forma la sección central, luego conecta el compartimiento de instrumentos en la parte delantera y conecta el motor y la sección de cola en la parte trasera.

La cabeza o nave espacial generalmente se desmonta y se transporta por separado después del acoplamiento de prueba. Los cohetes grandes también se ensamblan y transportan en un estado vertical, o se ensamblan y transportan en un estado vertical en la base de lanzamiento.

Inspección

El cohete debe someterse a inspecciones y pruebas mecánicas y eléctricas durante y después del ensamblaje final (Figura 2). Estos elementos de prueba son muy completos y tienen requisitos técnicos estrictos. Los pasos son la prueba unitaria, la prueba del subsistema y la prueba completa del sistema.

El contenido de la inspección incluye: Inspección antes de la instalación: Todos los productos que ingresan a la línea de producción de ensamblaje final han sido inspeccionados. Los equipos e instrumentos se prueban unitariamente en un banco de pruebas dedicado.

Inspección durante el proceso de montaje final: Una vez finalizado el premontaje de cada sección, se realiza la inspección de estanqueidad, apertura y cierre de válvulas y pruebas de conducción del circuito según el subsistema. Una vez conectadas las secciones, se inspeccionan la tubería y el circuito, y se miden el peso, el centro de gravedad y la coaxialidad.

Inspección general y prueba de rendimiento después del ensamblaje final: generalmente, se lleva a cabo en un estado horizontal y, a veces, también se usa una prueba vertical para realizar una inspección de evaluación de la calidad del producto, incluida la prueba del subsistema y la inspección general del vuelo simulado. estado de todo el sistema.