Thiết kế và chế tạo vỏ động cơ nhiên liệu rắn từ vật liệu composite sử dụng công nghệ quấn
DOI:
https://doi.org/10.54939/1859-1043.j.mst.114.2026.183-192Từ khóa:
Động cơ nhiên liệu rắn làm từ vật liệu compozit; SRM; Thử nghiệm động cơ.Tóm tắt
Vật liệu compozit được sử dụng ngày càng nhiều trong chế tạo thân vỏ động cơ nhờ khối lượng nhẹ, độ bền riêng cao và khả năng chịu áp suất tốt. Bài báo trình bày cơ sở thiết kế thân vỏ động cơ nhiên liệu rắn từ vật liệu compozit bằng công nghệ quấn. Trên cơ sở đó, nghiên cứu tiến hành thiết kế và chế tạo thân vỏ động cơ cỡ nhỏ có áp suất làm việc lớn nhất 12 MPa bằng phương pháp quấn trực tiếp sợi cacbon T700/ nền epoxy lên khuôn quấn chế tạo từ thỏi thuốc phóng RSI-12M. Thân vỏ sau chế tạo được thử nghiệm thủy tĩnh, kiểm tra khuyết tật bằng tia X và thử nghiệm đốt động cơ nhằm đánh giá khả năng làm việc. Kết quả thực nghiệm cho thấy vỏ động cơ hoạt động ổn định trong suốt quá trình thử nghiệm đốt, qua đó khẳng định tính khả thi của việc phát triển và làm chủ công nghệ sản xuất vỏ động cơ rắn từ vật liệu compozit tại Việt Nam.
Tài liệu tham khảo
[1]. H. I, S. Saleh and H. Kamel, “Review of challenges of the design of rocket motor case structures”, 18th International Conference on Aerospace Sciences & Aviation Technology, Cairo, Egypt, 9–11 April, pp. 1–13, (2019).
[2]. C. C. Liang et al., “Optimum design of dome contour for filament-wound composite pressure vessels based on a shape factor”, Composite Structures, Vol. 58, No. 4, pp. 469–482, (2002).
[3]. V. V. Vasiliev and A. A. Krikanov, “New generation of filament-wound composite pressure vessels for commercial applications”, Composite Structures, Vol. 62, No. 3, pp. 449–459, (2003).
[4]. L. Zhu, J. Wang, W. Shen, L. Chen and C. Zhu, “Design and Analysis of Solid Rocket Composite Motor Case Connector Using Finite Element Method”, Polymers, Vol. 14, No. 13, p. 2596, (2022).
[5]. B. Baiserikov, M. Ismailov, L. Mustafa, N. Yesbolov, A. Kulbekov, A. Yermekov, M. Meiirbekov and I. Ablakatov, “Design and Manufacturing of Experimental Solid Propellant Rocket Motor Cases Made of Carbon Composite Materials”, Polymers, Vol. 17, No. 10, p. 1352, (2025).
[6]. S. Shaheen et al., “Micro Stress Evaluation and Analysis in FRP Composites for Rocket Motor Casing”, Materials Today: Proceedings, Vol. 5, No. 2, Part 1, pp. 5737–5742, (2018).
[7]. A. Fedaravičius, S. Kilikevičius and A. Survila, “Investigation of Solid Rocket Motor Strength Characteristics by Employing Composite Materials”, Mechanika, Vol. 20, No. 4, pp. 415–420, (2014).
[8]. D. V. Hien, T. N. Thanh et al., “Design of planar wound composite vessel based on preventing slippage tendency of fibers”, Composite Structures, Vol. 254, (2020).
[9]. NASA MSFC-STD-3744, “Structural Design and Test Standard for Solid Rocket Motors”, Marshall Space Flight Center, Huntsville, AL, Technical Standard, 21 January, (2021).
[10]. T. N. Thanh, D. V. Hien and B. V. Am, “Building a mathematical model describing the dome profile of a solid fuel engine case made from composite materials using winding technology”, Journal of Military Science and Technology, No. 109, pp. 146–153, (2026).
[11]. В. А. Калинчев and Д. А. Ягодников, “Технология производства ракетныхu двиrателеи твердого топлива”, Технологии ракетно-космического машиностроения, Vol. 688, Москва, (2010). (in Russian)
[12]. Z. Li, Y. Liu, L. Qi, Z. Mei, R. Gao, M. Yu, Z. Sun and M. Wang, “Optimization of the laminate structure of a composite cylinder based on the combination of response surface methodology (RSM) and finite element analysis (FEA)”, Materials, Vol. 15, No. 21, (2022).
[13]. National Aeronautics and Space Administration, “Structural Design and Test Factors of Safety for Spaceflight Hardware”, NASA-STD-5001B, August, (2014). Available: https://standards.na-sa.gov/standard/NASA/NASA-STD-5001
