Ruderman_Missiles (Раздаточные материалы)

PDF-файл Ruderman_Missiles (Раздаточные материалы) Основы ракетных двигателей твёрдого топлива (РДТТ) (15684): Другое - 7 семестрRuderman_Missiles (Раздаточные материалы) - PDF (15684) - СтудИзба2017-12-27СтудИзба

Описание файла

Файл "Ruderman_Missiles" внутри архива находится в папке "Раздаточные материалы". PDF-файл из архива "Раздаточные материалы", который расположен в категории "". Всё это находится в предмете "основы ракетных двигателей твёрдого топлива (рдтт)" из 7 семестр, которые можно найти в файловом архиве МГТУ им. Н.Э.Баумана. Не смотря на прямую связь этого архива с МГТУ им. Н.Э.Баумана, его также можно найти и в других разделах. Архив можно найти в разделе "остальное", в предмете "основы ракетных двигателей твёрдого топлива (рдтт)" в общих файлах.

Просмотр PDF-файла онлайн

Текст из PDF

Health Management Issues and Strategy for Air Force MissilesGregory A. Ruderman, Ph.D.Air Force Research Laboratory1st International Forum on Integrated System Health Engineering and Management in AerospaceNapa, California7-10 November 2005Abstract:As so-called “wooden rounds”, which are intended to sit stably in storage for extended periods andthen function precisely as desired, at a moment’s notice, Air Force missiles would appear to be an idealapplication for health monitoring. However, solid rocket motors that serve as the propulsion system forthese missiles present a number of unique challenges for the development of integrated vehicle healthmonitoring systems.

Mechanical and chemical complexity, long service lives, aging materials, and designswith small margins are typical for solid motors. But the payoff for health monitoring is extreme as well.Maintaining a healthy and capable fleet—ensuring the viability of the missiles in the fleet while not retiringor destroying good assets before it is necessary could save as much at 50% in costs over a 50-year lifecycle. In this paper, a number of the unique aspects of solid rocket motors will be explored, the difficultiesand successes in development of sensors and diagnostic systems will be discussed, and a path to furthercontinue development of these systems will be proposed.1.

Introduction:The current Minuteman III strategic missile fleet was designed with a service life of 12 years. Thefact that there have been individual boosters in the fleet that have achieved lives more than twice as long isa tribute to the robustness of the design. But it also illustrates a significant lack of understanding in theaging processes of these missiles. And while this lack of understanding was beneficial in the case ofMinuteman (service life was extended for financial/political reasons, not due to improved analysis), therehave been other missiles that have suffered early and unexpected failures, either through aging or damage,which could have been prevented or avoided by an accurate assessment of the current state of the asset.A health monitoring system for Air Force missiles must be able to address both of these issues:current state assessment and future state prediction.

Over the last eight years, the Air Force ResearchLaboratory has managed a number of projects under the Technology for the Strategic Systems Program toaddress this challenge. The Service Life Prediction Technology program examined environmental,mechanical, and chemical sensors, as well as developed constitutive theories for accurate modeling of solidrocket motor propellants, including the effect of aging and chemistry on the mechanical properties. TheNon-Destructive Evaluation/Data Processing program developed a high-resolution computed tomographycapability for strategic missiles and the Automated NDE Data Evaluation System (ANDES 2), which readsthe CT data and makes an assessment as to the structural integrity of the motor.

The Critical DefectAssessment program has developed a computer code that couples structural, thermal, and ballistic modelsfor a high-fidelity SRM simulation. And the Sensor Application and Modeling programs are takingcommercial-off-the-shelf (COTS) and near-COTS sensors and developing a methodology formanufacturing and using them on solid rocket motors.With these tools in place, the government and industry have sufficient knowledge and backgroundto move towards the next step: application of integrated vehicle health monitoring (IVHM) to operationalsystems with the overall goal of reducing life cycle cost and improving reliability.

But significantchallenges remain. The purpose of this paper is to examine some of those challenges, particularly thoseunique to motors and present a way forward, identifying key needs for the future. In the first section, anintroduction to solid rocket motors will be presented with a description of some of the most critical issuesaffecting motor structural integrity. Special focus will be given in areas where IVHM has been applied orwould be beneficial.

Next, a description of the current and potential future service life methodology will bepresented. Then, approaches for acquiring the necessary data and using it to make an informed service lifeassessment are given. Finally, a short “wish list” of potential technologies that would enhance these effortswill be discussed. In general, discussions will focus on strategic/space launch application of IVHMtechnology, as this is where the Air Force Research Laboratory’s research has been applied, but whereapplicable, or where other organizations have or are applying this technology to tactical (small air-to-air,Distribution Statement A: Approved for Public Releaseair-to-surface, surface-to-surface, and surface-to-air) missiles, this will be noted.

In addition to the motor(propulsion system), there is ample opportunity for health management to be used on the entire missilesystem, from electronic safe and arm (ESA) devices to monitoring for the guidance or TVA systems.These will not be covered in this paper but are left for better qualified individuals to develop.2. Rocket Science 101Solid rocket motors are deceptively simple devices, particularly from a structural point of view. Arigid case, typically made of metal or organic composite, encloses the propellant, an energetic solid.During combustion, this energy is released and is converted to propulsive force through a nozzle.

Each ofthese components has their own structural issues, individually and with respect to the entire missile systemthat are discussed below. Figure 1 presents an idealized solid rocket motor for reference.FLAPTERMINATIONCASEFLAPSTRESS RELIEF BULBINSULATEDPROPELLANTGRAINPROPELLANTGRAINIGNITERNOZZLERADIAL SLOTINSULATEDCASEBORERESTRICTORFINLINERINSULATIONCASEFigure 1: Idealized Solid Rocket Motor2.1 CasesThe case of a solid rocket motor is a pressure vessel, maintaining the integrity of the motor at highpressures during operation. Cases typically are made from materials such as D6AC steel, 6Al-4V titanium,or various fiber composites such as Kevlar, glass, or carbon fiber. Generally, the cases for larger motorshave a greater potential to be composite, although this is driven by mission requirements rather than thesize itself.

For example, tactical missiles tend to have metal cases because of the need for longitudinalDistribution Statement A: Approved for Public Releasestiffness during maneuvering, while the space shuttle RSRM boosters are steel simply so they can be reusedon future missions.The use of composite materials, as in many other applications, is strongly driven by the highspecific strength of these materials. Reduction in the inert weight of a system directly enables improvedcapability for the missile.

But use of these materials also entails new risks. Unlike metal cases, compositescan be fairly easily damaged by impact, and damage severe enough to cause a catastrophic motor failurecan result while still not being detectable to the naked eye. In addition, due to anisotropy and complexityof design, the fidelity of analyses of composite pressure vessels is not as mature as that for metals.Composite cases are regularly over-designed in the dome region to ensure failure in the cylinder, wherepredictive models are more accurate.2.2 Propellant-Liner-InsulatorWorking inward from the case, the first material encountered is the insulation, typically a rubbermaterial such as EPDM.

The main purpose is for thermal resistance as the burning surface of the propellantapproaches the case wall. This layer prevents the case from heating and losing structural integrity beforethe propellant is completely consumed. In addition, flaps of insulator material are often used at the head oraft ends of the motor to reduce the stress on the propellant in the dome region. Next is the liner, a thin layerof polymeric material the main function of which is to facilitate the adhesion of the propellant to theinsulator.

The next layer is then propellant itself.The most common type of propellant, particularly for use in Air Force ballistic missile and spacelaunch applications, is composite propellant. Typical composite propellants are composed of a crystallineoxidizer, often ammonium perchlorate (AP), ground to a nominal particle size. 200 microns is typical,although many propellants have bi- and tri-modal distributions of sizes to improve mixing properties andtailor burn rates. Aluminum powder is added to the mix as a fuel, and both are held together by apolymeric binder.

Свежие статьи
Популярно сейчас
Как Вы думаете, сколько людей до Вас делали точно такое же задание? 99% студентов выполняют точно такие же задания, как и их предшественники год назад. Найдите нужный учебный материал на СтудИзбе!
Ответы на популярные вопросы
Да! Наши авторы собирают и выкладывают те работы, которые сдаются в Вашем учебном заведении ежегодно и уже проверены преподавателями.
Да! У нас любой человек может выложить любую учебную работу и зарабатывать на её продажах! Но каждый учебный материал публикуется только после тщательной проверки администрацией.
Вернём деньги! А если быть более точными, то автору даётся немного времени на исправление, а если не исправит или выйдет время, то вернём деньги в полном объёме!
Да! На равне с готовыми студенческими работами у нас продаются услуги. Цены на услуги видны сразу, то есть Вам нужно только указать параметры и сразу можно оплачивать.
Отзывы студентов
Ставлю 10/10
Все нравится, очень удобный сайт, помогает в учебе. Кроме этого, можно заработать самому, выставляя готовые учебные материалы на продажу здесь. Рейтинги и отзывы на преподавателей очень помогают сориентироваться в начале нового семестра. Спасибо за такую функцию. Ставлю максимальную оценку.
Лучшая платформа для успешной сдачи сессии
Познакомился со СтудИзбой благодаря своему другу, очень нравится интерфейс, количество доступных файлов, цена, в общем, все прекрасно. Даже сам продаю какие-то свои работы.
Студизба ван лав ❤
Очень офигенный сайт для студентов. Много полезных учебных материалов. Пользуюсь студизбой с октября 2021 года. Серьёзных нареканий нет. Хотелось бы, что бы ввели подписочную модель и сделали материалы дешевле 300 рублей в рамках подписки бесплатными.
Отличный сайт
Лично меня всё устраивает - и покупка, и продажа; и цены, и возможность предпросмотра куска файла, и обилие бесплатных файлов (в подборках по авторам, читай, ВУЗам и факультетам). Есть определённые баги, но всё решаемо, да и администраторы реагируют в течение суток.
Маленький отзыв о большом помощнике!
Студизба спасает в те моменты, когда сроки горят, а работ накопилось достаточно. Довольно удобный сайт с простой навигацией и огромным количеством материалов.
Студ. Изба как крупнейший сборник работ для студентов
Тут дофига бывает всего полезного. Печально, что бывают предметы по которым даже одного бесплатного решения нет, но это скорее вопрос к студентам. В остальном всё здорово.
Спасательный островок
Если уже не успеваешь разобраться или застрял на каком-то задание поможет тебе быстро и недорого решить твою проблему.
Всё и так отлично
Всё очень удобно. Особенно круто, что есть система бонусов и можно выводить остатки денег. Очень много качественных бесплатных файлов.
Отзыв о системе "Студизба"
Отличная платформа для распространения работ, востребованных студентами. Хорошо налаженная и качественная работа сайта, огромная база заданий и аудитория.
Отличный помощник
Отличный сайт с кучей полезных файлов, позволяющий найти много методичек / учебников / отзывов о вузах и преподователях.
Отлично помогает студентам в любой момент для решения трудных и незамедлительных задач
Хотелось бы больше конкретной информации о преподавателях. А так в принципе хороший сайт, всегда им пользуюсь и ни разу не было желания прекратить. Хороший сайт для помощи студентам, удобный и приятный интерфейс. Из недостатков можно выделить только отсутствия небольшого количества файлов.
Спасибо за шикарный сайт
Великолепный сайт на котором студент за не большие деньги может найти помощь с дз, проектами курсовыми, лабораторными, а также узнать отзывы на преподавателей и бесплатно скачать пособия.
Популярные преподаватели
Нашёл ошибку?
Или хочешь предложить что-то улучшить на этой странице? Напиши об этом и получи бонус!
Бонус рассчитывается индивидуально в каждом случае и может быть в виде баллов или бесплатной услуги от студизбы.
Предложить исправление
Добавляйте материалы
и зарабатывайте!
Продажи идут автоматически
5076
Авторов
на СтудИзбе
455
Средний доход
с одного платного файла
Обучение Подробнее