Ферменные отсеки

Ферменные конструкции используют:

– в межблочных переходниках при " горячем" разделении ступеней;

– в силовых рамах крепления двигателей;

– в качестве термомостов баков, заправляемых низко­кипящими (криогенными) компонентами топлива.

Стержни форменных отсеков соединяют два торцевых шпангоута. При этом каждая пара стержней и участок шпангоута образуют неизменяемый треугольник. Ферменные отсеки изготавливают сварными. Не уступая каркасным в восприятии осевых сил и изгибающих моментов, они хуже работают на нагрузки сдвига (перерезывающую силу и крутящий момент). Усилия с ферменной конструкции передаются в точках, а не по контуру, что требует местного усиления конструкции стыкуемой части. На стержни ферм, используемых в качестве меж­блочных переходников при " горячем" разделении ступеней, действует нагрузка, обусловленная давлением струй двигателей при их работе до завершения процесса разделения ступеней.

Для поддержания температуры стержней не выше допустимой по условиям прочности на стержни наносят теплозащитное покрытие. Для облегчения ферм применяют биметаллическое соединение стержней и узлов, при котором стержни изготавливают из высокопрочного конструкционного материала (сталь, титановый сплав), а узел их стыковки – из более легкого алюминиевого сплава.

В конструкции ферм – термомостов, используемых для подвески ненесущих криогенных емкостей, для изготовления стержней применяют материалы с низкой теплопроводностью (стеклопластики, титановые сплавы).

При конструировании ферм стремятся обеспечить их ста­тическую определимость, так как статически неопределимая конструкция оказывается тяжелее из-за трудности точного учета распределения внешних нагрузок между отдель­ными элементами. Оси нескольких стержней в узлах должны сходи­ться в одной точке.

Основное внимание уделяется соединению стержней между со­бой. Задача состоит в том, чтобы по возможности уменьшить пе­редачу на стержень изгибающих моментов, т.е. приблизить харак­тер его нагружения к силовой схеме фермы, в которой соединения стержней считаются шарнирными. Примеры конструкций форменных отсеков приведены на рис. 6.12.

Рис. 6.12. Примеры конструкций ферменных отсеков:

а) 12-стержневая ферма; б) 24-стержневая ферма с промежуточным поясом для отсеков большого удлинения.

Рис. 6.13. Переходный отсек в виде рамы:

1 – кольцо; 2 – башмак под штырь; 3 – штырь; 4 – стержень; 5 – башмак под пироболт (замок); 6 – нижний башмак (под пироболт или замок)

Фермы большого удлинения, работающие на сжатие, целесообразно разбивать на две, вводя промежуточные кольцевые связи (рис. 6.12, б). Симметрично расположенные стержни долж­ны иметь одинаковую жесткость. Работоспособность стержней фермы существенно ухудшается при наличии начальной непрямо­линейности, конструктивных изломов и изгибов, при введении в конструкцию элементов, нагружающих стержни поперечными на­грузками. Все это необходимо учитывать как при конструирова­нии, так и при предъявлении требований к деталям и полуфабрикатам.