Трубопровод для текучей среды с самовосстанавливающейся защитной оболочкой

012030 Область техники В целом данное изобретение относится к авиационным топливным системам, в частности к авиационным топливопроводам. Кроме того, данное изобретение можно применить для защиты авиационных масляных и гидравлических трубопроводов. Описание уровня техники Самовосстанавливающиеся материалы пользуются популярностью уже много лет. В качестве самовосстанавливающихся материалов применяют разные материалы, например натуральный каучук/полиуретан и нитриловую резину. Основная проблема указанных самовосстанавливающихся материалов состоит в том, что после их повреждения им требуется несколько секунд или даже минут для восстановления своей герметичности. Вследствие этих недостатков указанные самовосстанавливающиеся материалы не эффективны для использования в качестве защитных оболочек авиационных трубопроводов для текучей среды, которые предохраняют трубопроводы для текучей среды от протечки в случае их повреждения баллистическим снарядом. Тем не менее, некоторые самовосстанавливающиеся материалы, такие как самовосстанавливающийся ионосодержащий полимер, известный как Surlin марки 8940 (поставляемый компанией DuPontPackaging and Industrial Polymers, Уилмингтон, Дэлавер), мгновенно восстанавливают герметичность. Были предприняты попытки создать самовосстанавливающиеся многослойные трубопроводы, но такие трубопроводы сравнительно дороги и тяжелы и подвержены замедленному восстановлению, что связано с составными элементами трубопроводов. Кроме того, из-за составного характера многослойных трубопроводов текучие среды, находящиеся в трубопроводе под давлением, оказывают мгновенное давление на образованное снарядом отверстие, что мешает процессу самовосстановления. Несмотря на то что в области вышеописанных самовосстанавливающихся систем имеются значительные достижения, много недостатков остается. Сущность изобретения Существует необходимость в создании трубопровода для текучей среды, имеющего самовосстанавливающуюся защитную оболочку, которая мгновенно восстанавливает свою герметичность. Таким образом, цель данного изобретения заключается в создании трубопровода для текучей среды,имеющего самовосстанавливающуюся защитную оболочку, которая мгновенно восстанавливает свою герметичность. Другая цель данного изобретения заключается в создании самовосстанавливающейся защитной оболочки, которую можно встроить в действующие системы трубопроводов. Следующая цель данного изобретения заключается в создании способа предотвращения протечек текучей среды, обусловленных попаданием снаряда в трубопроводы для текучей среды. Указанные цели достигаются путем создания самовосстанавливающейся защитной оболочки, которая мгновенно восстанавливает свою герметичность, трубопровода для текучей среды, в котором применяется защитная оболочка, и способа предотвращения утечек текучей среды, обусловленных попаданием снаряда. Данное изобретение обеспечивает существенные преимущества, включая следующие: (1) оболочка предотвращает утечку жизненно важных текучих сред в случае нанесения баллистического удара по трубопроводу для текучей среды; (2) оболочка может быть установлена поверх обычного трубопровода для текучей среды; (3) пробоины от баллистического снаряда могут быть заделаны в течение микросекунд;(4) устройство может быть установлено поверх действующих трубопроводов для текучей среды; (5) повышается живучесть воздушного судна, в частности, в случае обстрела баллистическими снарядами из мелкокалиберного оружия. Дополнительные цели и преимущества данного изобретения станут понятными из рассмотрения чертежей и последующего описания. Краткое описание чертежей Теперь для более полного понимания данного изобретения, включая его характерные особенности и преимущества, обратимся к подробному описанию изобретения со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых одинаковыми номерами позиций обозначены одинаковые элементы и на которых: фиг. 1 представляет собой схематическое изображение трубопровода для текучей среды, имеющего самовосстанавливающуюся защитную оболочку согласно предпочтительному варианту выполнения данного изобретения; фиг. 2 изображает разрез самовосстанавливающейся защитной оболочки, представленной на фиг. 1; фиг. 3 изображает разрез уплотнения, выполненного на одном конце самовосстанавливающейся защитной оболочки, представленной на фиг. 1; фиг. 4 изображает вид в аксонометрии трубопровода для текучей среды, имеющего самовосстанавливающуюся защитную оболочку согласно данному изобретению и установленного в испытательной камере, до пробоя баллистическим снарядом; фиг. 5 изображает вид в аксонометрии трубопровода для текучей среды, имеющего самовосстанавливающуюся защитную оболочку согласно данному изобретению и установленного в испытательной камере, после пробоя баллистическим снарядом.-1 012030 Описание предпочтительного варианта выполнения Самовосстанавливающиеся защитные оболочки трубопроводов для текучей среды предназначены,главным образом, для военных применений, поскольку они служат для повышения живучести судна при угрозе обстрела баллистическими снарядами из мелкокалиберного оружия. Технология применима к любому самолету или вертолету, в котором может возникнуть утечка топлива, в особенности после поражения баллистическим снарядом, и пожар. Теперь обратимся к фиг. 1. Оболочка 10, выполненная из самовосстанавливающегося материала,установлена поверх отрезка трубопровода 15, который может представлять собой обычный металлический или резиновый/нитриловый топливопровод 15, и в этом случае оболочка 10 предназначена для сдерживания утечки топлива или предотвращения пожара после пробоя баллистическим снарядом топливопровода 15, находящегося внутри оболочки 10. В соответствии с фиг. 1 между оболочкой 10 и трубопроводом 15 находится пространство 20, образованное благодаря разнице в их размерах и поддерживаемое уплотнением 25. Уплотнение 25 обеспечивает герметичность между трубопроводом 15 и оболочкой 10, сдерживая любую текучую среду, которая может вытекать из трубопровода 15, и в то же время фиксируя взаимное расположение в пространстве оболочки 10 и трубопровода 15 для образования пространства 20. Кроме того, на фиг. 1 изображена текучая среда 30, находящаяся внутри трубопровода 15. Фиг. 2 представляет собой разрезы трубопровода 15 и оболочки 10, показанные на фиг. 1, а также текучую среду 30, которая находится внутри трубопровода 15, и пространство 20, образованное между трубопроводом 15 и оболочкой 10. Несмотря на то что трубопровод 15 и оболочка 10 изображены, как имеющие круглое поперечное сечение, изобретение не ограничено такими поперечными сечениями. Трубопроводы 15 любого поперечного сечения могут быть укреплены оболочками 10 любого поперечного сечения при условии сохранения пространства 20. Фиг. 3 представляет собой разрез уплотнения 25, показанного на фиг. 1 и выполненного согласно одному варианту выполнения. Втулка 35 имеет такие размеры, что она может быть надета на трубопровод 15 и вставлена в оболочку 10 с образованием герметичного соединения. Поперечное сечение втулки 35 определяется формой как оболочки 10, так и трубопровода 15. Затем уплотнение 25 может быть закреплено обжатием хомута 40, как показано на фиг. 3, чтобы зафиксировать местоположение втулки 35. Данный вариант выполнения уплотнения 25 показан исключительно в целях иллюстрации и совершенно очевидно, что для достижения цели изобретения могут быть применены другие уплотнительные средства. Например, оболочка 10 может сужаться до образования непосредственно герметичного контакта с трубопроводом 15. Важно то, что пространство 20 должно сохраняться и герметизироваться таким образом, чтобы текучая среда 30, которая может вытекать в пространство 20, удерживалась внутри него. Фиг. 4 представляет собой вид в аксонометрии трубопровода 15 для текучей среды, имеющего самовосстанавливающуюся защитную оболочку 10, выполненную согласно данному изобретению, и установленного в испытательной камере, до пробоя его баллистическим снарядом. Согласно этому виду трубопровод 15 темного цвета, в то время как оболочка 10 прозрачная, поэтому пространство 20, образованное между трубопроводом 15 и оболочкой 10, хорошо видно. Фиг. 5 представляет собой вид в аксонометрии трубопровода 15 для текучей среды, имеющего самовосстанавливающуюся защитную оболочку 10, выполненную согласно данному изобретению, и установленного в испытательной камере после пробоя его баллистическим снарядом. На этом чертеже текучая среда 30 показана частично заполняющей пространство 20. Текучая среда 30 вытекла из трубопровода 15 вследствие пробоины 45, образованной в трубопроводе 15 снарядом (не показан), но остается в пределах пространства 20 благодаря оболочке 10 и уплотнению 25. Надлежащее функционирование оболочки 10 зависит от материала, выбранного в качестве указанной оболочки. В частности, в качестве оболочки 10 хорошо подходит самовосстанавливающийся ионосодержащий полимер, выпускаемый под маркой Surlin 8940. Помимо этого в изобретении могут быть применимы и другие подобные самовосстанавливающиеся материалы. Как показано на фиг. 5, оболочка 10 является самовосстанавливающейся, так что при попадании мелкокалиберного снаряда пробоина 45 закрывается автоматически и почти мгновенно. За счет того, что оболочка 10 отстоит от трубопровода 15, самовосстановление оболочки 10 может произойти до того, как текучая среда 30 будет вытолкнута в пробоину 45. Способ предотвращения протечек текучей среды 30, обусловленных попаданием снарядов, включает следующие этапы: определение части трубопровода 15 для текучей среды, которая может быть подвергнута попаданию снарядов; подбор самовосстанавливающейся оболочки 10, размеры которой позволяют установить ее на трубопроводе 15 с возможностью образования пространства между ними; размещение указанной оболочки 10 на трубопроводе 15; крепление указанной оболочки 10 на трубопроводе 15 с образованием пространства 20 между трубопроводом 15 и оболочкой 10 и герметизация пространства 20, образованного между трубопроводом и оболочкой. Способ можно дополнительно усовершенствовать путем выполнения указанных этапов крепления и размещения в виде единого этапа установки уплотнений 25, которые поддерживают как указанное пространственное расположение, так и герметизацию пространства 20.-2 012030 Самовосстанавливающийся ионосодержащий полимер, используемый в данном изобретении, восстанавливает свою герметичность почти мгновенно в отличие от обычных самовосстанавливающихся материалов, которым может потребоваться несколько секунд или минут для восстановления после пробоины. Самовосстанавливающаяся защитная оболочка 10 действует путем быстрого (микросекунды) затягивания пробоины 45, образованной в оболочке баллистическим снарядом, предотвращая утечку топлива или иных текучих сред 30 из пробитой баллистическим снарядом оболочки 10, находящейся поверх трубопровода 15, чтобы уменьшить утечку текучей среды 30 из системы трубопровод 15/оболочка 10 и снизить опасность пожара. Данное изобретение снижает вероятность возгорания топливной системы воздушного судна благодаря удержанию топлива после пробоя топливопровода и благодаря изолированию топлива, выходящего из топливного источника, например трубопровода, от источников воспламенения, находящихся за пределами оболочки 10. Оболочка, установленная в виде изолирующей трубки, окружающей топливопровод,согласно данному изобретению может существенно уменьшить количество топлива, вытекающего в сухой отсек или пространство, окружающее топливный источник, тем самым снижая опасность возникающего в результате пожара. Изобретение является уникальным, поскольку в отличие от обычных самовосстанавливающихся топливопроводов в данном изобретении используется мгновенно самовосстанавливающийся ионосодержащий полимер, предпочтительно ионосодержащий полимер Surlin, который восстанавливает свою герметичность мгновенно, в отличие от материалов, которым потребуется несколько секунд или минут для восстановления герметизации. Кроме того, данное изобретение является уникальным, поскольку оно предполагает не замену действующих топливопроводов, а быструю установку оболочки поверх действующих топливопроводов. Уникальным считается сочетание современных материалов, например, самовосстанавливающихся ионосодержащих полимеров или других быстро самовосстанавливающихся материалов, и оболочки, служащей в качестве защиты топливопровода. Несмотря на то что данное изобретение описано со ссылкой на иллюстративный вариант выполнения, предполагается, что настоящее описание не должно быть истолковано в ограничивающем смысле. На основании описания специалистам в данной области техники будут очевидны различные модификации и другие варианты выполнения. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Защитная оболочка трубопровода, содержащая отрезок самовосстанавливающегося материала,размеры которого позволяют расположить его на трубопроводе с образованием пространства между ними. 2. Защитная оболочка по п.1, дополнительно содержащая по меньшей мере одно уплотнение, расположенное между самовосстанавливающимся материалом и трубопроводом. 3. Защитная оболочка по п.1, в которой самовосстанавливающийся материал представляет собой материал Surlin. 4. Защитная оболочка по п.1, в которой самовосстанавливающийся материал представляет собой материал Surlin марки 8940. 5. Система трубопровода для текучей среды, содержащая трубопровод для текучих материалов,имеющий поперечное сечение, и самовосстанавливающуюся оболочку, размеры которой позволяют создать пространство между трубопроводом и оболочкой при размещении оболочки на трубопроводе. 6. Система трубопровода по п.5, дополнительно содержащая уплотнение, размеры которого позволяют сохранять пространство, образованное между оболочкой и трубопроводом. 7. Система трубопровода по п.6, в которой уплотнение дополнительно создает герметизацию между оболочкой и трубопроводом. 8. Система трубопровода по п.5, в которой оболочка выполнена из материала Surlin. 9. Система трубопровода по п.5, в которой оболочка выполнена из материала Surlin марки 8940. 10. Способ предотвращения протечек текучей среды, обусловленных попаданием снаряда, включающий этапы определения части трубопровода для текучей среды, которая может подвергнуться попаданию снаряда,выбора самовосстанавливающейся оболочки, размеры которой позволяют установить ее на трубопроводе с возможностью образования пространства между ними,размещения указанной оболочки на трубопроводе,крепления указанной оболочки на трубопроводе с образованием пространства между трубопроводом и оболочкой и герметизации пространства, образованного между трубопроводом и оболочкой. 11. Способ по п.10, в котором указанные этапы крепления и размещения выполняют в виде единого этапа установки уплотнений, которые поддерживают как указанное пространство между трубопроводом и оболочкой, так и герметизацию этого пространства.