Спосіб зливання компонента палива з багатоступінчастої ракети-носія

Спосіб зливання компонента палива з багатоступінчастої ракети-носія, який полягає в послідовному зливанні компонента палива з нижнього й верхнього баків по одній заправній магістралі з клапанами та із заправної магістралі, який відрізняється тим, що в ньому перед початком зливання компонента палива з баків заправляють нижній бак компонентом палива в об'ємі, який дорівнює 1-2 об'ємам заправної магістралі, зливають компонент палива з нижнього бака, зливають компонент палива із заправної магістралі в об'ємі, який не перевищує половини об'єму заправної магістралі, після чого зливають компонент палива з верхнього бака та із заправної магістралі Винахід відноситься до ракетно-космічної галузі і може бути використаний в багатоступінчастих ракетах-носіях середнього та важкого класів для зливання з їх баків компонентів палива Відомим Є спосіб зливання компонентів палива із багатоступінчастої ракети-носія (РН), який реалізується у пристрої по патенту РФ № 2165869, МПК B64G 1/14, 2000р і полягає в послідовному зливанні компонента палива з нижнього і верхнього баків по одній заправній магістралі з клапанами та із заправної магістралі Спочатку відкривають клапан нижнього бака, а після зливання з нього компонента палива відкривають клапан верхнього бака і зливають компонент палива з нього та із заправної магістралі Такий спосіб застосовується під час зливання компонентів палива із РН, яка знаходиться в горизонтальному положенні у вантажній кабіні літака повітряно-космічної системи Зливання компонентів палива в наземну систему заправлення здійснюється під дією тиску наддува у баках При цьому висота зливних магістралей складає 1 - Зм В цьому способі зливання відсутні пдроудари компонентів палива в заправній магістралі РН, яка розташована горизонтально Найближчим до запропонованого технічного рішення є вибраний в якості прототипу спосіб зливання, який реалізується у пристрої, який описано у заявці № 2001064183 від 18 06 2001р. МПК B64G 5/00, по якій прийнято рішення про видачу деклараційного патенту України Вказаний спосіб полягає в послідовному зливанні компонента палива з нижнього і верхнього баків по одній заправній магістралі з клапанами та із заправної магістралі Спочатку відкривають клапан нижнього бака, а після зливання з нього компонента палива відкривають клапан верхнього бака і зливають компонент палива з нього та заправної магістралі Такий спосіб застосовується під час зливання компонентів палива із РН, яка встановлена на пусковому столі у вертикальному положенні Через те що заправна горловина магістралі розташовується на хвостовому відсіку першої ступені, довжина заправної магістралі для моноблочної РН середнього та важкого класів складає ЗО - 40м, а и діаметр - 100 - 150мм Цей спосіб забезпечує зливання усього компонента палива з баків, тому що заправна магістраль підходить до кожного бака з боку вершини його сферичного днища При цьому у нижній частині трубопроводу кожного двигуна залишається невелика КІЛЬКІСТЬ компонента палива (20 - 30кг) Недоліком цього способу є низькі експлуатаційні характеристики РН внаслідок великої КІЛЬКОСТІ незливаємих залишків компонента палива (100 200кг), тому що заправна магістраль входить у кожний бак з боку його циліндричної поверхні, де важко організувати ефективний пристрій для зливання усього компонента палива Недоліком цього способу є невисокі експлуатаційні характеристики РН, бо якщо клапан відкритий, то компонент палива падає з великої висоти, внаслідок чого він розвиває велику швидкість і у 00 47981 заправній магістралі виникає пдроудар, який призводить до її руйнування (див книгу "Конструкция управляемых баллистических ракет" под ред А М Синюкова и Н И Морозова, М, "Воениздат", 1969, с 377-380) Попередити пдроудар можливо шляхом встановлення на заправній магістралі додаткових клапанів або виготовлення заправної магістралі з вигинами, але це ускладнює конструкцію РН, підвищує її вагу, підвищує тривалість зливання і таким чином знижує експлуатаційні характеристики РН В основу винаходу поставлена задача створення удосконаленого способу зливання компонента палива, який би дозволив забезпечити підвищення експлуатаційних характеристик РН шляхом уведення в нього нових операцій, таких як перед початком зливання компонента палива з баків, заправляють нижній бак компонентом палива в об'ємі, який дорівнює 1 - 2 об'ємам заправної магістралі, що дозволяє гарантовано заповнити заправну магістраль компонентом палива і запобігти вільному його падінню у заправній магістралі Потім зливають компонент палива, перед зливанням компонента палива з верхнього бака, зливають компонент палива в об'ємі, який не перевищує половини об'єму заправної магістралі, що забезпечує гарантоване зливання компонента палива з нижнього бака і мінімальну висоту падіння компонента палива під час зливання з верхнього бака Після цього зливають компонент палива з верхнього бака та заправної магістралі Поставлена задача вирішується таким чином, що в запропонованому способі, який полягає в послідовному зливанні компонента палива з нижнього і верхнього баків по одній заправній магістралі з клапанами та із заправної магістралі, перед початком зливання компонента палива з баків заправляють нижній бак компонентом палива в об'ємі, який дорівнює 1-2 об'ємам заправної магістралі, зливають компонент палива з нижнього бака, зливають компонент палива із заправної магістралі в об'ємі, який не перевищує половини об'єму заправної магістралі, після чого зливають компонент палива з верхнього бака та із заправної магістралі Для пояснення способу зливання додається креслення (див фіг), на якому схематично показаний пристрій, у якому втілюється даний спосіб, і його детальний опис Трьохступінчаста ракета-носій 1 встановлена на стартовій споруді 2 і містить три баки 3, 4, 5 окислювача, дві заправні магістралі 6, 7 окислювача з клапанами 8, 9, 10, три дренажних клапани 11, 12, 13 Бак 5 окислювача третьої ступені виконаний з теплоізоляцією 1 4 В баках 3, 4, 5 окислювач (рідкий кисень) заправляється ВІДПОВІДНО ДО рівнів 15, 16, 17 В нижній частині заправної магістралі 7 встановлений датчик тиску 18 Біля стартової споруди 2 розташована наземна система заправлення 19, яка складається із цистерни 20 для окислювача, двох насосів 21 и 22, двох вентилів 23 и 24 На стартовій споруді 2 встановлено два агрегати 25 і 26 для автоматичного підстикування (відстикування) заправних магістралей ВІДПОВІДНО окислювача і пального 4 Зливання окислювача із РН по запропонованому способу здійснюється таким чином В разі ВІДМІНИ пуску, для проведення зливання окислювача, до РН І підстиковивають агрегат 25 При цьому дренажні клапани 11, 12, 13 і клапани 8, 9, 10 закриті Баки 3, 4, 5 знаходяться у наддутому стані, вентилі 23 і 24 закриті Клапан W працює в одному режимі як керований клапан, тобто він відкривається і закривається шляхом подавання на нього і зняття з нього електричної напруги Клапани 8 і 9 працюють в двох режимах як керовані клапани, тобто вони відкриваються і закриваються шляхом подавання на них і зняття з них електричної напруги, як зворотні клапани, тобто якщо електрична напруга відсутня, то вони пропускають окислювач в одному напрямку за допомогою пружин Потім відкривають вентилі 23 і 24 і вмикають насоси 21 і 22, які подають окислювач в заправні магістралі 6 і 7 під тиском У результаті цього окислювач віджимає клапани 8 і 9 і заправляє баки З, 4 ВІДПОВІДНО першої і другої студеней При цьому клапан 10 залишається закритим Об'єм окислювача, який заправляється в баки 3 і 4, дорівнює 1 2 об'ємам заправним магістралям 6 і 7 ВІДПОВІДНО, що гарантовано забезпечує заповнення заправних магістралей 6 і 7 Заправлення триває до 1 хвилини, а об'єм окислювача, який заправляється в бак 4, складає 0,5 - 1,0м3 Після ЦЬОГО закривають вентилі 23, 24 і зупиняють насоси 21 і 22, відкривають клапани 8 і 9 шляхом подавання на них електричної напруги і внаслідок цього окислювач з баків 3, 4 попадає в заправні магістралі 6, 7 Далі відкривають вентилі 23, 24 і окислювач з баків 3, 4 під дією тиску наддуву зливають по заправним магістралям 6, 7 в цистерну 20 наземної системи заправлення 19 Після зливання окислювача з баків 3, 4 здійснюють зливання окислювача із заправних магістралей 6, 7 Із заправної магістралі 6 окислювач зливають повністю, а із запраної магістралі 7 зливають в об'ємі, який не перевищує половини об'єму заправної магістралі 7, тобто заправна магістраль 7 повинна бути заповнена не менш як на половину її висоти, але нижче клапана 9 Заповнення заправної магістралі 7 визначають за допомогою датчика тиску 18, який при досягненні тиску, що дорівнює сумі тиску наддуву в баці 4 і вазі стовпа окислювача у заправній магістралі 7, дає сигнал на закриття вентиля 24 Потім закривають клапан 9 шляхом зняття з нього електричної напруги, відкривають клапан 10 шляхом подання на нього електричної напруги і відкривають вентиль 24 У результаті цього окислювач з бака 5 під дією тиску наддуву цього бака попадає у заправну магістраль'? і падає з висоти 15 - 20м на окислювач, який знаходиться у нижній частині заправної магістралі 7, при цьому величина пдроудару невелика і не викликає руйнування заправної магістралі 7 Окислювач послідовно зливають з бака 5 і із заправної магістралі 7 Клапан 9 закривають для того, щоб виключити попадання окислювача із заправної магістралі 7 у бак 4, а також виключити вплив тиску наддуву у баці 4 на процес зливання окислювача з бака 5 по заправній магістралі 7 5 47981 6 Зливання пального (гасу) із баків РН І Таким чином, ракета-носій, яка втілює запроздійснюється аналогічно зливанню окислювача понований спосіб, має просту і надійну констАгрегат 26 для зливання пального показаний у від рукцію, що забезпечує мінімальну тривалість злистикованому положенні вання компонентів палива 19 23 24 22 Фіг ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна ( 0 4 4 ) 4 5 6 - 2 0 - 90 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)216-32-71 21 20