Спосіб зливання компонента палива з багатоступінчастої ракети-носія

Спосіб зливання компонента палива із багатоступінчастої ракети-носія, що містить операції заповнення бортової заправної магістралі верхнього бака компонентом палива, зливання компонента палива із верхнього та нижнього баків по окремих бортових заправних магістралях з клапанами і ВІДПОВІДНИМ наземним магістралям з вентилями у цистерну наземної системи заправлення під дією тиску наддуву цих баків, а також операції сполучення і роз'єднання наземних магістралей з цистерною, який відрізняється тим, що при роз'єднаних з цистерною наземних магістралях сполучають наземні магістралі верхнього та нижнього баків між собою і заповнюють бортову заправну магістраль верхнього бака компонентом палива шляхом подавання його із нижнього бака, після чого наземні магістралі верхнього та нижнього баків роз'єднують між собою, сполучають їх з цистерною і зливають компонент палива із кожного бака Винахід відноситься до ракетно-космічної галузі і може використовуватися 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 України № 45203А, МПК B64G 5/00, 2001 р , полягає в зливанні компонента палива із верхнього та нижнього баків по окремим бортовим заправним магістралям з клапанами і ВІДПОВІДНИМ наземним магістралям з вентилями у цистерну наземної системи заправлення під дією тиску наддуву цих баків і містить операції сполучення й роз'єднання наземних магістралей з цистерною Зливання компонента палива здійснюється із РН, яка встановлена на стартовій споруді, у випадку ВІДМІНИ пуску Через те що заправні горловини бортових магістралей розташовані на хвостовому відсіку першого (нижнього) ступеня, то довжина бортової заправної магістралі для другого (верхнього) ступеня моноблочної РН середнього і важкого класів складає більше 30м, а її діаметр - 100 - 150мм ликої висоти, у результаті чого він розвиває велику швидкість і в запраній магістралі виникає пдроудар, який призводить до її руйнування Найближчим до запропонованого технічного рішення є вибраний в якості прототипу спосіб зливання за патентом України до заявки № 2002010711 від 29 012002р. МПК B64G 5/00, F42B 15/00 Вказаний спосіб полягає в тому, що перед початком зливання компонента палива із верхнього бака його заправляють в об'ємі, який дорівнює 1 - 2 об'ємам бортової заправної магістралі верхнього бака, після чого зливають компонент палива із цього бака і заправної магістралі Заправлення здійснюється через бортову заправну магістраль за допомогою насосів Для забезпечення зливання компонента палива із верхнього та нижнього баків, перед початком зливання наземні магістралі сполучають з цистерною, а після його зливання їх роз'єднують Недоліком цього способу зливання є низькі експлуатаційні характеристики РН, тому що коли відкритий клапан бортової заправної магістралі другого ступеня, то компонент палива падає з ве Недоліком відомого способу зливання є неможливість зливання компонента палива із аварійної РН у випадку виходу з ладу насосів наземної системи заправлення В основу винаходу поставлена задача створення удосконаленого способу зливання компонента палива із багатоступінчастої РН, який би дозволив підвищити надійність зливання шляхом (О (О ю 52466 уведення в нього нових операцій, таких як - при роз'єднаних з цистерною наземних магістралях сполучаються наземні магістралі верхнього та нижнього баків між собою, що дозволяє використовувати для заповнення бортової заправної магістралі верхнього бака компонент палива, який знаходиться у баках ракети-носія, а не у цистерні, - бортова заправна магістраль верхнього бака заповнюється компонентом палива шляхом подавання його із нижнього бака, що дозволяє використовувати для заповнення цієї магістралі компонента палива нижнього бака, а також тиск наддуву цього бака замість насосів для заповнення цієї магістралі, - після заповнення бортової заправної магістралі верхнього бака компонентом палива наземні магістралі верхнього та нижнього баків роз'єднують між собою і сполучають з цистерною, що дозволяє забезпечити паралельне проведення процесів зливання компонента палива із кожного бака по окремим магістралям без взаємного впливу цих процесів Поставлена задача вирішується таким чином, що в запропонованому способі зливання компонента палива із багатоступінчастої ракети-носія, який містить операції заповнення бортової заправної магістралі верхнього бака компонентом палива, зливання компонента палива із верхнього та нижнього баків по окремим бортовим заправним магістралям з клапанами і ВІДПОВІДНИМ наземним магістралям з вентилями у цистерну наземної системи заправлення під дією тиску наддуву цих баків, а також операції сполучення і роз'єднання наземних магістралей з цистерною, в ньому при роз'єднаних з цистерною наземних магістралях сполучають наземні магістралі верхнього та нижнього баків між собою і заповнюють бортову заправну магістраль верхнього бака компонентом палива шляхом подавання його із нижнього бака, після чого наземні магістралі верхнього та нижнього баків роз'єднують між собою, сполучають їх з цистерною і зливають компонент палива із кожного бака Для пояснення способу зливання додається креслення, 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 бортові заправні магістралі 6, 7 окислювача з клапанами 8, 9, 10, три дренажних клапани 11, 12, 13 Бак 5 окислювача третього ступеня виконаний з теплоізоляцією 14 У баках З, 4, 5 окислювач (рідкий кисень) заправляють ВІДПОВІДНО до рівнів 15, 16, 17 У нижній частині бортової заправної магістралі 7 встановлений датчик 18 тиску Біля стартової споруди 2 розташована наземна система 19 заправлення, яка складається із цистерни 20 для окислювача, двох насосів 21 і 22, двох наземних магістралей 23 і 24 з вентилями 25 і 26, трубопроводу з вентилем 27 На стартовій споруді 2 встановлено два агрегати 28 і 29 для автоматичного підстикування (відстикування) наземних магістралей до бортових заправних магістралей ВІДПОВІДНО окислювача і пального Зливання окислювача із РН по запропонованому способу здійснюється таким чином В разі ВІДМІНИ пуску, для проведення зливання окислювача, до РН 1 підстиковивають агрегат 28 При цьому дренажні клапани 11, 12, 13 і клапани 8, 9, 10 закриті Баки 3, 4, 5 знаходяться у наддутому стані, вентилі 25 і 26 закриті Клапан 10 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 вентиль 27 і сполучають наземні магістралі 23 і 24 Відкривають клапан 8 на бортовій заправній магістралі 6 шляхом подавання на нього електричної напруги і окислювач із бака 3 під дією тиску наддуву цих баків поступає по бортовій заправній магістралі 6, наземній магістралі 23, трубопроводу з вентилем 27, наземній магістралі 24 у бортову заправну магістраль 7 і заповнює її, при цьому газ, який знаходиться у бортовій заправні магістралі 7, віджимає клапан 9 і попадає у бак 4 Тиск наддуву у баці 3 складає приблизно 2,6атм і дорівнює сумі тиску наддуву бака 4 і вазі стовпа окислювача між рівнями 16 і 15 Після ЦЬОГО закривають вентиль 27 і роз'єднують наземні магістралі 23 і 24 між собою, відкривають клапан 9 шляхом подавання на нього електричної напруги і вентилі 25, 26 У результаті цього під дією тиску наддуву окислювач із бака 3 зливають у цистерну 20 по бортовій заправній магістралі 6 і наземній магістралі 23, а окислювач із бака 4 зливають по бортовій заправній магістралі 7 і наземній магістралі 24 у цистерну 20 без пдроудару Після зливання окислювача із баків 3, 4 здійснюють зливання окислювача із бортових заправних магістралей 6 і 7 Із бортової заправної магістралі 6 окислювач зливають повністю, а із бортової заправної магістралі 7 зливають у об'ємі, який не перевищує половини об'єму бортової заправної магістралі 7, тобто бортова заправна магістраль 7 заповнена не менш як на половину и висоти, але нижче клапана 9 Заповнення бортової заправної магістралі 7 визначають за допомогою датчика 18 тиску, який при досягненні тиску, що дорівнює сумі тиску наддуву у баці 4 і вазі стовпа окислювача у бортовій заправній магістралі 7, дає сигнал на закриття вентиля 26 Потім закривають клапан 9 шляхом зняття з нього електричної напруги, відкривають клапан 10 шляхом подання на нього електричної напруги і відкривають вентиль 26 У результаті цього окислювач із бака 5 під дією тиску наддуву цього бака попадає у бортову заправну мапстраль7 і падає з висоти 15 - 20м на окислювач, який знаходиться у нижній частині бортової заправної магістралі 7, при цьому величина пдроудару невелика і не викликає руйнування бортової заправної магістралі 7 Окислювач послідовно зливають із бака 5 і із 52466 бортової заправної магістралі 7 Зливання пального (гасу) із баків РН 1 здійснюють аналогічно зливанню окислювача Агрегат 29 для зливання пального показаний у відстикованому положенні Таким чином, запропонований спосіб забезпечує гарантоване зливання компонента палива із РН у випадку виходу з ладу насосів наземної системи заправлення 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