Багатоступінчаста ракета-носій на рідкому кисні

1 Багатоступінчаста ракета-носій на рідкому кисні, що містить заправно-зливну магістраль з клапаном для нетеплоізольованого бака з дренажним клапаном, заправно-зливну магістраль з клапаном для теплоізольованого бака з дренажним клапаном, яка приєднана до заправнозливної магістралі для нетеплоізольованого бака перед м клапаном, і верхню заправну магістраль з клапаном для теплоізольованого бака, яка відрізняється тим, що вона оснащена дросельною шайбою і додатковим клапаном, які встановлені на заправно-зливній магістралі для нетеплоізольованого бака, при цьому дросельна шайба розташована між клапаном і додатковим клапаном, а додатковий клапан розташований з боку нетеплоізольованого бака 2 Багатоступінчаста ракета-носій на рідкому кисні за п 1, яка відрізняється тим, що вона оснащена додатковим дренажним клапаном, який встановлено на зовнішньому КІНЦІ верхньої заправної магістралі, і додатковим трубопроводом, один кінець якого приєднаний до заправно-зливної магістралі для тепло ізольованого бака перед її клапаном, а другий його кінець приєднаний до верхньої заправної магістралі між и клапаном і додатковим дренажним клапаном Винахід відноситься до ракетно-космічної галузі і може використовуватися у багатоступінчастих ракетах-носіях для заправлення їх паливних баків рідким киснем Відомим Є ракета-носій (РН) на рідкому кисні, який містить баки, до кожного з яких приєднана заправно-зливна магістраль з клапаном, верхня заправна магістраль і дренажний клапан (див книгу «Космодром» под ред А П Вольского, М , «Воениздат», 1977, с 143, 158, рис 5 2) Заправнозливні магістралі приєднуються до баків знизу, а верхні заправні магістралі зверху, що забезпечує швидке охолодження баків на початку заправлення і більш рівномірний розподіл температури рідкого кисню по висоті кожного бака Заправно-зливні і верхні заправні магістралі РН наземних заправних магістралей, - висока трудомісткість робіт, тому що необхідно підстикувати (відстикувати) велику КІЛЬКІСТЬ наземних заправних магістралей, неможливість автоматизувати процес підстикування (відстикування) заправних магістралей Найближчим до запропонованої по технічному рішенню є вибрана як прототип багатоступінчаста ракета-носій на рідкому кисні, у якій втілений спосіб заправлення РН, який описаний у патенті України №45203А, МПК B64G 5/00, 2001 р Вказана РН містить заправно-зливну магістраль (ЗЗМ) з клапаном для нетеплоізольованого бака з дренажним клапаном і заправно-зливну магістраль з клапаном для теплоізольованого бака з дренажним клапаном, яка приєднана до заправнозливної магістралі для нетеплоізольованого бака перед її клапаном ЗЗМ нетеплоізольованого бака виведена на хвостовий ВІДСІК першого ступеня і забезпечує автоматичне підстикування (відстикування) з наземною заправною магістраллю і заправлення обох баків РН рідким киснем приєднуються до ВІДПОВІДНИХ наземних магістралей, які прокладені по башті обслуговування і мають малу довжину (2-Зм) і малу вагу Недоліком відомої ракети-носія є и низькі експлуатаційні якості, такі як - ускладнення наземного обладнання, тому що необхідна башта обслуговування для прокладення 1 (О 00 (О ю 56867 Недоліком відомої РН є її невисокі дренажним клапаном, встановленим на експлуатаційні якості, такі як зовнішньому КІНЦІ верхньої заправної магістралі, і висока тривалість охолодження додатковим трубопроводом, один кінець якого теплоізольованого бака, тому що рідкий кисень приєднаний до заправно-зливної магістралі для подається тільки знизу бака, що збільшує теплоізольованого бака перед її клапаном, а тривалість заправлення РН, другий його кінець приєднаний до верхньої заправної магістралі між її клапаном і додатковим - невисока точність дози рідкого кисню у дренажним клапаном теплоізольованому баці на момент пуску РН Через те що бак не живиться рідким киснем, то у Для пояснення конструкції РН і и роботи разі додаються креслення та її детальний опис На кресленнях зображено загальний вид РН на затримки пуску із бака випаровує різна стартовій споруді КІЛЬКІСТЬ кисню через різні метеоумови (температура і вологість повітря, швидкість вітру), Запропонована трьохступінчаста РН 1 що погіршує енергетичні характеристики РН встановлена на стартовій споруді 2 і включає три баки 3, 4, 5 окислювача, у яких встановлені В основу винаходу поставлена задача ВІДПОВІДНІ системи 6, 7, 8 контролю рівню (СКР) і створення удосконаленої конструкції РН, яка б три дренажних клапани 10, 11, 12, заправнозабезпечувала підвищення її експлуатаційних зливну магістраль 13 з клапаном 14 для першого якостей шляхом уведення в ній нових елементів і ступеня, заправно-зливну магістраль 15 з технічних рішень, таких як фільтром 16, клапаном 17, дросельною шайбою - РН споряджається додатковим клапаном і 18 і додатковим клапаном 19 для другого ступеня, дросельною шайбою, які встановлені на ЗЗМ для а також заправну-зливну магістраль 20 з клапаном нетеплоізольованого бака, що дозволяє 21, додатковий трубопровід 22 і верхню заправну забезпечити охолодження конструкції магістраль 23 з клапаном 24 і додатковим нетеплоізольованого бака і заправно-зливних дренажним клапаном 25 для третього ступеня У магістралей обох баків на малому витрачанні баках 3, 4, 5 рідкий кисень заправляється рідкого кисню й одночасне заправлення обох баків ВІДПОВІДНО до рівнів 26, 27, 28 Баки 3 і 4 виконані на великому витрачанні рідкого кисню, без теплоізоляції, а бак 5 - з теплоізоляцією Біля - дросельна шайба розташовується на ЗЗМ стартової споруди 2 розташована наземна для нетеплоізольованого бака між клапаном і система 29 заправлення, яка складається з додатковим клапаном, що дозволяє виключити цистерни ЗО для рідкого кисню, двох вентилів 31, вплив дросельної шайби на процеси, які 32 і двох насосів 33, 34 На стартовій споруді 2 відбуваються у нетеплоізольованому баці і її ЗЗМ встановлені два агрегати 35, 36 для після закриття обох клапанів, автоматичного стикування (відстикування) - РН споряджається додатковим дренажним заправно-зливних магістралей ВІДПОВІДНО клапаном, встановленим на зовнішньому КІНЦІ окислювача і пального верхньої заправної магістралі, що дозволяє забезпечити охолодження додаткового Робота запропонованої РН здійснюється трубопроводу і ЗЗМ для теплоізольованого бака наступним чином одночасно з охолодженням нетеплоізольованого Перед початком роботи додатковий клапан 19, бака на малому витрачанні рідкого кисню, клапани 21, 24 і додатковий дренажний клапан (ДК) 25 нормально закриті, а клапан 17 нормально РН споряджається додатковим відкритий Для проведення заправлення рідким трубопроводом, один кінець якого приєднаний до киснем до РН 1 підстиковують агрегат 35 Агрегат ЗЗМ для тепло і зол ьова ного бака перед її 36 для заправлення пального зображено у клапаном, а другий його кінець приєднаний до відстикованому положенні Потім відкривають верхньої заправної магістралі між и клапаном і вентилі 31 і 32 і вмикають насоси 33 і 34, які додатковим дренажним клапаном, що дозволяє подають рідкий кисень ВІДПОВІДНО ПО ЗЗМ 15 і 13 у автоматизувати процеси охолодження і баки 4, 5 та 3 При цьому відкривають додатковий заправлення теплоізольованого клапана рідким клапан 19 і додатковий ДК 25, а насос 33 подає киснем як знизу, так і зверху рідкий кисень з малим витрачанням протягом 5 хв Поставлена задача вирішується таким чином, у бак 4 через фільтр 16 для охолодження ЗЗМ 15 і що у запропонованій багатоступінчастій РН на 20, додаткового трубопроводу 22 і верхньої рідкому кисні, яка містить заправно-зливну заправної магістралі 23 На початку процесу магістраль з клапаном для н ете плої зол ьова ного охолодження увесь рідкий кисень випаровує і бака з дренажним клапаном, заправно-зливну виходить через ДК 11 і додатковий ДК 25, а в КІНЦІ магістраль з клапаном для теплоізольваного бака процесу, у міру охолодження ЗЗМ 15, у бак 4 з дренажним клапаном, яка приєднана до попадає частина рідкого кисню, яка охолоджує бак заправно-зливної магістралі нетеплої зол ьова ного 4 Через те що витрачання рідкого кисню бака перед її клапаном, і верхню заправну невелике, тому дросельна шайба 18 не оказує магістраль з клапаном для теплоізольованого великого опору і пропускає увесь рідкий кисень бака, вона споряджена дросельною шайбою і Потім закривають додатковий ДК 25, відкривають додатковим клапаном, встановленим на заправноклапан 21 і насос 33 переходить на велике зливній магістралі для нетеплоізольованого бака, витрачання рідкого кисню Під час великого при цьому дросельна шайба розташована між витрачання рідкого кисню опір дросельної шайби клапаном і додатковим клапаном, а додатковий 18 різко зростає, цьому тиск на вході у бак 5 клапан розташований з боку нетеплоізольованого підвищується і частина рідкого кисню по ЗЗМ 20 бака Крім того, вона споряджена додатковим через клапан 21 попадає у нього, тобто баки 4 і 5 заправляють одночасно При цьому протягом 5Юхв йде охолодження нижньої частини бака 5, а кисень, який випаровує, виходить через ДК 12 Потім відкривають клапан 24 і витрачання рідкого кисню у бак 5 зростає, при цьому відбувається охолодження верхньої частини бака 5 У міру заповнення бака 5 досягається попередній рівень і СКР 8 видає сигнал на закриття клапана 24 Витрачання рідкого кисню у бак 5 зменшують для підвищення точності заправлення Коли досягається максимальний рівень у баці 5, СКР 8 видає сигнал на закриття клапана 21 Дросельна шайба 18 підбирається такою, щоб бак 5 заправлявся раніш бака 4 Якщо по якийсь причині бак 4 заправився раніш бака 5 і досягнув рівня 27, то СКР 7 видає сигнал на закриття клапана 17 і далі заправляють тільки бак 5 Коли досягається максимальний рівень у баці 5, СКР 8 видає сигнал на закриття клапана 21 і відкриття клапана 17, при цьому заправлення бака 5 припиняється і поновлюється дозаправлення бака 4 Коли досягається рівень 27, СКР 7 видає сигнали на закриття додаткового клапана 19 (додатковий клапан 19 працює у режимі зворотнього клапана для виключення гейзерного ефекту у ЗЗМ 15) і перехід насосу 33 на витрачання живлення 56867 досягається заданий рівень 28, підзливання припиняють закриттям клапана 21 по сигналу СКР 8 Відкривають клапан 17 і продовжують живлення бака 4 протягом 3-5 хв Після цього закривають клапан 17, зливають рідкий кисень із ЗЗМ 15, відстиковують агрегат 35 від РН 1 і відводять його у сховище Через те що під час стояння РН 1, в залежності від умов навколишнього середовища (температура, швидкість вітру), випаровує різна КІЛЬКІСТЬ кисню, тому підзливання рідкого кисню забезпечує високу точність заправлення без живлення У випадку ВІДМІНИ пуску агрегати 35 і 36 автоматично підстиковують до РН 1, яка вийшла з ладу, і здійснюють зливання окислювача і пального із баків Зливання рідкого кисню здійснюють наступним чином Відкривають клапан 21 і зливають рідкий кисень із баків 5 під дією наддуву цього бака по ЗЗМ 20 і 15 у наземну цистерну ЗО, при цьому клапан 17, додатковий клапан 19 і ДК 12 закриті Далі закривають ДК 11, відкривають клапан 17 і додатковий клапан 19 і зливають рідкий кисень із бака 4 під дією наддуву цього бака по ЗЗМ 15 у наземну цистерну ЗО Наявність клапана 17 виключає попадання рідкого кисню у бак 4 під час зливання його із бака 5, тому що тиск рідкого кисню може віджати додатковий клапан 19 Перед пуском ракети-носія 1 закривають клапан 17 і ДК 12, відкривають клапан 21 і проводять підзливання (часткове зливання) рідкого кисню із бака 5 у наземну систему 29 заправлення з наддутим баком 5 Коли Бак 3 першого ступеня заправляється окремо і паралельно з баками 4 і 5 по ЗЗМ 13 Таким чином, запропонована РН дозволяє зменшити час заправлення на -ЗО хв за рахунок одночасного заправлення баків 4 і 5 56867 29 Підписано до друку 05 06 2003 р 31 32 34 З О Тираж 39 прим ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)236-47-24 33