Модульний ракетний ступінь

1. Модульний ракетний ступінь, що складається з зібраних прискорювачів, який відрізняється 3 сій, що складається з твердопаливних прискорювачів, зібраних до купи, причому носій потрібної енергетики пропонується набирати з різного числа прискорювачів відповідних розмірів. За цим патентом найбільший носій може мати до 20 прискорювачів, які по мірі відпрацювання відділяються та падають на Землю. Недоліком таких технічних рішень є загроза невпорядкованого падіння великої кількості частин модульного ступеня носія, що неминуче становитиме загрозу нанесення шкоди. Запобігання нанесенню непоправної шкоди населенню та будівлям потребує відведення значних площ земель під райони падіння, які цим виводяться з господарчого обігу з відповідними збитками. Винахід, що запропоновано, базується на тому факті, що модульні конструкції мають здебільшого впорядковані геометричні форми із спільними дотичними. Це дозволяє поєднати до того окремі прискорювачі і тим самим зменшити кількість об’єктів модульного ступеня, що падають після відокремлення від носія. В основу винаходу поставлена задача удосконалення конструкції модульного ступеня таким чином, щоб зменшити кількість об’єктів, що падають після відокремлення від носія та уповільнити падіння за рахунок іншого взаємного розташування елементів та конфігурації (форми) модульного ступеня ракети-носія, а саме - розташування прискорювачів, що входять до модульного ступеня ракети-носія, у вигляді жорстких уніфікованих панелей, - з'єднання сусідніх панелей у складі ступеня із спроможністю їх повороту після відокремлення від носія та фіксації панелей після повороту, - забезпечення спроможності роз'єднання однієї точки з'єднання панелей після відокремлення, - перекриття вільного простору між уніфікованими панелями за допомогою гнучкого пружного матеріалу, наприклад, парашутної тканини. Поставлена задача вирішується таким чином, що в запропонованому модульному ступені прискорювачі, що складають модульний ступінь, виконуються у вигляді жорстких уніфікованих панелей, причому сусідні панелі з'єднуються у складі ступеней із спроможністю їх повороту після відокремлення від носія та фіксації панелей після повороту, а також забезпечення спроможності роз'єднання однієї точки з'єднання панелей після відокремлення, а вільний простір між уніфікованими панелями перекривається за допомогою гнучкого пружного матеріалу, наприклад, парашутної тканини, підтягненої стропами. У такому стані частина, що відділяється, найбільш ефективно гальмуватиметься і приземлиться із зниженою вертикальною швидкістю, яка й визначає обсяг та ступінь руйнування конструкції прискорювачів. При застосуванні в конструкції прискорювачів сучасних конструкційних матеріалів, що характеризуються високими міцністю та жорсткістю поряд з низькою щільністю, можна очікувати швидкість вільного планування частини, що відділяється, на рівні до 15м/с, а при застосуванні запропонованої конструкції з перетинками вільного простору її можна знизити ще більше, ніж вдвічі 88402 4 [7]. Для порівняння, прискорювачі, що падатимуть кожний окремо, досягнуть поверхні зі швидкістю між 20 та 55м/с. Для пояснення запропонованої конструкції модульного ступеня додаються креслення та її детальний опис. На кресленнях зображено: На Фіг.1 - Загальний початковий вид варіанту ракети-носія із модульним ступенем за схемою винаходу; На Фіг.2 - Загальний вид уніфікованої панелі з трьох прискорювачів; На Фіг.3 - Загальний вид варіанту ракети-носія із модульним ступенем за схемою винаходу на початку процесу відділення модульного ступеня після відпрацювання прискорювачів; На Фіг.4 - Загальний вид частини, що відділяється, модульного ступеня за схемою винаходу у вільному польоті після повороту та фіксації панелей; На Фіг.5 - Загальний вид частини, що відділяється, модульного ступеня за схемою винаходу у вільному польоті після повороту і фіксації панелей та роз'єднання однієї точки з'єднання панелей На Фіг.1 надано загальний початковий вигляд варіанту ракети-носія із модульним ступенем за схемою винаходу. Цей вигляд зберігається до початку процесу відділення модульного ступеня. У цьому стані ракета-носій з модульним ступенем згідно до винаходу містить блок верхніх ступенів 1 та модульний ступінь 2, що складається з прискорювачів 3, змонтованих у вигляді уніфікованих панелей 4 по три прискорювача в кожній панелі. В кожній уніфікованій панелі (Фіг.2) розміщено три прискорювачі 3. З початком процесу відділення модульного ступеня 2 (Фіг.3) уніфіковані панелі 4 синхронно повертаються у бік від носія та фіксуються у потоці повітря, що набігає, таким чином, щоб потік сприяв найскорішому та найбезпечнішому відділенню прискорювачів 3, що відпрацювали, у складі панелей 4. Ця допомога буде значно більшою, ніж при відділенні прискорювачів 3 по одному. Перетинки між уніфікованими панелями умовно не показані. У вільному польоті після відділення частина, що відділяється, модульного ступеня за схемою винаходу після повороту та фіксації панелей 4 матиме конфігурацію, наведену на Фіг.4, де вільний простір між уніфікованими панелями 4 перекривається за допомогою перетинок 5 з гнучкого пружного матеріалу, наприклад, парашутної тканини, зарифленої стропами. Як варіант, вільний простір між уніфікованими панелями 4 може перекриватися не тільки по найкоротшому шляху, а й по усьому периметру уніфікованих панелей 4, утворюючи намет на кшталт парашуту (Фіг.5). На Фіг.6 показано варіант конфігурації частини, що відділяється, при роз'єднанні двох панелей та при повному перекритті вільного простору між уніфікованими панелями 4 по усьому його периметру, що утворює досить аеродинамічно обтічне тіло, здатне до планування у повітрі. У такому стані частина, що відділяється, гальмуватиметься також досить ефективно і призем 5 литься ще з більш зниженою вертикальною складовою швидкості, оскільки сумарний вектор швидкості буде направлено із значним нахилом до поверхні при приземленні. Запропоноване рішення дозволить уникнути невпорядкованого падіння великої кількості частин модульного ступеня носія та усунути неминучу загрозу шкоди населенню та господарчим об'єктам, бо єдина частина, що падатиме, робитиме це з винятково низькою швидкістю. Зниження швидкості приземлення частин, що відділяються, створює також передумови для забезпечення їх збереження для повторного використання з мінімальними витратами часу та коштів. 88402 6 Джерела інформації 1. International Reference Guide to Space Launch Systems, Second edition, 1991, ISBN 156347-129-9. 2. Патент США 5141181 від 25.08.1992p., МПК B64G1/40. 3. Патент США 5143328 від 01.09.1992p., МПК B64G1/00, B64G1/40. 4. Патент США 6036144 від 14.03.2000p., МПК B64G1/00, F42B15/10. 5. Патент США 6769651 від 03.08.2004p., МПК B64G1/40. 6. Патент США 5217188 від 08.06.1993p., МПК B64G1/40. 7. Лобанов Н.А. Основы расчета и конструирования парашютов // «Машиностроение», М., 1965. 7 Комп’ютерна верстка М. Ломалова 88402 8 Підписне Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601