Багатоступінчаста ракета-носій

1 Багатоступінчаста ракета-носій, що містить ступені з паливними і хвостовими відсіками, опорні вузли, бортову плату, перехідний ВІДСІК та заправні горловини на хвостовому відсіку першого ступеня, Винахід відноситься до ракетно-космічної галузі, а більш конкретно -до багатоступінчастих ракет-носмв і може бути використай під час розробки моноблочних ракет-носмв середнього класу Відомою Є багатоступінчаста ракета-носій, яка містить ступені з паливними і хвостовими відсіками, опорні вузли, бортову плату, перехідний ВІДСІК і заправні горловини (див книгу «Ракеты-носители» под ред С О Осипова, М , «Воениздат», 1981, с 25, 174, 203) Комунікації заправлення, а також електрокомунікацм підведені до ракети-носія (РН) на різних рівнях Підстикування (відстикування) наземних комунікацій до бортових здійснюється вручну Опорні вузли РН розташовані на нижньому торці хвостового відсіку першої ступені і контактують з нерухомими стояночними кронштейнами пускової установки (ПУ) Представником такої РН є моноблочна РН "Атлас-Аджена" Недоліком відомої РН є и низькі експлуатаційні якості, такі як наявність ручних операцій, низька безпека робіт, велика тривалість підготовки РН, необхідність заміни вузлів разової дії після проведення пуску, тому що частина наземних комунікацій і верхня частина стояночних кронштейнів пошкоджуються високотемпературним струме яка відрізняється тим, що в ній до нижнього торця паливного відсіку першого ступеня прикріплено силове кільце, на якому змонтовані опорні вузли і хвостовий ВІДСІК, діаметр якого менше внутрішнього діаметра розташування опорних вузлів, заправні горловини розташовані на твірних, які лежать у площині, перпендикулярній поздовжній вертикальній площині, а бортова плата змонтована на перехідному відсіку і розташована на твірній, яка лежить у поздовжній вертикальній площині, причому площина стикування бортової плати перпендикулярна поздовжній осі ракетиносія 2 Багатоступінчаста ракета-носій за п 1, яка відрізняється тим, що на кожному опорному вузлі змонтовані похилі напрямні нем рушійної установки Найближчим до запропонованого по технічному рішенню є вибрана як прототип багатоступінчаста ракета-носій, яка описана у книзі (В И Феодосьев «Основы техники ракетного полета», М, «Наука», 1979, с 472-475) Вказана РН містить ступені з паливними і хвостовими відсіками, опорні вузли, бортову плату, перехідний ВІДСІК і заправні горловини Комунікації заправлення підведені до кожного паливного відсіку РН, а електрокомунікацм підведені за допомогою кабельщогли до бортової плати, яка розташована на відсіку для приладів другої ступені паралельно поздовжній осі РН При цьому кабелі першої ступені проходять по другій ступені Підстикування наземних комунікацій до бортових здійснюється вручну при вертикальному положенні РН Відстикування заправних комунікацій здійснюється вручну, а електричних - автоматично шляхом відведення кабель-щогли перед пуском Опорні вузли РН розташовані на боковій поверхні другої ступені (на центральному блоці) і контактують з стояночними кронштейнами ПУ, які відводяться Представником такої РН є блочна РН "Восток" Відстань заправних горловин бокових блоків РН від опорних вузлів складає 5-10м, отже відхилення горловин від номінального положення сягає 100мм з урахуванням (О (О теплових деформацій РН під час заправлення рідкого кисню Для моноблочної РН висота кабельщогли складає до 40м Недоліком відомої РН є її невисокі експлуатаційні якості, такі як наявність ручних операцій, низька безпека робіт, велика тривалість підготовки РН, висока імовірність зіткнення РН з кабельщоглою, довжина якої 40м, неможливість автоматизації під стикування наземних комунікацій до горловин РН В основу винаходу поставлена задача створення удосконаленої конструкції багатоступінчастої РН, яка б дозволила забезпечити підвищення її експлуатаційних якостей шляхом уведення в неї нових елементів і технічних рішень, таких як до нижнього торця паливного відсіку першої ступені кріпиться силове кільце, на якому монтуються опорні вузли і хвостовий ВІДСІК, діаметр якого менше внутрішнього діаметра розташування опорних вузлів, що дозволяє забезпечити переніс опорних вузлів угору і відведення стояночних кронштейнів ПУ до дії на них високотемпературного струменя рушійної установки, внаслідок чого відсутні вузли разової дії Нижній торець паливного відсіку першої ступені є єдиною базою для опорних вузлів і заправних горловин, що забезпечує високу точність їх розташування (10-15мм), яка дозволяє здійснити автоматичне стикування наземних комунікацій до заправних горловин, бортова плата монтується на перехідному відсіку і розташовується на утворюючій, яка лежить у поздовжній вертикальній площині, що дозволяє значно зменшити довжину кабель-щогли (до 25м) і запобігти и зіткненню з РН, яка стартує Розташування ж бортової плати у поздовжній вертикальній площині дозволяє раціонально розмістити механізм відведення кабель-щогли поміж механізмами відведення стояночних кронштейнів ПУ, що забезпечує надійну роботу вказаних механізмів у процесі перед стартово і підготовки Розташування бортової плати на перехідному відсіку забезпечує мінімальну довжину кабелів, тому що вони безпосередньо підходять до кожної ступені, площина стикування бортової плати перпендикулярна поздовжній осі РН, що дозволяє забезпечити як автоматичне стикування бортової плати з кабель-щоглою у горизонтальному положенні, так і автоматичне и розстикування у вертикальному положенні під час пуску, заправні горловини розташовуються на утворюючих, які лежать у площині перпендикулярній поздовжній вертикальній площині, що дозволяє раціонально розмістити на ПУ механізми відведення агрегатів стикування, стояночних кронштейнів і кабель-щогли, на кожному опорному вузлі монтуються похилі напрямні, що дозволяє забезпечити високу точність встановлення РН на ПУ у горизонтальній площині, внаслідок чого спрощується автоматичне стикування наземних комунікацій до заправних горловин Поставлена задача вирішується таким чином, що у запропонованій багатоступінчастій ракетіносм, яка містить ступені з паливними і хвостовими 49669 відсіками, опорні вузли, бортову плату, перехідний ВІДСІК і заправні горловини на хвостовому відсіку першої ступені, в ній до нижнього торця паливного відсіку першої ступені прикріплено силове кільце, на якому змонтовані опорні вузли і хвостовий ВІДСІК, діаметр якого менше внутрішнього діаметра розташування опорних вузлів Заправні горловини розташовуються на утворюючих, які лежать у площині перпендикулярній поздовжній вертикальній площині Бортова плата змонтована на перехідному відсіку і розташовується на утворюючій, яка лежить у поздовжній вертикальній площині, причому площина стикування бортової плати перпендикулярна поздовжній осі РН На кожному опорному вузлі змонтовані похилі напрямні Для пояснення конструкції РН і и роботи додаються креслення та и детальний опис На кресленнях зображено на фіг 1 - загальний вид РН, на фіг 2 - вид А фіг 1 (вид РН з торця), на фіг 3 -розріз Б-Б фіг 1 (поперечний розріз хвостового відсіку), на фіг 4 - вид В фіг 3 (загальний вид опорного вузла), на фіг 3 - розріз Д-Д фіг 4 (поздовжній розріз опорного вузла), на фіг 6 - розріз Г-Г фіг 3 (поздовжній розріз хвостового відсіку), на фіг 7 - транспортування РН до ПУ на установнику (стояночний кронштейн і агрегат стикування зміщені), на фіг 8 - наїзд установника з РН на ПУ, на фіг 9 - встановлення РН на ПУ у вертикальне положення, на фіг 10 - стояння РН на ПУ перед пуском, на фіг 11 - політ РН, на фіг 12 - вид Е фіг 7 (вид ПУ зверху) Запропонована РН (фіг 1 -6) складається з першої ступені 1, перехідного відсіку 2, другої ступені 3 і корисного навантаження 4 Перша ступінь 1 складається з паливного відсіку 5, силового кільця 6, хвостового відсіку 7, обтічника 8 і рушійної установки 9 (на фіг 3 рушійна установка не показана) Силове кільце 6 утворено з чотирьох рівномірно розташованих по колу опорних вузлів 10, які з'єднані циліндричними сегментами 11, підсилених вертикальними ребрами жорсткості На кожному опорному вузлі 10 закріплені дві похилі напрямні 12 На хвостовому відсіку 7 змонтовані горловина 13 для заправлення рідкого кисню, горловина 14 для заправлення палива, горловина 15 для заправлення стисненого газу (азоту) і горловина 16 для подавання термостатируючого повітря у хвостовий ВІДСІК 7 На перехідному відсіку 2 змонтована бортова плата 17 РН має дві площини, які є площинами стабілізації поздовжню вертикальну площину 18 і перпендикулярну їй площину 19 Заправні горловини 13-16 розташовуються на відстані 1,01,5 м від опорних вузлів 10 РН 20 (фіг 7-12) транспортують до ПУ 21 на установнику 22 На ПУ 21 розташовані наступні елементи у нішах 23 чотири поворотні стояночні кронштейни 24, у нішах 25 два агрегат-ти 26 і 27 для стикування заправних комунікацій і кабель-щогла 28 Робота запропонованої РН здійснюється наступним чином 49669 установки 9 Крім того, у процесі підйому РН 20 розстиковується бортова плата 17 з платою електрораз'їмів кабель-щогли 28, і остання відводить плату електрораз'їмів на безпечну відстань від струменя рушійної установки 9 При цьому механізм відведення кабель-щогли 28 розташовується у НІШІ ПУ 21 у поздовжній вертикальний площині У процесі польоту РН 20 з різними кутами атаки, обтічник 8 захищає сопла рушійної установки 9, які гойдаються, від дії швидкісного напору повітря Для запобігання зіткненню внутрішній діаметр основи обтічника 8 виконується більше описаного діаметра рушійної установки 9 Виконання діаметра хвостового відсіку 7 менше внутрішнього діаметра розташування опорних вузлів 10 (фіг 5) дозволяє здійснювати безударне встановлення РН 20 на ПУ 21 і безударне (безпечне) відведення стояночних кронштейнів 24 у проДалі до заправних горловин 13-16 підстиковуцесі пуску Переніс опорних вузлів 10 з нижнього ють ВІДПОВІДНІ агрегати 26 і 27 Здійснюють переторця вірки систем РН 20 і заправлення обох ступеней 1, З компонентами палива і стисненим газом (по захвостового відсіку 7 на нижній торець паливноявці № 2001064183 від 18 06 2001р. МПК B64G го відсіку 5 підвищує вітрову СТІЙКІСТЬ РН 20 Крім 5/00) У процесі перед стартово і підготовки податого, у процесі передстартової підготовки хвостоють термостатируюче повітря у хвостовий ВІДСІК 7 вий ВІДСІК 7 не навантажується стартовою вагою через горловину 16, а в ІНШІ ВІДСІКИ РН 20 - через РН 20, отже він виконується як слабо навантажена установник 22 конструкція і має невелику вагу Перед пуском установник 22 відводять від РН Таким чином, запропоноване розміщення на 20 (фіг 10) на безпечну відстань, а агрегати 26 і 27 РН вузлів зв'язку (бортової плати, опорних вузлів, відстиковують від горловин 13-16, відводять їх у заправних горловин) з наземним устаткуванням НІШІ 25 і закривають стулками Після цього запус(стояночними кронштейнами, агрегатами стикукають рушійну установку 9, під дією сили тяги якої вання, кабель-щоглою) дозволяє створити раціоРН 20 починає підйом (фіг 11) У процесі підйому нальне компонування ПУ в цілому, яке забезпечує РН 20 поворотні стояночні кронштейни 24 вихоавтоматизацію усіх процесів передстартової підгодять із зціплення з опорними вузлами 10 і відвотовки при високому рівні надійності, безпеки і віддяться у НІШІ 23 ПУ 21 до дії струменя рушійної сутності вузлів разової дії Для проведення пуску, РН 20 у горизонтальному положенні на установнику 22 (по авт ев СРСР № 1024318, МПК В60Р 1/48, 1982р) транспортують з технічної позиції до стартового комплексу При цьому кабель-щогла 28 розташована горизонтально (фіг 7) Під час наїзду установника 22 на ПУ 21 (фіг 8) бортова плата 17 РН 20 стикується з платою електроразйомів кабель-щогли 28 (електроразйоми виконані по авт св № 1403159, МПК H01R 13/52, 1986р) Потім установник 22 піднімає РН 20 разом з кабель-щоглою 28 у вертикальне положення 3 ніш 23 висувають стояночні кронштейни 24 і установник 22 опускає РН 20 на них (фіг 9) У процесі опускання РН 20 похилі напрямні 12 взаємодіють з боковими упорами стояночних кронштейнів 24 і забезпечують центрування РН 20 відносно ПУ21 Фіг,2. ь— ь Фіг.З. л- д ФІГ.6. Фіг 5 Фіг .8. 49669 Фіг 9. 10 ФІг.П. 20 ФІГ 10. Фіг.12.