Головний блок ракети

1. Головний блок ракети, що містить агрегатний відсік з верхнім і нижнім шпангоутами і вузлами кріплення до ступеня ракети, платформу з верхнім і нижнім шпангоутами, герметичний контейнер для розміщення космічних апаратів з верхнім і нижнім шпангоутами, проміжний елемент у вигляді перехідника з вузлами кріплення, обтічник з вузлами кріплення і прилади системи керування, який відрізняється тим, що він споряджений додатковим герметичним контейнером для розміщення приладів системи керування і додатковим проміжним елементом для з'єднання додаткового герметичного контейнера з платформою, при цьому на нижньому шпангоуті додаткового герметичного контейнера виконані приливки з вузлами кріплення до додаткового проміжного елемента, а вузли кріплення додаткового проміжного U 2 (19) 1 3 ступеня ракети. Найближчим до запропонованого по технічному рішенню є вибраний як прототип головний блок ракети, який описаний у бюлетені ("Трайдент", Ракетно-космическая техника, М., "Поиск" № 51, 1975, с.2-8). Вказаний ГБ містить агрегатний відсік з верхнім і нижнім шпангоутами і вузлами кріплення до ступеня ракети, відсік для розміщення приладів системи керування з верхнім і нижнім шпангоутами і вузлами кріплення, проміжним елементом у вигляді перехідника для розміщення корисного навантаження (космічного апарата) і обтічник з вузлами кріплення. Корисне навантаження може виконуватися у вигляді герметичного контейнера для розміщення космічних апаратів в один ярус за патентом України № 51804С2, МПК В64 G1/22, B64G 1/02, B64G1/10, 2000р. або у два яруси за патентом України № 53792С2, МПК B64G1/22, B64G 1/02, B64G1/10, 2000р. Захист приладів СК від ударних і вібраційних навантажень забезпечується застосуванням спеціальних амортизуючи пристроїв. Недоліком відомого ГБ є його невисокі експлуатаційні якості, такі як: - наявність ударних і вібраційних навантажень; - значна складність конструкції ГБ через застосування спеціальних пристроїв; - великий обсяг експериментального відпрацювання спеціальних пристроїв, що призводить до збільшення термінів розробки ГБ і зростанню його вартості. В основу корисної моделі поставлена задача створення удосконаленої конструкції головного блока ракети, яка б дозволила забезпечити підвищення його експлуатаційних якостей шляхом уведення в нього нових елементів і технічних рішень, таких як: - наявність додаткового герметичного контейнера для розміщення приладів системи керування і додаткового проміжного елемента для з'єднання додаткового герметичного контейнера з платформою, при цьому на нижньому шпангоуті додаткового герметичного контейнера виконуються приливки з вузлами кріплення до додаткового проміжного елемента, а вузли кріплення додаткового проміжного елемента до платформи зміщуються по периметру відносно вузлів кріплення обтічника і ступеня ракети, що дозволяє знизити дію ударних навантажень від розривних болтів обтічника і ступеня ракети на прилади; - додатковий проміжний елемент для з'єднання додаткового герметичного контейнера виконується у вигляді кронштейнів, котрі рівномірно розташовуються по колу і кожен з котрих з'єднується двома паралельними стрижнями з верхнім шпангоутом платформи і двома стрижнями, що утворюють кут з вершиною на кронштейні, з нижнім шпангоутом платформи, що дозволяє знизити вагу додаткового проміжного елемента у порівнянні з проміжним елементом циліндричної або конічної форми; - наявність газогенератора на твердому паливі з вузлами кріплення, кожен з котрих розміщується на агрегатному відсіку по хорді його поперечного перерізу, при цьому вузли кріплення газогенерато 66708 4 ра розташовуються по периметру поперечного перерізу агрегатного відсіку і зміщуються по периметру відносно вузлів кріплення додаткового проміжного елемента, що дозволяє забезпечити високу точність виведення корисного навантаження на орбіту і забезпечити раціональне кріплення газогенератора в агрегатному відсіку; - вузли кріплення газогенератора виконуються у вигляді додаткових кронштейнів, з одного боку скріплених з агрегатним відсіком, а з другого - з перехідними елементами, скріпленими з фланцями газогенератора, а вузли кріплення додаткового проміжного елемента зміщуються по периметру відносно місць кріплення додаткових кронштейнів з агрегатним відсіком, що дозволяє знизити дію вібраційних навантажень від газогенератора на прилади. Поставлена задача вирішується таким чином, що запропонований головний блок ракети, який містить агрегатний відсік з верхнім і нижнім шпангоутами і вузлами кріплення до ступеня ракети, платформу з верхнім і нижнім шпангоутами, герметичний контейнер для розміщення космічних апаратів з верхнім і нижнім шпангоутами, проміжний елемент у вигляді перехідника з вузлами кріплення, обтічник з вузлами кріплення і прилади системи керування, він споряджений додатковим герметичним контейнером для розміщення приладів системи керування і додатковим проміжним елементом для з'єднання додаткового герметичного контейнера з платформою, при цьому на нижньому шпангоуті додаткового герметичного контейнера виконані приливки з вузлами кріплення до додаткового проміжного елемента, а вузли кріплення додаткового проміжного елемента до платформи зміщені по периметру відносно вузлів кріплення обтічника і ступеня ракети. Додатковий проміжний елемент для з'єднання додаткового герметичного контейнера виконаний у вигляді кронштейнів, котрі рівномірно розташовані по колу і кожен з котрих з'єднаний двома паралельними стрижнями з верхнім шпангоутом платформи і двома стрижнями, що утворюють кут з вершиною на кронштейні, з нижнім шпангоутом платформи. Він також споряджений газогенератором на твердому паливі з вузлами кріплення, кожен з котрих розміщений на агрегатному відсіку по хорді його поперечного перерізу, при цьому вузли кріплення газогенератора розташовані по периметру поперечного перерізу агрегатного відсіку і зміщені по периметру відносно вузлів кріплення додаткового герметичного контейнера. Вузли кріплення газогенератора виконані у вигляді додаткових кронштейнів, з одного боку скріплених з агрегатним відсіком, а з другого - з перехідними елементами, скріпленими з фланцями газогенератора, а вузли кріплення додаткового проміжного елемента зміщені по периметру відносно місць кріплення додаткових кронштейнів з агрегатним відсіком. Для пояснення конструкції ГБ і його роботи додаються креслення та його детальний опис. На кресленнях зображено: - на фіг. 1 - загальний вигляд ГБ; - на фіг. 2 - вигляд А фіг. 1 (вигляд нижнього торця ГБ); 5 - на фіг. 3 - вигляд Б фіг. 1 (вигляд верхнього торця ГБ). Запропонований ГБ складається з агрегатного відсіку 1 з верхнім 2 і нижнім 3 торцевими шпангоутами, платформи 4 з верхнім 5 і нижнім 6 торцевими шпангоутами, обтічника 7 з вузлами 8 кріплення (розривними болтами), проставки 9, герметичного контейнера 10 для розміщення космічних апаратів (або одного КА), проміжного елемента 11 з вузлами 12 кріплення, додаткового герметичного контейнера 13 для розміщення приладів 14 СК з верхнім 15 і нижнім 16 торцевими шпангоутами і газогенератора 17 з фланцями 18 (фіг. 1). Додатковий герметичний контейнер 13 розташовується співвісно всередині платформи 4 і кріпиться до неї за допомогою додаткового проміжного елемента, виконаного у вигляді трьох кронштейнів 19, закріплених на припливах 20 нижнього шпангоута 16 за допомогою вузлів 21 кріплення (на фіг. 3 не зображені проставка 9, проміжний елемент 11). Кожен додатковий кронштейн 19 кріпиться до верхнього шпангоуту 5 платформи 4 за допомогою двох паралельних стрижнів 22 з вузлами 23 кріплення, а до нижнього шпангоута 6 платформи 4 - за допомогою двох похилих стрижнів 24 з вузлами 25 кріплення (фіг. 1, 3). Газогенератор 17 розташовується в агрегатному відсіку 1 перпендикулярно поздовжній осі ГБ, а його фланці 18 з'єднані з агрегатним відсіком 1 за допомогою перехідних елементів 26 і додаткових кронштейнів 27, розташованих по хорді (на фіг. 2 не зображені ступінь 29 ракети, кронштейни 19). На нижньому шпангоуті 3 агрегатного відсіку 1 встановлені вузли 28 кріплення (розривні болти) до останнього ступеня 29 ракети. Газогенератор 17 сполучається з двигунами 30 малої тяги. Додаткові кронштейни 27 кріпляться на агрегатному відсіку 1 у місцях 31. Вузли 23 і 25 кріплення додаткового проміжного елемента для з'єднання платформи 4 з додатковим герметичним контейнером 13 зміщені по периметру відносно вузлів 8 кріплення обтічника 7, вузлів 28 кріплення ступеня 29 ракети і місць 31 кріплення газогенератора 17 (фіг. 2, 3). Робота запропонованого ГБ здійснюється наступним чином. ГБ за допомогою останнього ступеня 29 раке 66708 6 ти виводять на проміжну орбіту. У процесі польоту ГБ спрацьовують розривні болти 8 і стулки обтічника 7 скидають. Після закінчення палива спрацьовують розривні болти 28 і ступінь 29 ракети відокремлюють від ГБ. Далі запускають газогенератор 17, який завдяки двигунам 30 малої тяги виводить ГБ на робочу орбіту з високою точністю. Спрацьовують вузли 12 кріплення для відділення космічного апарата 10. Під час спрацювання розривних болтів 8 і 28 виникає два типа хвиль, які розповсюджуються по конструкції: - перший з них характеризується перевагою вигинаючих навантажень великої амплітуди; - другий - перевагою тангенціальних навантажень в оболонці. Амплітуда вигинаючих хвиль в багато разів перевищує амплітуду тангенціальних. Кріплення додаткового герметичного контейнера 13 з приладами 14 СК для виведення КА 10 через додатковий проміжний елемент (кронштейни 19 зі стрижнями 22, 24) блокує розповсюдження вигинаючих хвиль, які діють у прототипі безпосередньо на корпус агрегатного відсіку і прилади. Аналогічно блокуються вібраційні навантаження під час роботи двигуна ступеня 29 ракети і газогенератора 17. Крім того, інтенсивність ударних навантажень від спрацювання розривних болтів залежить від кутових координат, тобто навантаження згасає у міру віддалення по периметру від розривного болта. Виконання вузлів кріплення додаткового герметичного контейнера 13 у вигляді припливів 20 дозволяє шляхом підбирання відповідних жорсткостей припливів 20 (товщина і розмір по колу) також зменшити рівень навантажень на прилади 14. Обтічник виконується за патентом України № 31014А, МПК F42B 15/00, 1998р. Проставка обтічника (зовнішні півкільця) виконується за патентом України №80457С2, МПК B64G 1/64, 2005р. Відділення ступеня ракети від ГБ здійснюється за допомогою гальмуючих двигунів РДТТ за патентом України № 78427С2, МПК F02K 1/78, 2005р. В якості останнього ступеня ракети використовується ступінь на твердому паливі за патентом України №60304u, МПК F42B 15/00, B64G 1/00, 2011р. Таким чином, запропонований ГБ, який має просту і надійну конструкцію, дозволяє збільшити строк існування КА завдяки високій точності виведення його на орбіту. 7 66708 8 9 Комп’ютерна верстка А. Крулевський 66708 Підписне 10 Тираж 23 прим. Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601