Агрегат для стикування заправних магістралей пускової установки ракети

Винахід відноситься до ракетно-космічної галузі, а більш конкретно - до наземного обладнання і може використовува тися для забезпечення заправлення ракети компонентами палива. Відомим є агрегат для стикування заправних магістралей пускової установки ракети, який містить каретку з заправним патрубком, котрий взаємодіє з заправною горловиною ракети, напрямні для каретки, напрямні штирі, встановлені на заправному патрубку, пружинні тяги і привод каретки (див. авт. св. СРСР №632875, МПК F16L37/12, 1967р.). Запропонований пристрій забезпечує дистанційне стикування наземних заправних магістралей до ракети і заправлення баків ракети компонентами палива (окислювачем і пальним). Недоліком відомого агрегату є його низькі експлуатаційні якості, такі як: - необхідність використання великої кількості агрегатів (чотирьох) для забезпечення заправлення багатоступінчастої ракети, що ускладнює конструкцію пускової установки (ПУ) і знижує її надійність; - незахищеність агрегатів від дії газів рушійної установки ракети під час пуску, а також від дії навколишнього середовища (пилу, дощу). Найближчим до запропонованого по технічному рішенню є вибраний як прототип агрегат для стикування заправних магістралей пускової установки ракети, описаний у патенті України №49669А, МПК B64G1/00, F42B15/00, 2002р. Цей агрегат містить каретку з нижнім та верхнім заправними патрубками, які взаємодіють з заправними горловинами, змонтованими на корпусі ракети, закріплені на підлозі ніші пускової установки радіальні напрямні для роликів каретки, напрямні штирі, встановлені на верхньому заправному патрубку, і привод каретки. Для забезпечення надійного кріплення фланців заправних патрубків і горловин у процесі заправлення ракети, на заправних патрубках встановлюються поворотні захвати з пневмоприводом (див. авт. св. СРСР №1040715, МПК F16L23/02, 1980р.). Наявність бічної ніші забезпечує захист агрегату від прямої (зверху) дії газів рушійної установки ракети і дощу. Заправлення багатоступінчастої ракети здійснюється за допомогою двох запропонованих агрегатів - по одному для кожного компонента палива. Недоліком відомого агрегату є його невисокі експлуатаційні якості, такі як: - недостатня надійність стикування нижнього заправного патрубка, тому що він не має напрямних і компенсуючих елементів; - недостатня захищеність агрегату від дії навколишнього середовища і газів рушійної установки, тому що бічний проріз ніші відкритий; - велика вага агрегату, тому що рама каретки і радіальні напрямні виконуються у вигляді окремих елементів. В основу винаходу поставлена задача створення удосконаленої конструкції агрегату для стикування заправних магістралей пускової установки ракети, яка б дозволила забезпечити підвищення його експлуатаційних якостей шляхом уведення в нього нових елементів і технічних рішень, таких як: - ролики монтуються за допомогою стояків на підлозі ніші, а радіальні напрямні монтуються на каретці і розташовуються у горизонтальній площині, яка проходить між нижнім та верхнім заправними патрубками, що дозволяє підвищити точність стикування нижнього заправного патрубку за рахунок зменшення відстані між напрямними штирями і радіальними напрямними, а також забезпечити раціональне компонування елементів пристрою з мінімальними габаритами; - верхній заправний патрубок закріплюється на каретці за допомогою поздовжніх і вертикальних пружинних тяг, рівномірно закріплених по периметру вказаного патрубка, а нижній заправний патрубок закріплюється на верхньому заправному патрубку за допомогою похилих пружинних тяг, що дозволяє забезпечити компенсацію неточностей виготовлення агрегату і підвищити надійність стикування; - наявність захисного козирка, який встановлюється у додаткових радіальних напрямних, змонтованих на стелі ніші, а на торці захисного козирка закріплюється ущільнення, яке контактує з корпусом ракети, що дозволяє виключити попадання пилу і дощу на заправні патрубки і горловини у процесі їх стикування (відстикування); - наявність двостулкових воріт, змонтованих у прорізі ніші і з'єднаних з приводом їх повороту, що дозволяє повністю захистити агрегат від дії газів рушійної установки і навколишнього середовища у процесі його ховання; - на передньому торці нижнього заправного патрубка співвісно закріплюється кільце, зовнішня поверхня якого виконується сферичною для взаємодії з внутрішньою поверхнею відповідної заправної горловини ракети, що дозволяє спростити стикування нижнього заправного патрубка. Поставлена задача вирішується таким чином, що запропонований агрегат для стикування заправних магістралей пускової установки ракети, який містить каретку з нижнім і верхнім заправними патрубками, котрі взаємодіють з заправними горловинами, змонтованими на корпусі ракети, закріплені на підлозі ніші пускової установки радіальні напрямні для роликів каретки, напрямні штирі, встановлені на верхньому заправному патрубку, пружинні тяги і привод каретки, в ньому ролики змонтовані за допомогою стояків на підлозі ніші, а радіальні напрямні закріплені на каретці і розташовані у горизонтальній площині, яка проходить між нижнім та верхнім заправними патрубками, при цьому верхній заправний патрубок змонтований на каретці за допомогою поздовжніх і вертикальних тяг, рівномірно закріплених по периметру вказаного патрубка, а нижній заправний патрубок закріплений на верхньому заправному патрубку за допомогою похилих тяг. Агрегат споряджений захисним козирком, який встановлений у додаткових радіальних напрямних, змонтованих на стелі ніші, і з'єднаний з приводом його переміщення, а на торці захисного козирка закріплено ущільнення, яке контактує з корпусом ракети. Він споряджений також двостулковими воротами, змонтованими у прорізі ніші і з'єднаними з приводом їх повороту. На передньому торці нижнього заправного патрубка співвісно закріплено кільце, зовнішня поверхня якого виконана сферичною для взаємодії з внутрішньою поверхнею відповідної заправної горловини ракети. Для пояснення конструкції пристрою і його роботи додаються креслення і його детальний опис. На кресленнях зображено: - на фіг.1 - загальний вид ПУ з ракетою (вид зверху); - на фіг.2 - вид А фіг.1 (агрегат підстикований до ракети); - на фіг.3 - вид А фіг.1 (агрегат відстикований від ракети); - на фіг.4 - вид А фіг.1 (загальний вид агрегату); - на фіг.5 - вид Б фіг.4 (вид агрегату спереду); - на фіг.6 - виносний елемент В фіг.2. Запропонований пристрій складається з агрегату 1 для стикування заправних магістралей окислювача, ніші 2 у пусковій установці 3, захисного козирка 3 П-подібного профілю, ніші 5 з захисним козирком 6 для агрегату, який забезпечує стикування заправних магістралей пального до ракети 7 (фіг.1, 2). Агрегат 1 (фіг.4, 5) складається з каретки 8 з радіальними напрямними 9, виконаними у вигляді рами каретки 8, верхнього 10 й нижнього 11 заправних патрубків і пнемоциліндра 12. При цьому радіальні напрямні 9 каретки 8 розташовані у горизонтальній площині, яка проходить між заправними патрубками 10 і 11 (фіг.5). Верхній заправний патрубок 10 закріплений на каретці 8 за допомогою трьох поздовжніх 13 і двох вертикальних 14 пружинних тяг. Нижній заправний патрубок 11 закріплений на верхньому заправному патрубку 10 за допомогою чотирьох похилих пружинних тяг 15. На фланці 16 верхнього заправного патрубка 10 встановлені два напрямні штиря 17 і три поворотні захвати 18, з'єднані за допомогою важільного механізму 19 з пневмоциліндром 20. На нижньому заправному патрубку 11 встановлені аналогічні поворотні захвати, а також співвісне кільце 21 зі сферичною поверхнею 22 (на фіг.6 поворотні захвати 18 не показані). До верхнього заправного патрубка 10 підходить заправна магістраль 23, а до нижнього заправного патрубка 11 - заправна магістраль 24. Верхній 10 і нижній 11 заправні патрубки стикуються відповідно до заправних горловин 25 і 26, змонтованих на корпусі 27 ракети 7. Радіальні напрямні 9 каретки 8 спираються на ролики 28 стояків 29, змонтованих на підлозі 30 ніші 2. Пневмоциліндр 12 закріплений на стояку 31. На стелі 32 ніші 2 змонтовані додаткові радіальні напрямні 33, у яких встановлений захисний козирок 4 з торцевим ущільненням 34 і ланцюговим приводом 35 (фіг.2, 3). У прорізі ніші 2 встановлені двостулкові ворота 36 з пневмоприводом 37. Конструкція ніші 5 аналогічна конструкції ніші 2. Ракета 7 встановлюється на кронштейни 38 стояння пускової установки 3. Робота запропонованого пристрою здійснюється наступним чином. Перед заправленням ракети 7 компонентами палива запропонований пристрій знаходиться у вихідному стані (фіг.3). Для забезпечення заправлення ракети 7 послідовно проводять наступні операції: - відкривають двостулкові ворота 36 за допомогою пнемоциліндра 37 (на фіг.1 відкрите положення воріт зображено пунктирною лінією); - за допомогою ланцюгового привода 35 переміщують захисний козирок 4 по додатковим радіальним напрямним 33 до контакту торцевого ущільнення 34 з корпусом 27 ракети 7 (на фіг.1 захисний козирок 4 не зображений); - за допомогою пневмоциліндра 12 каретку 8 переміщують по радіальним напрямним 9, а за допомогою пневмоциліндрів 20 розводять захвати 18 на обох заправних патрубках 10 і 11. Напрямні штирі 17 входять у конічні напрямні втулки ракети 7, які на кресленнях не зображені. Сферична поверхня 22 нижнього заправного патрубка 11 контактує з вн утрішньою поверхнею заправної горловини 26 і забезпечує суміщення їх осей за рахунок похилих пружинних тяг 15; - після контакту фланців заправних патрубків 10, 11 і горловин 25, 26 їх закріплюють за допомогою поворотних захва тів 18 і пневмоциліндрів 20; - проводять заправлення ракети 7 окислювачем. При цьому по заправній магістралі 23, верхньому заправному патрубку 10 і заправній горловині 25 подають велике витрачання окислювача у бак першого ступеня, а по заправній магістралі 24, нижньому заправному патрубку 11 і заправній горловині 26 подають мале витрачання окислювача у бак другого ступеня. Заправлення ракети 7 пальним здійснюють аналогічним чином; - після заправлення ракети 7 запропонований пристрій приводять у вихідний стан (фіг.3) у зворотній послідовності. Для захисту вн утрішніх порожнин на заправні патрубки 10, 11 і заправні горловини 25, 26 можуть встановлюватися поворотні кришки з пневмоприводом. Запропонований пристрій забезпечує проведення наступних процесів з ракетою, встановленою на ПУ: - заправлення компонентів палива перед пуском за патентом України №45203А, МПК B64G5/00, 2001р.; - зливання компонентів палива у випадку відміни пуску за патентом України №52466А, МПК B64G5/00, F41F3/04, 2002р. Таким чином, запропонований пристрій, який має просту і надійну конструкцію, забезпечує проведення стикування і відстикування заправних магістралей у автоматичному режимі, без присутності людей на ПУ.