Пристрій для захисту ракети космічного призначення та наземного устаткування стартового комплексу від високотемпературного потоку газу

Реферат: Пристрій для захисту ракети космічного призначення та наземного устаткування стартового комплексу від високотемпературного потоку газу, містить відбивальну поверхню, утворену площинами з нахилом. Відбивальна поверхня, складається з рівно-нахилених площин, які спільно з площиною газоходу, спрямованою повздовжньо з витікаючим з газоходу потоком, утворює пілон клиноподібної тригранної форми, орієнтований назустріч набігаючому високотемпературному потоку газу, який виконує функцію розділення і відведення відбитих від нього високотемпературних потоків газу в протилежні сторони відносно осі газоходу, тим самим виключає односторонній силовий вплив на ракету та наземне устаткування стартового комплексу. UA 82723 U (12) UA 82723 U UA 82723 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до ракетно-космічній техніки, а саме до відбивальних пристроїв, які забезпечують захист ракет космічного призначення та устаткування, розташованих безпосередньо на поверхні стартового майданчика від впливу потоку високотемпературного газу з ракетного двигуна. Відомо, що при проектуванні стартових комплексів одним з важливих факторів, який необхідно враховувати, є дія газодинамічних навантажень, що виникають при старті ракет космічного призначення. Небезпека можливого високого рівня силового і теплового навантаження корпуса ракети-носія і елементів пускової установки, а також близько розташованих агрегатів наземного обладнання обумовлюється великою потужністю газових струменів продуктів згоряння високоентальпійного палива тягової установки ракети-носія. Ці навантаження можуть перевищувати допустимий рівень окремо, або в сукупності з навантаженнями інших видів. Тому одним з основних завдань гри проектуванні пускової установки є забезпечення найбільш повного відведення газових струменів двигунів від ракетиносія. Це досягається застосуванням спеціально спрофільованих відбивальних екранів і газовідвідних каналів, які беруть на себе силові навантаження та теплову енергію струменів ракетного двигуна, зменшуючи виникаючі навантаження на ракету-носій і пускову установку. Складні газодинамічні процеси супроводжуються акустичними випромінюваннями. [1] Відомі газоходи відкритих пускових установок, які мають несиметричність газовідвідного тракту (фіг. 1), в яких в момент відокремлення ракети космічного призначення від пускової установки створюється несиметричність течії ежектуємого в газохід повітря, що призводить до появи моменту, який може призвести до пошкодження ракети космічного призначення, крім того здійснюється силовий вплив на наземне обладнання. [2] При використанні ракети, що має обмеження по енергетиці та системі управління, наявність цього моменту призведе до падіння ракети на старті і руйнування всього стартового комплексу. В ракетобудуванні існують тенденції із створення стартових комплексів, що мають у своєму складі компактний односкатний газовідвідний тракт (фіг. 2). Така схема пускової установки за рахунок наявності низхідного і висхідного ділянок ще більше посилює раніше перераховані негативні процеси впливу газового струменя на ракету космічного призначення та обладнання стартового комплексу. Це призводить до збільшення капітальних витрат на створення стартового комплексу і не виключає можливість виникнення аварійних ситуацій при старті ракет космічного призначення. Відомо технічне рішення, завдяки якому від високотемпературного потоку газу захищається устаткування, розташоване на поверхні стартових майданчиків ракет за межами газовідвідного тракту. [3] Однак при такому технічному рішенні не вирішується основне завдання - виключення аварійних ситуацій при старті ракет, включно до можливого падіння ракети космічного призначення. Технічною задачею цієї корисної моделі є створення технічного пристрою, який дозволяє змінити характер течії високотемпературного потоку газу від ракетного двигуна, послабити або виключити односторонній силовий вплив його на ракету космічного призначення та наземне обладнання стартового комплексу і тим самим запобігти виникненню аварійних ситуацій. Поставлена технічна задача вирішується за рахунок того, що пристрій для захисту ракети космічного призначення та наземного устаткування стартового комплексу від високотемпературного потоку газу, який містить підбивальну поверхню, утворену площинами з нахилом. Відбивальна поверхня, складається з рівно нахилених площин, які спільно з площиною газоходу, спрямованою поздовжньо з витікаючим з газоходу потоком, утворює пілон клиноподібної тригранної форми, орієнтований назустріч набігаючому високотемпературному потоку газу, який виконує функцію розділення і відведення відбитих від нього високотемпературних потоків газу в протилежні сторони відносно осі газоходу, тим самим виключає односторонній силовий вплив на ракету та наземне устаткування стартового комплексу. На кресленні 3 представлено зображення пристрою з розташуванням в односкатному газовідвідному тракту. В односкатному газовідвідному тракті 1 зображено високотемпературний потік газу 2. Відбивальна поверхня 3 складається з відбивальних площин 5 і 6, перетин яких утворює ребро 7. Відбивальна поверхня 3 встановлена на площині 4 газовідвідного тракту 1 і разом з нею утворює пілон клиноподібної тригранної форми, симетрично встановлений уздовж осі газовідвідного тракту 1. Пристрій працює наступним чином. Високотемпературний потік газу 2 набігає на пристрій 3. За рахунок наявності площин 5 і 6, потік розділяється, утворюючи два симетричних потоки. 1 UA 82723 U 5 10 15 20 25 30 Площини 5 і 6 відхиляють кожен з потоків в протилежні сторони від осі газовідвідного тракту, надаючи їм обертальні рухи у взаємно протилежних напрямках. Таким чином, утворюється два циліндричних вихрових потоки, що мають стійку до зміни форми структуру. Особливості утворення, та поведінки вихрових потоків викладено у книзі "Общая эфиродинамика". [4] Тим самим унеможливлюється силова дія на ракету космічного призначення та наземне устаткування стартового комплексу, тобто унеможливлюється виникнення аварійних ситуацій. Крім вирішення газодинамічних задач, введення пілона дозволяє зменшити негативний вплив акустичних випромінювань на ракету й наземне устаткування за рахунок наявності відбиваючих поверхонь на пілоні, які відводять фронт звукової хвилі від самої ракети. Джерела інформації: 1. И.В. Бармин, "Технологические объекты наземной инфраструктуры ракетно-космической техники", 2005 г. Изд. М. - Книга 1, стр.175, 210-214, 254-256; 2. Г.П. Бирюков "Основы проектирования ракетно-космических коплекоов (методология обоснования облика комплексов)", 2002г. Изд. Санкт-Петербург - стр. 243-269; 3. Патент РФ № 2347726 С2 "Устройство для защиты наземного оборудования стартового комплекса от растекающегося потока высокотемпературного газа"; 4. В.А. Ацюковский, "Общая эфиродинамика", 2003 г. Изд. М. Энергоатомиздат - Издание 2е - стр.135. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ Пристрій для захисту ракети космічного призначення та наземного устаткування стартового комплексу від високотемпературного потоку газу, який містить відбивальну поверхню, утворену площинами з нахилом, який відрізняється тим, що відбивальна поверхня, складається з рівно нахилених площин, які спільно з площиною газоходу, спрямованою повздовжньо з витікаючим з газоходу потоком, утворює пілон клиноподібної тригранної форми, орієнтований назустріч набігаючому високотемпературному потоку газу, який виконує функцію розділення і відведення відбитих від нього високотемпературних потоків газу в протилежні сторони відносно осі газоходу, тим самим виключає односторонній силовий вплив на ракету та наземне устаткування стартового комплексу. 2 UA 82723 U Комп’ютерна верстка М. Ломалова 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 3