Ракета-носій

1 Ракета-носій, що містить силове кільце, на верхньому торці якого розташовані два концентричні пояси вузлів кріплення ВІДПОВІДНО обтічника і корисного навантаження, і кільцевий колектор, який з'єднаний з заправною магістраллю для стисненого газу, яка відрізняється тим, що кільцевий колектор закріплений на верхньому торці силового кільця і розташований між концентричними поясами вузлів кріплення 2 Ракета-носій за п 1, яка відрізняється тим, що кільцевий колектор виконаний у вигляді перфорованого трубопроводу, на якому за допомогою втулок з поздовжніми отворами еквідистантно закріплена сітка 3 Ракета-носій за п 2, яка відрізняється тим, що кільцевий колектор виконаний у вигляді окремих сегментів, торці яких утворюють з верхнім торцем силового кільця кут, величина якого дорівнює 100150° 4 Ракета-носій за п 2, яка відрізняється тим, що кільцевий колектор оснащений газовідбійником, який встановлений на верхньому торці силового кільця і примикає до кільцевого колектора з боку корисного навантаження Винахід відноситься до ракетно-космічної галузі, а більш конкретно - до багатоступінчастих ракет-носмв і може використовуватися під час розробки моноблочних ракет-носмв середнього класу Відома є ракета-носій (РН), яка містить силове кільце, на верхньому торці якого розташовані два концентричні пояси вузлів кріплення ВІДПОВІДНО обтічника і корисного навантаження (див книгу "Ракеты-носители" под ред С О Осипова, М , "Воениздат", 1981, с 25, 175 рис 5 5) Силове кільце забезпечує раціональний розподіл зусиль від обтічника і корисного навантаження на верхній торець паливного відсіку Під час перебування РН на стартовій споруді тепловий режим корисного навантаження забезпечується шляхом подавання термостатуючого повітря із повітряводу, розташованого на башті обслуговування, у горловину (перехідник), розташовану на обтічнику (див книгу "Космодром" под ред А П Вольского, М, "Воениздат", 1977, с 225-226 рис 7 3) Крім того, подавання термостатуючого повітря під обтічник створює у ньому надмірний тиск, який запобігає попаданню всередину обтічника забрудненого і вологого атмосферного повітря зовні Витрачання термостатуючого повітря під обтічник складає 10000-15000м3/г, для цього на обтічнику встановлюються дві горловини діаметром 200-ЗООмм Наявність двох великих горловин на обтічнику і низький тиск термостатуючого повітря (1,5-2,0кгс/см2) забезпечують швидкість переміщення термостатуючого повітря відносно корисного навантаження (КН) не більш 1,5м/с, що виключає пошкодження теплоізоляції КН Недоліком відомої ракети-носія є и низькі експлуатаційні якості, такі як відсутність подавання термостатуючого повітря під обтічник перед пуском, тому що башта обслуговування відводиться від РН за 15-20хв до пуску, відсутність подавання термостатуючого повітря під обтічник у випадку ВІДМІНИ пуску після відведення башти обслуговування При цьому обтічник залишається без термостатування 2-3 години, тобто до тих пір, поки не виконають зливання компонентів палива із РН і не підведуть башту обслуговування до неї СО о> (О Ю 56913 Найближчою до запропонованої по технічному рішенню є вибрана як прототип ракета-носій, яка описана у патенті України №46652А, МПК B64G 1/00, 2001 р Вказана РН містить силове кільце, на верхньому торці якого розташовані два концентричні пояси вузлів кріплення ВІДПОВІДНО обтічника і корисного навантаження, і кільцевий колектор, який з'єднаний з заправною магістраллю для стисненого газу Кільцевий колектор встановлений у хвостовому відсіку першого ступеня і споряджений насадками, які орієнтовані на пожеженебезпечні агрегати двигуна Перед пуском для попередження виникнення пожежі через колектор подається інертний газ з вогнегасячим складом Термостатування обтічника здійснюється за допомогою повітряводу, який прокладений по башті обслуговування Недоліком відомої ракети-носія є її невисокі експлуатаційні якості через відсутність термостатування обтічника після відведення від РН башти обслуговування В основу винаходу поставлена задача створення удосконаленої конструкції ракети-носія, яка б забезпечувала підвищення її експлуатаційних якостей шляхом уведення в неї нових елементів і технічних рішень, таких як кільцевий колектор закріплюється на верхньому торці силового кільця, що дозволяє забезпечити підведення стисненого газу (термостатуючого повітря) після відведення башти обслуговування, - кільцевий колектор виконується у вигляді перфорованого трубопроводу, що дозволяє знизити швидкість стисненого газу на виході з колектору до 5м/с за рахунок великої КІЛЬКОСТІ отворів У колектор подається стиснений газ з великим тиском (20-30кгс/см2), що забезпечує його мінімальні габарити (діаметр 30-40мм) і раціональне розміщення на силовому КІЛЬЦІ, - на кільцевому колекторі за допомогою втулок еквідистантно закріплюється сітка, що дозволяє знизити швидкість стисненого газу на виході із колектору до 1,5-2,0м/с, - втулки виконуються з поздовжніми отворами, що дозволяє рівномірно розподілити потік стисненого газу, який виходить з отворів перфорованого трубопроводу, по поверхні сітки, - кільцевий колектор виконується у вигляді окремих сегментів, що дозволяє зручно розташувати їх між електричними і пневматичними роз'ємами, які йдуть до КН, - торці сегментів утворюють з верхнім торцем силового кільця кут, величина якого складає а=100-150°, що дозволяє виключити підвищення швидкості стисненого газу вище 1,5м/с через нахил торців сусідніх сегментів у різні боки Якщо торці сегментів будуть прямими (кут складає 90°), то у результаті взаємодії зустрічних потоків стисненого газу його сумарна швидкість може підвищитись, кільцевий колектор споряджається газовідбійником, який встановлений на верхньому торці силового кільця і примикає до кільцевого колектора з боку корисного навантаження, що дозволяє спрямовувати основний потік стисненого газу у бік обтічника Під час відбивання потоку 4 стисненого газу від обтічника швидкість газу знижується до 1,5м/с Поставлена задача вирішується таким чином, що запропонована ракета-носій, яка містить силове кільце, на верхньому торці котрого розташовані два концентричні пояси вузлів кріплення ВІДПОВІДНО обтічника і корисного навантаження, і кільцевий колектор, який з'єднаний з заправною магістраллю для стисненого газу, в ній кільцевий колектор закріплений на верхньому торці силового кільця і розташований між двома концентричними поясами вузлів кріплення Кільцевий колектор виконаний у вигляді перфорованого трубопроводу, на якому за допомогою втулок з поздовжніми отворами еквідистантно закріплена сітка Кільцевий колектор виконаний у вигляді окремих сегментів, торці яких утворюють з верхнім торцем силового кільця кут, величина якого дорівнює 100-150° Кільцевий колектор споряджаєтья газовідбійником, який встановлений на верхньому торці силового кільця і примикає до кільцевого колектора з боку корисного навантаження Для пояснення конструкції РН і и роботи додаються креслення та її детальний опис На кресленнях зображено - на фіг 1 - РН на стартовій споруді, - на фіг 2 - розріз А-А фіг 1 (загальний вид кільцевого колектора), - на фіг 3 - виносний елемент І фіг 1 (розташування кільцевого колектора на силовому КІЛЬЦІ), - на фіг 4 - розріз Б-Б фіг 3 (поздовжній розріз кільцевого колектора), - на фіг 5 - розріз В-В фіг 4 (поперечний розріз кільцевого колектора) Ракета-носій 1 встановлена на стартовій споруді 2 і включає силове кільце 3, обтічник 4, корисне навантаження 5 і заправну магістраль 6 для стисненого газу (фиг 1) На верхньому торці силового кільця 3 закріплені обтічник 4 і КН 5 ВІДПОВІДНО за допомогою вузлів кріплення 7 і 8 (фігЗ), між якими розташовані кільцевий колектор 9, а також електричні і пневматичні роз'єми 10 (фіг 2) Заправна магістраль 6 з'єднується з кільцевим колектор-ром 9 за допомогою допоміжних трубопроводів 11 Кільцевий колектор 9 виконаний у вигляді перфорованого трубопроводу 12 з отворами 13, на якому за допомогою втулок 14 встановлена сітка 15 (фіг 4) У втулках 14 виконані поздовжні отвори 16 Сегменти кільцевого колектора 9 кріпляться до силового кільця 3 за допомогою хомутів 17 (фіг 5), а на допоміжних трубопроводах 11 вони закріплені за допомогою гайок 18 (фіг 3, 4) До кільцевого колектора 9 примикає газовідбійник 19 (фіг 5) На обтічнику 4 встановлені вхідна 20 і вихідна 21 горловини термостатування Біля стартової споруди 2 розташовані наземна система 22 газопостачання і два агрегати для автоматичного підстикування (відстикування) заправних магістралей агрегат 23 - для стисненого газу і пального, агрегат 24 - для окислювача Робота запропонованої РН здійснюється наступним чином Після встановлення РН 1 на стартову споруду 2 до неї підстиковують агрегати 23 і 24 (агрегат 24 зображений на кресленні у відстикованому положенні, а заправні магістралі окислювача і пального не зображені), а також повітрявід башти обслуговування до вхідної горловини 20 (повітрявід на кресленні не зображений) Починають подавання термостатуючого повітря під обтічник 4 через вхідну горловину 20 з великим 3 витрачанням 10000-15000м /г Вихід термостатуючого повітря у атмосферу здійснюється через вихідну горловину 21 Проводять перевірки систем РН 1 і заправлення її окислювачем і пальним протягом 5-10 годин Наявність термостатування дозволяє створити під обтічником 4 вузький температурний діапазон 1825°С, який забезпечує приведення систем і агрегатів КН 5 у робочій стан За 15-20хв до пуску припиняють подавання термостатуючого повітря під обтічник 4 і починають подавання під обтічник 4 стисненого газу (повітря або азоту) від наземної системи 22 через заправну магістраль 6, ДОПОМІЖНІ трубопроводи 11 і кільцевий колектор 9 з малим витрачанням 2000-3000м3/г Вихід стисненого газу здійснюється через вихідну горловину 21 Відстиковують повітрявід від вхідної горловини 20, закривають и кришкою і відводять башту обслуговування Наявність малого витрачання 56913 6 стисненого газу забезпечує створення надмірного тиску під обтічником 4 і підтримання систем та агрегатів КН 5 у робочому стані протягом 15-20хв За 2хв до пуску подавання стисненого газу припиняють, Відстиковують агрегати 23 і 24 від РН 1, відводять їх у сховища і здійснюють пуск РН 1 Якщо пуск не відбувся, через 2хв до РН 1 підстиковують агрегати 23 й 24 і починають подавання під обтічник 4 стисненого газу і зливання компонентів палив Зливання триває 2-3 години і наяність витрачання стисненого газу дозволяє створити під обтічником 4 широкий температурний діапазон 10-35°С, який забезпечує збереження систем і агрегатів КН 5, тому що при температурі атмосферного повітря мінус ЗО - плюс 45°С вони можуть вийти з ладу Після зливання до РН 1 підводять башту обслуговування, повітрявід якої підстиковують до вхідної горловини 20 Можливо здійснити повторну підготовку РН 1 до пуску Таким чином, запропонована РН, яка має просту і надійну конструкцію, забезпечує подавання термостатуючого повітря і стисненого газу під обтічник на усіх етапах підготовки РН на стартовій споруді При цьому максимальна перерва під час подавання стисненого газу, якщо пуск не відбувся, не перевищує 5хв, що є припустимим 56913 21 Фіг.1. 10 Фіг.2. Фіг.З. Фіг.4. ФІг.5. Підписано до друку 05 06 2003 р Тираж 39 прим ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)236-47-24