Головний аеродинамічний обтічник космічної ракети

Головний аеродинамічний обтічник космічної ракети, який містить стулки, що скріплені між собою пірозасобами і утворюють циліндроконічний ВІДСІК, штовхачі пневмосистеми поділу, кабельну мережу пірозасобів, який відрізняється тим, що його споряджено ПІДВІДНИМИ рівномірно розташованими по периметру його верхньої циліндричної частини радіальними підпружиненими упорами, кожен з яких одним кінцем рухомо закріплено у фітингу, що має наскрізний нарізний канал і встановлений у коробчастому шпангоуті, при цьому в нарізний канал увернуто циліндричну втулку з внутрішньою та зовнішньою нарізкою, а всередині втулки розміщено нарізний вкладиш, на одному торці якого утворено шліци та конічну проточку, а на іншому торці виконано гладку кільцеву ділянку з півсферичним гніздом з установленим в ньому кульовим пальцем, рухомо закріпленим циліндричною нарізною обоймою, в якій на одному торці утворено ШЛІЦЬОВІ прорізи та конічний канал, менший діаметр якого більший за циліндричну частину кульового пальця і який переходить у сферичну поверхню, відповідну сферичній поверхні згаданого кульового пальця, а на нарізному хвостовику кульового пальця встановлено перехідну нарізну порожнисту муфту, у вільний нарізний кінець якої увернуто одним кінцем циліндричний трубчастий корпус підпружиненого упора, а на іншому його КІНЦІ утворено кільцевий бурт, при цьому у внутрішньому каналі корпусу підпружиненого упора з боку вільного торця утворено кільцевий циліндричний виступ, а в циліндричному каналі корпусу встановлено з можливістю осьового переміщення порожнистий шток, виконаний у вигляді східчастого циліндра, що містить з одного боку бурт, а з іншого боку - нарізну ділянку для установки на ній нарізної порожнистої гільзи, в донній частині якої утворено зовнішню півсферичну поверхню, а всередині нарізної порожнистої гільзи встановлено пружину стиснення, обперту в бурт трубчастого корпусу о ю (О ю Винахід відноситься до ракетно-космічної техніки і може бути використаним у космічних ракетах, в більшій мірі середнього та важкого класів, для захисту космічних апаратів від аеродинамічних навантажень Сучасні вимоги до головних аеродинамічних обтічників ставлять проблеми, пов'язані зі зниженням їх маси, підвищенням жорсткістних характеристик та корисного об'єму, дотриманням заданих режимів чистоти підобтічникового простору Відомо різноманітні конструкції головних, аеродинамічних обтічників Так, по патенту США №3601055 клас 102-49 4 відомо обтічник, що являє собою тонкостінну порожнисту конструкцію, в якій ДЛЯ поділу його на стулки застосовується подовжений кумулятивний заряд Така будова має високий ступінь надійності поділу обтічника на стулки та їх скидання, але їй властиві значні недоліки, а саме забруднення космічного апарату продуктами горіння кумулятивного заряду, низька жорсткість головного аеродинамічного обтічника та значний прогин по його довжині відносно місця його закріплення до ракети Відомо будову головного аеродинамічного обтічника, скидання стулок якого здійснюється після спрацювання герметичних піротехнічних пристроїв та дії пневмоштовхачів, див , наприклад, 56251 патент США №3070018 по класу 102-34 4 Вона підпружинені упори рухомо закріплено одним містить стулки, стягнуті між собою пірозамками, кінцем у фітингу, встановленому на коробчастих пневмоавтоматику, балон зі стиснутим газом та шпангоутах кожної стулки головного кабельну мережу Така конструкція вигідно аеродинамічного обтічника, відрізняється від указаної вище Вона не кожний фітинг містить наскрізний різьбовий забруднює підобтічниковий простір та космічний канал, в який увернуто циліндричну втулку з апарат, має високу надійність поділу стулок та їх зовнішньою та внутрішньою різьбою, застопорену відокремлення в заданому МІСЦІ контрогайкою, увернутою з боку зовнішньої частини різьбового каналу, Однак і ця будова не усуває всіх вище вказаних недоліків, а саме, має порівняно низьку всередині циліндричної втулки встановлено жорсткість конструкції, що приводить до значних и різьбовий вкладиш, на одному КІНЦІ ЯКОГО утворено коливань, викликаючи необхідність ускладнення шліци під ключ та конічну проточку, а на іншому її системи керування та підвищення потужності и торці утворено гладкий кільцевий відрізок та виконавчих органів напівсферичне гніздо для взаємодії зі сферичною поверхнею кульового пальця, рухомо В свою чергу, космічний апарат, що заневоленою циліндричною різьбовою обоймою, в знаходиться в підобтічниковому просторі, не є якій на одному торці утворено шліцеві прорізи та абсолютно жорстким і може коливатися під дією конічний канал, менший діаметр якого більший за навантажень під час польоту, причому коливання циліндричну частину кульового пальця і головного аеродинамічного обтічника та переходить у сферичну поверхню, що космічного апарату, закріплених окремо, без сполучається зі сферичною поверхнею кульового жорсткого зв'язку між собою, можуть бути пальця, протилежними по напрямку На цей випадок повинен бути передбачений значний гарантований напівсферична поверхня різьбового вкладишу зазор між головним аеродинамічним обтічником та контактує зі сферичною поверхнею кульового космічним апаратом для виключення зіткнень їх пальця, в якому на різьбову ділянку встановлено конструктивних елементів під час польоту і зачепів перехідну різьбову порожнисту муфту, у вільну в момент відокремлення стулок різьбову ділянку якої увернуто циліндричний трубчастий корпус під пружиненого упору, на Такий конструктивний недолік значно зменшує відповідному КІНЦІ якого утворено ЗОВНІШНІЙ корисну зону підобтічникового простору і, таким кільцевий бурт та торцевий виступ, а в його чином призводить до скорочення спектру внутрішньому каналі встановлено з космічних апаратів, що їх можливо виводити забезпеченням заданої величини осьового космічною ракетою Особливо суттєвим цей переміщення порожнистий шток, недолік виявляється у ракет, що призначені для виконання пускових послуг у комерційних цілях порожнистий шток, виконаний у вигляді східчастого циліндру, на одному торці якого Найближчим до запропонованого технічного виконано ЗОВНІШНІЙ бурт, що взаємодіє з рішення є вибрана як прототип будова головного внутрішньою поверхнею трубчастого корпусу аеродинамічного обтічника, описана в патенті підпружиненого упору та його внутрішнім СІЛА №3 118 636 по класу 244 1 Вона містить кільцевим виступом, а на іншому його КІНЦІ стулки, скріплені між собою піротехнічними виконано різьбову ділянку для розміщення на ній пристроями, обшивки зі шпангоутами, вузли поділу різьбової порожнистої гільзи, в донній частині якої стулок, завіси на стулках та осі на останньому утворено зовнішню напівсферичну поверхню, ступені ракети, а також засоби для розвороту стулок навколо згаданих осей Така будова має зовнішня сферична поверхня порожнистої високий ступінь надійності відокремлення стулок, гільзи взаємодіє з ВІДПОВІДНОЮ КОНІЧНОЮ але і вона має недоліки, а саме поверхнею на корпусі космічного апарату, а всередині різьбової порожнистої гільзи низька жорсткість головного аеродинамічного встановлено пружину стиснення, що опирається обтічника, об бурт трубчастого корпусу підпружиненого низький коефіцієнт заповнення упору, забезпечуючи безударне переміщення підобтічникового простору космічним апаратом, торців стулок на заданій ДІЛЯНЦІ В процесі їх обумовлений значними зазорами між внутрішньою поділу поверхнею головного аеродинамічного обтічника та зовнішньою поверхнею космічного апарату Поставлене завдання вирішується таким чином, що запропонований головний В основу винаходу поставлено завдання аеродинамічний обтічник споряджено рівномірно створення удосконаленої конструкції головного розташованими по периметру його верхньої аеродинамічного обтічника космічного апарату, циліндричної частини радіальними регульованими розміщеного на платформі космічної головної по величині зусилля під пружиненими упорами, частини, який би без значного збільшення його кожен з яких одним кінцем рухомо закріплено у маси мав значно підвищені жорсткісні фітингу, що має наскрізний різьбовий канал і характеристики і зменшену амплітуду коливань за встановлений у коробчастому шпангоуті, при рахунок введення в йоґб конструкцію нових вузлів цьому в різьбовий канал увернуто циліндричну та винахідницьких рішень, таких як втулку з внутрішньою та зовнішньою різьбою, а введення в головний аеродинамічний обтічник всередині втулки розміщено різьбовий вкладиш, рівномірно розташованих по периметру верхньої на одному торці якого утворено шліци та конічну циліндричної частини, радіально встановлених, проточку, а на іншому торці утворено гладку регульованих по величині зусилля підпружинених кільцеву ділянку та напівсферичне гніздо для упорів, 56251 взаємодії зі сферичною поверхнею кульового пальця, рухомо заневоленого циліндричною різьбовою обоймою, на одному торці якої утворено шліцеві прорізи та конічний канал, менший діаметрякого більший за циліндричну частину кульового пальця і який переходить у сферичну поверхню, відповідну сферичній поверхні кульового пальця На різьбовій ДІЛЯНЦІ кульового пальця встановлено перехідну різьбову порожнисту муфту, у вільний різьбовий кінець якої увернуто циліндричний трубчастий корпус підпружиненого упору, а на іншому КІНЦІ утворені ЗОВНІШНІЙ кільцевий бурт і торцевий виступ, а в його внутрішньому каналі виконано внутрішній кільцевий виступ У внутрішньому каналі трубчастого корпусу регульованого упору встановлено, с забезпеченям заданої величини осьового переміщення, порожнистий шток, виконаний у вигляді східчастого циліндру, що містить на одному КІНЦІ бурт, а на іншому КІНЦІ виконано різьбову ділянку для розміщення на ній різьбової порожнистої гільзи В донній частині порожнистої гільзи утворено зовнішню сферичну поверхню, що взаємодіє з ВІДПОВІДНОЮ конічною поверхнею на корпусі космічного апарату, а всередині різьбової порожнистої гільзи встановлено пружину стиснення, що опирається в ЗОВНІШНІЙ кільцевий бурт трубчастого корпусу регульованого упору та забезпечує безударне на заданій ДІЛЯНЦІ переміщення торців стулок в процесі поділу головного аеродинамічного обтічника Виконаний таким чином головний аеродинамічний обтічник космічної ракети вигідно відрізняється від прототипу, так як повністю усуває його недоліки, має більш високі технічні характеристики за рахунок введення в його конструкцію рівномірно розташованих по периметру верхньої циліндричної частини, регульованих по величині зусилля підпружинених упорів, які встановлені на коробчастому шпангоуті і взаємодіють з конічними гніздами на корпусі космічного апарату Введення в конструкцію головного аеродинамічного обтічника регульованих по величині зусилля підпружинених упорів значно підвищило жорсткість конструкції головного аеродинамічного обтічника та космічної ступені в цілому без значного збільшення її маси, суттєво зменшило амплітуду коливань стулок на критичній ДІЛЯНЦІ їх відокремлення, а також дозволило розмістити в підобтічниковому просторі космічний апарат більших габаритів Сукупність нових технічних рішень, об'єднаних єдиним винахідницьким задумом, відповідає умовам створення нового головного аеродинамічного обтічника, що має більш високі характеристики в порівнянні з прототипом, які задовольняють сучасним вимогам виконання міжнародних космічних програм Для пояснення конструкції будови та и роботи додаються креслення, на яких зображено фіг 1 загальний вигляд головного аеродинамічного обтічника, встановленого на космічну ракету, фіг 2 - переріз А-А фіг 1, фіг 3 - виносний елемент Б фіг 1, фіг 4 загальний вигляд головного аеродинамічного обтічника в момент початку скидання стулок з космічної ракети, фіг 5 - виносний елемент В фіг 4, фіг 6 загальний вигляд головного аеродинамічного обтічника в процесі скидання стулок, фіг 7 - виносний елемент Г фіг 6, фіг 8 - загальний вигляд космічної ракети після скидання стулок головного аеродинамічного обтічника Головний аеродинамічний обтічник 1 космічної ракети 2 для захисту космічного апарату З, закріпленого на платформі космічної головної частини містить стулки 4, виготовлені з обшивок та шпангоутів, скріплені між собою та до ракети пірозасобами 5 і які утворюють циліндро-конічний ВІДСІК Для скидання стулок 4 передбачено пневмоштовхачі 6 пневмосистеми 7 відокремлення Головний аеродинамічний обтічник 1 споряджено ПІДВІДНИМИ, рівномірно розташованими по периметру його верхньої циліндричної частини 8, регульованими по величині зусилля, підпружиненими упорами 9, кожен з яких одним сферичним кінцем рухомо закріплено у фітингу 10, встановленому на коробчастих шпангоутах 11 Фітинг 10 містить наскрізний різьбовий канал 12, в який увернуто циліндричну втулку 13 з внутрішньою 14 та зовнішньою різьбою 15, застопорену в заданому МІСЦІ фітинга 10 контрогайкоюіб Контрогайку 16 увернуто з боку відкритої назовні частини різьбового каналу 12 фітинга 10 Всередині втулки 13 встановлено різьбовий вкладиш 17, на одному торці якого утворено шліци 18 та конічну проточку 19, а на іншому торці утворено гладку кільцеву ділянку 20 та напівсферичне гніздо 21 для взаємодії зі сферичною поверхнею 22 кульового пальця 23, рухомо заневоленого циліндричною різьбовою обоймою 24 На одному торці різьбової обойми 24 утворено Ішпцеві прорізи 25 та конічний канал 26, менший діаметр 27 якого більший за циліндричну частину 28 кульового пальця 23 і який переходить у сферичну поверхню 29, що сполучається зі сферичною поверхнею ЗО кульового пальця 23 та через нього зі сферичною поверхнею напівсферичного гнізда 21 різьбового вкладишу 17 На різьбову ділянку 31 кульового пальця 23 встановлено перехідну різьбову порожнисту муфту 32, а в и вільний різьбовий кінець 33 увернуто циліндричний трубчастий корпус 34 На вільному КІНЦІ трубчастого корпусу 34 утворено ЗОВНІШНІЙ кільцевий бурт 35 та торцевий виступ 36, а в його внутрішньому каналі 37 встановлено з забезпеченням заданої величини переміщення порожнистий шток 38 Порожнистий шток 38, виконаний у вигляді східчастого циліндру, який містить на одному КІНЦІ бурт 39, що взаємодіє з зовнішньою поверхнею 40 трубчастого корпусу 34 та и внутрішнім кільцевим виступом 41, обмежуючи можливий зазор 8 між порожнистим штоком 38 та гільзою 43 в заданому діапазоні 05 т а х На іншому КІНЦІ порожнистого штоку 38 56251 виконано різьбову ділянку 42 для розміщення на ній різьбової порожнистої гільзи 43, в донній частині 44 якої утворено зовнішню сферичну поверхню 45, що взаємодіє із конічним гніздом 46 на силовому КІЛЬЦІ 47 корпусу космічного апарату З, встановленого на платформі 48 космічної головної частини 49 Всередині різьбової порожнистої гільзи 43 встановлено пружину стиснення 50, що опирається в ЗОВНІШНІЙ кільцевий бурт 35 трубчастого корпусу 34 Складання головного аеродинамічного обтічника 1 здійснюють шляхом установки на його стулки 4 підпружинених упорів 9 Потім скріплюють стулки 4 пірозасобами 5 На утворений циліндроконічний корпус головного аеродинамічного обтічника встановлюють пневмоштовхачі 6 пневмосистеми 7 та кабельну мережу задіяння пірозасобів 5 Після виконання цих складальних операцій установлюють і закріплюють пірозасобами головний аеродинамічний обтічник 1 на КОСМІЧНІЙ ракеті 2 з попередньо встановленим космічним апаратом 3 Крізь люки 52, виконані на бічній поверхні головного аеродинамічного обтічника 1, встановлюють у робоче становище підпружинені упори 9, домагаючись того, щоб зовнішня сферична поверхня 45 увійшла в конічне гніздо 46 силового кільця 47 космічного апарату 3 Після цього здійснюють регулювання підпружинених упорів 9 обертанням втулки 13 до повного стиснення пружини 50, при цьому зазор між деталями поз 34 та поз 43 не допускається (5=0) Після виконання цих операцій здійснюють стопоріння гайок 13 і закривають кришками люки 51 Таким чином до скидання обтічника здійснюється жорсткий зв'язок між ним і космічним апаратом, виключаючий їх коливання відносно одне одного Скидання стулок запропонованого головного аеродинамічного обтічника здійснюється наступним чином Після проходження густих шарів атмосфери на 8 заданій висоті подають електричну команду на пірозасоби 5 скріплення стулок 4 між собою та до космічної ракети, а також на пірозасоби пневмосистеми 7 Під ДІЄЮ стиснутого газу пневмосистеми 7 пневмоштовхачі 6 взаємодіють з розкріпленими стулками 4 і повертають їх навколо осі завіс 52, встановлених на КОСМІЧНІЙ ракеті 2 Кульові пальці 23, пружина стиснення 50 та сферична поверхня 45, що взаємодіють із конічними гніздамими 46 на космічному апараті 3, забезпечують упругий зв'язок стулок 4 головного аеродинамічного обтічника 1 з силовим кільцем 47 на корпусі космічного апарату 3, демпфіруючи при цьому стулки 4 на критичному відрізку шляху де їх конструктивні елементи минають космічний апарат З Після повороту стулок 4 на розрахований кут величина зазору 5 досягає 5 т а х і механічний зв'язок сферичної поверхні 45 та конічного гнізда 46 припиняється Стулки 4 після звільнення від згаданих зв'язків починають вільно коливатися і продовжують обертання навколо осі 52, але зачеп торців стулок 4 за ЗОВНІШНІЙ контур космічного апарату 3 вже неможливий Під дією пневмоштовхачів та перевантажень стулки 4 скидаються з космічної ракети Таким чином, аналіз графічних матеріалів, опис конструкції головного аеродинамічного обтічника космічної ракети та його роботи доводить, що запропонований головний аеродинамічний обтічник забезпечує вирішення поставленого завдання та отримання прибутку, технічно задовольняє вимогам виведення великогабаритних конструкцій у космічний простір без істотної його доробки та збільшення ваги Задовольняє вимогам міжнародного ринку по забезпеченню комерційних пускових послуг, відповідає критеріям новизни та значно переважає технічні характеристики прототипу, а тому має всі підстави для його використання в ракетнокосмічній галузі 56251 10 47 Фіг. 2 Фіг. 4 13 56251 14 В 1 11 £3 9 Фіг. 5 Фіг.7 47 Фіг.8 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