Спосіб підготовки ракети-носія до пуску

Реферат: Спосіб підготовки ракети-носія до пуску ґрунтується на штатних продувках двигуна першого ступеня ракети-носія до команди "контакт підйому", котрі містять підготовчі продувки повітрям бортової заправної арматури і двигуна по лінії пального та основних продувок азотом хвостового відсіку і двигуна по лінії пального, а в разі аварійного вимкнення двигуна - його нештатні продувки азотом по лініях пального і окислювача. У випадку аварійного вимкнення двигуна, здійснюють нештатні продувки, котрі містять продувки азотом хвостового відсіку і двигуна по лініях пального і окислювача, з наступним проведенням штатних продувок, при повторному аварійному вимкненні двигуна проводять вказані нештатні продувки з наступним проведенням штатних продувок, підготовчі продувки котрих містять продувки повітрям бортової заправної арматури і двигуна по лінії окислювача. UA 79644 U (12) UA 79644 U UA 79644 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до ракетно-космічної галузі, а саме - до способів підготовки ракет-носіїв (РН) до пуску і може використовуватися для підготовки як моноблочних РН, так і РН "пакетної" схеми з наземного стартового комплексу (НСК). Відомим є спосіб підготовки РН до пуску, який ґрунтується на наддуванні ємностей ракетносіїв і космічних апаратів стисненим газом на стартових комплексах (див. авт. св. СРСР №666.373, МПК F17C 7/00, 1979р.). Система наддування складається з декількох паралельних магістралей, кожна з яких містить послідовно з'єднані ресивер, пневмоклапан, зворотний клапан і керовану магістраль з елементами пневмоавтоматики. Недоліком відомого способу підготовки РН є низькі експлуатаційні характеристики комплексу, такі як: - не забезпечується можливість повторного запуску двигуна РН в разі аварійного вимкнення двигуна (АВД); - не забезпечується безпечність роботи з РН після АВД через відсутність продувок двигуна, в якому були компоненти палива. Найближчим до запропонованого по технічному рішенню є вибраний як прототип спосіб підготовки РН до пуску, який описаний у книзі "Ракеты-носители" под ред. С.О. Осипова, Μ., "Воениздат", 1981. - С.218-219. Вказаний спосіб ґрунтується на штатних продувках двигуна першого ступеня ракети-носія до команди КОНТАКТ ПІДЙОМУ (КП), котрі містять підготовчі продувки повітрям бортової заправної арматури і двигуна по лінії пального та основних продувок азотом хвостового відсіку і двигуна по лінії пального. В разі аварійного вимкнення двигуна проводять його нештатні продувки азотом по лініях пального і окислювача (див. патент України №9067и, МПК B64G 5/00, F42B 15/00, 2004р.), що забезпечує безпечність роботи з РН після АВД. Недоліком відомого способу підготовки РН є невисокі експлуатаційні характеристики комплексу, тому що не забезпечується можливість повторного запуску двигуна РН в разі аварійного вимкнення двигуна АВД. В основу корисної моделі поставлена задача створення удосконаленого способу підготовки РН до пуску, який би забезпечував підвищення експлуатаційних характеристик комплексу шляхом уведення в нього нових операцій, таких як: - у випадку аварійного вимкнення двигуна, здійснюють нештатні продувки, котрі містять продувки азотом хвостового відсіку і двигуна по лініях пального і окислювача, з наступним проведенням штатних продувок, при повторному аварійному вимкненні двигуна проводять вказані нештатні продувки з наступним проведенням штатних продувок, підготовчі продувки котрих містять продувки повітрям бортової заправної арматури і двигуна по лінії окислювача, що дозволяє забезпечити можливість повторного запуску двигуна РН при проходженні команди АВД і виключити необхідність зливання компонентів палива з баків РН, перенесення пуску або повної його відміни з демонтуванням РН з пускової установки; - у випадку загоряння двигуна здійснюють продувки азотом хвостового відсіку і двигуна по лінії окислювача, що дозволяє значно підвищити безпеку робіт на НСК. Поставлена задача вирішується таким чином, що у запропонованому способі підготовки РН до пуску, який ґрунтується на штатних продувках двигуна першого ступеня ракети-носія до команди "контакт підйому", котрі містять підготовчі продувки повітрям бортової заправної арматури і двигуна по лінії пального та основних продувок азотом хвостового відсіку і двигуна по лінії пального, а в разі аварійного вимкнення двигуна - його нештатні продувки азотом по лініях пального і окислювача, в ньому у випадку аварійного вимкнення двигуна, здійснюють нештатні продувки, котрі містять продувки азотом хвостового відсіку і двигуна по лініях пального і окислювача, з наступним проведенням штатних продувок, при повторному аварійному вимкненні двигуна проводять вказані нештатні продувки з наступним проведенням штатних продувок, підготовчі продувки котрих містять продувки повітрям бортової заправної арматури і двигуна по лінії окислювача. У випадку загоряння двигуна здійснюють продувки азотом хвостового відсіку і двигуна по лінії окислювача. Для пояснення способу підготовки РН до пуску додаються креслення, на яких схематично зображений пристрій, у якому втілюється даний спосіб, та його детальний опис. На кресленнях зображено: - на фіг. 1 - схема системи газопостачання; - на фіг.2 - циклограма роботи з РН на стартовій споруді. Наземна система газопостачання містить балони 1, 2 зі стисненим азотом (А) і балони 3 зі стисненим повітрям (П), азотні 4, 5 і повітряний 6 колектори з установленою на них запірною арматурою 7, 8, 9 і зворотними клапанами 10 та магістралі 11, 12, 13, 14 підведення газу до споживачів (БЗА, Д-П, Д-О, ХВ). 1 UA 79644 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Крім того, система містить жиклери 15, встановлені у колекторах 4, 5, 6 між запірною арматурою, виконаною у вигляді двох послідовно розташованих нормально закритих пневмоклапанів 7-9, 16-24, і зворотними клапанами 10. При цьому азотні колектори 4, 5 з'єднані між собою за допомогою нормально закритого пневмоклапана 25 і зворотного клапана 26 у точках "а" і "b", розташованих між запірною арматурою 7-9 і 16-24, а повітряний колектор 6 з'єднаний з азотними колекторами 4, 5 у точках "с" і "d", розташованих між зворотними клапанами 10 і магістралями 12, 13 підведення газу до споживачів (Д-П, Д-О). Відкриття усіх пневмоклапанів здійснюється подаванням керуючого тиску за допомогою електропневмоклапанів 27, встановлених на повітряних магістралях 28 (на фіг. 1 зображений тільки один електропневмоклапан 27, встановлений на повітряній магістралі 28 і керуючий відкриттям пневмоклапана 9 повітряного колектора 6). Процес підготовки РН до пуску здійснюється наступним чином. Для проведення пуску РН встановлюють на пускову установку, проводять її перевірки і заправлення компонентами палива. Далі виконують технологічні операції для проведення штатних продувок і запускання двигуна: - підготовчі продувки повітрям бортової заправної арматури (БЗА), у тому числі сильфонів кисневих клапанів (СКК), для чого подаванням керуючого тиску за допомогою електропневмоклапана 27, встановленого на повітряній магістралі 28, відкривають пневмоклапан (ПК) 9, і газ від балонів 3 зі стисненим повітрям надходить до ПК 22, 23, 24. Аналогічним чином відкривають ПК 24 і забезпечують прохід газу через жиклер 15 і зворотний клапан (ЗК) 10 по колектору 6 у магістраль 14 підведення газу до СКК; - підготовчі продувки повітрям двигуна по лінії пального (Д-П), для чого також подаванням керуючого тиску відкривають ПК 23 (ПК 9 був відкритий раніш), і газ від балонів 3 зі стисненим повітрям проходить відповідні ПК, жиклер 15, ЗК 10 і по колектору 6 надходить у магістраль 13 підведення газу до Д-П; - основні продувки азотом Д-П, для чого зняттям керуючого тиску закривають ПК 9, 23, 24, перекривають таким чином потрапляння повітря до СКК і Д-П, а для заміни повітряної атмосфери на нейтральну відкривають ПК 7, 18, і газ від балонів 1 зі стисненим азотом проходить відповідні ПК, жиклер 15, ЗК 10 і по колектору 4 (точка "с") надходить у магістраль 13 підведення газу до Д-П; - основні продувки азотом хвостового відсіку (ХВ), для чого відкривають ПК 16 (ПК 7 був відкритий раніше), і газ від балонів 1 зі стисненим азотом проходить відповідні ПК, жиклер 15, ЗК 10 і по колектору 4 надходить у магістраль 11 підведення газу до ХВ. Після завершення штатних продувок припиняють подавання газу до РН, для чого зняттям подавання керуючого тиску закривають ПК 7, 16, 18, подають команду ПУСК. Якщо двигун РН не вийде на заданий режим тяги до команди КП, проходить команда на АВД. У період між вказаною командою і повторною командою ПУСК проводять нештатні продувки двигуна, а саме: - продувка азотом Д-П, для чого відкривають ПК 7, 18, і газ проходить через відповідні ПК, жиклер 15, ЗК 10 і по колектору 4 надходить у магістраль 13 підведення газу до Д-П; - продувка азотом двигуна по лінії окислювача (Д-О), для чого відкривають ПК 17 (ПК 7 був відкритий раніше), і газ проходить через відповідні ПК, жиклер 15, ЗК 10 і по колектору 4 (точка "d") надходить у магістраль 12 підведення газу до Д-О; - продувка азотом ХВ, для чого відкривають ПК 16 (ПК 7 був відкритий раніше), і газ проходить через відповідні ПК, жиклер 15, ЗК 10 і по колектору 4 надходить у магістраль 11 підведення газу до ХВ. Далі повторно проводять штатні продувки, які включають підготовчі і основні продувки, для чого при продувках повітрям Д-П попередньо зняттям керуючого тиску закривають ПК 7, 16, 17, 18, припиняють таким чином подавання азоту у РН, і відбувається заміна атмосфери на повітряну, яка необхідна для роботи обслуговуючого персоналу для виявлення і усунення несправностей у двигуні РН. Аналогічним чином виконують подавання повітря до Д-П і СКК, а також подавання азоту до Д-О і ХВ. Після проведення вказаних продувок виконують повторне запускання двигуна РН (команда ПУСК). Якщо знову у двигуні виникають несправності, видають команду АВД і цикл нештатних і основних (штатних) продувок поновлюють (фіг.2). Відмінність штатних продувок при отриманні повторної команди АВД полягає в тому, що після проведення нештатних продувок замість підготовчих (штатних) продувок, необхідних після першого АВД (продування повітрям бортової заправної арматури і двигуна по лінії пального), здійснюють продування повітрям бортової заправної арматури за попередньою схемою і продувки двигуна по лінії окислювача наступним чином. Подаванням автоматичного сигналу від системи керування РН електропневмоклапану 2 UA 79644 U 5 10 15 20 25 27, встановленому на повітряній магістралі 28, відбувається його спрацювання, що забезпечує потрапляння керуючого тиску для відкриття ПК 6. Аналогічним чином відбувається відкриття ПК 22, і газ від балонів 3 зі стисненим повітрям проходить відповідні ПК, жиклер 15, ЗК 10 і надходить у магістраль 12 підведення газу до Д-О. По закінченні нештатних продувок проводять основні (штатні) продувки і далі за командою ПУСК і КП відбувається запуск двигуна і пуск РН з НСК. На етапі підготовки до пуску РН і безпосередньо у процесі пуску можливе загоряння двигуна. Для запобігання загорянню і подальшому розповсюдженню вогню, у системі продувки двигуна РН передбачена група балонів 2 зі стисненим азотом, які вмикають у роботу при надходженні відповідних сигналів і команд від системи керування РН. При отриманні сигналу про загоряння двигуна або ХВ одночасно подаванням керуючого тиску відкривають ПК 8 і відповідні лінійні ПК 19, 20, і газ проходить через ці ПК, жиклери 15, ЗК 10 і по колектору 5 надходить у магістралі 11, 12 підведення газу. Подавання газу у Д-П не забезпечується, тому що тривають штатні продувки по цій лінії; але при припиненні штатних продувок передбачено подавання газу у протипожежних цілях за допомогою ПК 21. У випадку значної площини загоряння, для збільшення об'єму газу, до групи балонів 2, призначених безпосередньо для запобіганню пожежі, підключають балони 1, що забезпечують проведення продувок. Для цього призначена перемичка у точках "а" і "b" між колекторами 4 і 5 з встановленими на ній ПК 25 і ЗК 26. Відкриттям ПК 28 забезпечують надходження додаткового газу з балонів 1 з колектора 4 у колектор 5 і далі у магістралі РН. Наземна система газопостачання виконується за патентом України №56457и, МПК B64G 5/00, А62С 3/00, 2010р., при цьому тип газу, що подається, визначають за патентом РФ №2.127.392, МПК F16K 31/00, B64G 5/00, 1996р. У період підготовки РН до пуску у її "сухі" відсіки подають термостатуюче повітря за патентом України №66758и, МПК B64G 5/00, F41F 3/00, 2011р. Для підвищення ефективності продування на магістралях двигуна можуть встановлюватися ежектори за патентом РФ №2.241.847, МПК F02K 9/44, 2002р. Таким чином, запропонований спосіб забезпечує можливість повторного запуску двигуна РН при проходженні команди АВД, що значно розширює функціональні можливості НСК. 30 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 35 40 1. Спосіб підготовки ракети-носія до пуску, який ґрунтується на штатних продувках двигуна першого ступеня ракети-носія до команди "контакт підйому", котрі містять підготовчі продувки повітрям бортової заправної арматури і двигуна по лінії пального та основних продувок азотом хвостового відсіку і двигуна по лінії пального, а в разі аварійного вимкнення двигуна - його нештатні продувки азотом по лініях пального і окислювача, який відрізняється тим, що у випадку аварійного вимкнення двигуна, здійснюють нештатні продувки, котрі містять продувки азотом хвостового відсіку і двигуна по лініях пального і окислювача, з наступним проведенням штатних продувок, при повторному аварійному вимкненні двигуна проводять вказані нештатні продувки з наступним проведенням штатних продувок, підготовчі продувки котрих містять продувки повітрям бортової заправної арматури і двигуна по лінії окислювача. 2. Спосіб підготовки ракети-носія до пуску за п. 1, який відрізняється тим, що у випадку загоряння двигуна здійснюють продувки азотом хвостового відсіку і двигуна по лінії окислювача. 3 UA 79644 U 4 UA 79644 U Комп’ютерна верстка А. Крулевський 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 5