Ракетный разгонный блок

Ракетный разгонный блок

Реферат

 

Изобретение относится к ракетно-космической технике, а именно к конструкции ракетных разгонных блоков, входящих в состав ракет космического назначения. Сущность изобретения: ракетный разгонный блок содержит баки окислителя и горючего с фермами подвески, маршевый двигатель, вспомогательную двигательную установку, опорную ферму сопряжения с ракетой-носителем, ферму сопряжения блока с полезным грузом, раму подвески маршевого двигателя и кронштейны крепления вспомогательной двигательной установки, межбаковый отсек. На баке высококипящего горючего размещены герметичные контейнеры с приборами управления и автоматики блока, имеющими температурный режим эксплуатации приборов, соизмеримый с баком высококипящего горючего разгонного блока. Выигрыш в массе полезного груза составляет 0,5 - 1,5%. Технический результат - улучшение эксплуатационных и массовых характеристик ракетных разгонных блоков. 1 ил.

Изобретение относится к ракетно-космической технике, а именно к конструкции ракетных разгонных блоков, входящих в состав ракет космического назначения на высококипящем горючем, предназначенных для выведения с опорной орбиты на рабочие высокоэнергетические орбиты различных космических аппаратов - полезных грузов.

Известен ракетный разгонный блок по патенту РФ 2153447, МПК⁷: B 64 G 1/40, 1/00, 1/16, содержащий жидкостный ракетный двигатель, сферический бак окислителя, тороидальный бак горючего, герметичный торовый приборный отсек для бортовой аппаратуры.

Недостатками аналога является то, что бортовые приборы управления и автоматики, размещаемые в герметичном приборном отсеке, требуют при эксплуатации поддержания температурного режима в заданных пределах, для чего необходима активная система терморегулирования, обеспечивающая сброс или подвод тепла (термоплаты, радиатор - теплообменник, теплоноситель, автоматика и др. ). Кроме того, данная компоновка приборного отсека делает сложным доступ к приборам в случае необходимости их ремонта.

Отсутствие такой возможности по замене приборов, особенно на стартовой позиции, может привести к отмене пуска ракеты.

Наиболее близким аналогом является ракетный разгонный блок по патенту РФ 2165379, МПК⁷: В 64 G 1/00, 1/16, 1/40, содержащий бак окислителя чечевичной формы и тороидальный бак горючего, маршевый двигатель, межбаковый отсек ферменной конструкции, кроме того, блок содержит ферму подвески бака окислителя и опорную ферму сопряжения с ракетой-носителем, верхнюю ферму сопряжения с ракетой-носителем и стержни крепления.

Приборы системы управления и автоматики блока размещаются автономно на стержнях фермы межбакового отсека. Для обеспечения температурного режима приборов в полете в диапазоне от минус 40 до 50^oС имеется жидкостная система терморегулирования с радиатором-теплообменником, термоплатами, датчиками и автоматикой управления работой системы терморегулирования.

Недостатком прототипа является то, что размещение необходимой аппаратуры требует увеличения межбакового пространства, соответственно, длину межбакового отсека и длину стержней ферм, что приводит к искусственному усилению стержневой конструкции ферм, которая плохо работает на изгиб и, в целом, утяжеляет конструкцию блока. Кроме того, размещение приборов в межбаковом отсеке требует организацию индивидуального обеспечения их теплового режима. При эксплуатации блока затруднена замена приборов управления и автоматики на технической и стартовой позициях.

Задачей предложенного ракетного блока является улучшение массовых и эксплуатационных характеристик.

Техническим результатом является создание универсального ракетного разгонного блока, пригодного для использования его в составе любой ракеты-носителя среднего и тяжелого класса.

Эта задача достигается тем, что в ракетном разгонном блоке, содержащем бак окислителя и бак высококипящего горючего, маршевый двигатель, опорную ферму сопряжения с ракетой-носителем, верхнюю ферму сопряжения блока с полезной нагрузкой, межбаковый отсек, стержни крепления маршевого двигателя, приборы управления и автоматики блока, при этом на баке высококипящего горючего размещены герметичные контейнеры с приборами управления и автоматики блока.

На фиг.1 изображена конструкция ракетного разгонного блока, где: 1 - бак окислителя; 2 - герметичные контейнеры с приборами; 3 - стержни крепления маршевого двигателя; 4 - бак высококипящего горючего; 5 - опорная ферма сопряжения с ракетой-носителем; 6 - межбаковый отсек; 7 - ферма подвески бака окислителя; 8 - верхняя ферма сопряжения с полезной нагрузкой; 9 - маршевый двигатель; 10 - герметичные углубления.

В предложенном блоке силовая схема не нарушается и представляет собой жесткое соединение верхней фермы сопряжения с полезной нагрузкой 8, межбакового отсека 6, опорной фермы сопряжения с ракетой-носителем 5 и стержней крепления маршевого двигателя 3.

Бак окислителя 1 устанавливают на верхней части с помощью фермы подвески бака окислителя 7.

Крепление маршевого двигателя 9 выполняется с помощью стержней крепления маршевого двигателя 3, верхние концы которых соединены в верхней части межбакового отсека 6 в точке соединения фермы подвески бака окислителя 7 и верхней фермы сопряжения с полезной нагрузкой 8.

Герметичный контейнер 2 с приборами управления и автоматики разгонного блока размещен на баке высококипящего горючего 4, например в герметичных углублениях 10 бака высококипящего горючего 4. Для освобождения межбакового пространства и размещения герметичных контейнеров с приборами 2 могут быть выполнены герметичные углубления 10, например, в виде стаканов с фланцевым соединением для сопряжения с герметичным контейнером 2, в котором размещаются приборы управления и автоматики блока. При этом для удобства эксплуатации герметичные контейнеры с приборами 2 выполняются съемными.

Данное устройство функционирует следующим образом.

Внешние инерционные нагрузки, возникающие при работе блока, как в полете, так и при транспортировании, воспринимаются силовой схемой, включающей верхнюю ферму сопряжения с полезной нагрузкой 8, межбаковый отсек 6, опорную ферму сопряжения с ракетой-носителем 5, стержни крепления маршевого двигателя 3. При этом радиальные усилия от бака окислителя 1 и маршевого двигателя 9 воспринимается межбаковым отсеком.

Бортовые приборы управления и автоматики блока находятся в сменных герметичных контейнерах 2, например, погруженные в герметичные углубления 10 верхнего днища бака высококипящего горючего 4. Сменные герметичные контейнеры 2 с приборами управления и автоматики при необходимости во время эксплуатации блока могут заменяться.

Кроме того, размещение приборов в герметичных контейнерах 2 и помещение их в герметичных углублениях 10 бака высококипящего горючего 4 освобождает межбаковое пространство, уменьшает длину кронштейнов силовых ферм, разгружает их, что позволяет снизить их массу, а также длину и массу межбакового отсека 6.

Размещение приборов системы управления и автоматики разгонного блока в герметичных контейнерах 2, например, погруженных в бак высококипящего горючего 4, обеспечивает требуемый температурный режим более комфортный при эксплуатации приборов, соизмеримый с температурой в баке высококипящего горючего в пределах от 0 до 30^oС.

При необходимости в случае замены приборов возможна их замена вместе с контейнером, что очень важно при эксплуатации блока в условиях технической и стартовой позициях.

Выигрыш в сухой массе блока составляет от 0,5 до 1,5%.

Элементы силовой схемы блока выполняются из отечественных материалов, в т. ч. из высокопрочных конструкционных алюминиевых и композиционных материалов.

Изготовление силовых элементов производится на отечественном оборудовании по известным технологиям.

Снятие требований по индивидуальной организации обеспечения температурного режима приборов автоматики позволяет отказаться от жидкостной системы терморегулирования.

Формула изобретения

Ракетный разгонный блок, содержащий бак окислителя и бак высококипящего горючего, маршевый двигатель, опорную ферму сопряжения с ракетой-носителем, верхнюю ферму сопряжения блока с полезной нагрузкой, межбаковый отсек, стержни крепления маршевого двигателя, приборы управления и автоматики блока, отличающийся тем, что на баке высококипящего горючего размещены герметичные контейнеры с приборами управления и автоматики блока.

РИСУНКИ

Рисунок 1