Ракета-носитель модульного типа ( варианты)

Ракета-носитель модульного типа ( варианты)

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к ракетно-космической технике, а именно к конструкциям многоступенчатых ракет-носителей (РН), состоящих из ракетных модулей (блоков) и предназначенных для выведения полезных грузов на различные околоземные орбиты как непосредственно, так и с помощью дополнительной верхней ступени - блока довыведения, составляющей вместе с полезным грузом головной блок РН.

Известны технические решения, предусматривающие использование в многоступенчатой РН однобаковых ракетных модулей (РМ). Примером применения однобаковых РМ может служить первая ступень ракеты-носителя "Протон" [1], в которой шесть однобаковых РМ крепятся к центральному топливному баку (ТБ). Жидкостный ракетный двигатель (ЖРД) каждого модуля получает один компонент топлива из бака собственного блока, другой - из центрального топливного бака при помощи межмодульной топливной магистрали (ТМ). Применение такой схемы позволило уменьшить длину ступени и размерность баков, что в свою очередь дало возможность транспортировать ее поблочно по железной дороге. Недостатком РН является невысокое энергомассовое совершенство первой ступени, обусловленное ее конструктивной схемой и типом применяемого топлива. Для того чтобы РН была эффективной, на ней устанавливаются еще две ступени, соединенные с первой по схеме "тандем". Двигатели этих ступеней запускаются в полете, что отрицательно сказывается на надежности носителя. Кроме того, размерность верхних ступеней потребовала установки на них двигателей другого класса тяги, чем на первой, т.е., носитель оказался неунифицированным по ЖРД. Статистика аварий РН "Протон" показывает, что значительная их доля была связана с работой двигателей верхних ступеней.

Известно применение объединенных в связки пар однобаковых блоков ([2] - "ОТРАГ"), в котором ракета составлялась из пар однобаковых блоков, имеющих собственный двигатель и единственный топливный бак и применявшая вытеснительную систему подачи топлива. В качестве топлива использовались керосин и концентрированная азотная кислота. Во время полета между блоками в паре происходил обмен недостающими компонентами топлива. Основной недостаток такой схемы - требуемая высокая ступенчатость для компенсации низких энергомассовых характеристик ракеты (до 6 ступеней у носителей "ОТРАГ"), результатом чего явилось большое - от нескольких десятков до 600 - количество пар блоков. Следствием такого количества элементов явилась низкая расчетная надежность ракеты. Кроме того, в ракете отсутствовал центральный, стержневой элемент при том, что полезный груз устанавливался тандемно с ней. Отсутствие такого элемента в конструкции РН способствует развитию неустойчивостей в полете и приводит к повышенным вибровоздействиям на полезный груз и саму конструкцию ракеты.

Известен проект технологического ряда РН "Ангара" [3], первая ступень которых имеет в своей основе унифицированные двухбаковые РМ, собранные по схеме "пакет". Один из модулей является центральным, остальные располагаются симметрично вокруг него. В семействе РН "Ангара" все модули имеют высокую степень унификации - используют одинаковые компоненты топлива, однотипные двигатели, топливные баки одинакового диаметра и объема. Это позволяет сократить затраты на разработку РН и создание производственной базы.

Но эти носители имеют следующие недостатки. Для повышения эффективности на последнем участке работы первой ступени проводят дросселирование ЖРД центрального РМ (ЦРМ). Это позволяет к окончанию работы боковых РМ иметь некоторый остаток топлива в баках ЦРМ. Сброс боковых РМ и автономный полет центрального РМ повышают грузоподъемность носителя, но глубокое дросселирование двигателя невозможно без ухудшения его характеристик и уменьшения надежности. Умеренное дросселирование без существенных последствий позволяет добиться относительно небольшого, около 20%, остатка топлива в баках ЦРМ. Таким образом, связка из нескольких унифицированных блоков оказывается слабоэффективной для запусков искусственных спутников. Установленная на РН вторая ступень - дополнительный ракетный блок, расположенный соосно с ЦРМ, существенно повышает массу выводимого полезного груза. Но этот блок вносит в РН два существенных недостатка. Во-первых, запуск его двигателя производится в полете, что не дает возможности в случае невключения остановить пуск. Во-вторых, блок второй ступени не унифицирован с блоками первой ступени, что требует организации для него отдельного производства. Еще одним недостатком носителя является то, что отказ в полете двигателя любого из блоков первой ступени на всем протяжении его работы, за исключением самых последних секунд, неизбежно приводит к невыполнению задачи полета РН. Это вызвано неиспользуемым остатком топлива в аварийном блоке, который не позволяет носителю набрать достаточную скорость.

Известны также РН пакетной схемы, в которой оба компонента из двухбаковых ракетных блоков (модулей) передаются в блоки последующих ступеней в процессе их совместной работы с тем, чтобы к моменту разделения ступеней обеспечить максимальное заполнение баков модулей работающей компоновки [4]. Носитель состоит из нескольких двухбаковых РМ, собранных по схеме "пакет", и головной части, содержащей полезный груз. Головная часть может также содержать ракетный блок - дополнительную верхнюю ступень. Пакетная компоновка может содержать различное количество РМ, которые являются модулями не менее, чем двух ступеней. Последняя ступень состоит из одного блока, на который сверху устанавливается головная часть. РМ всех ступеней до предпоследней включительно оборудованы средствами отделения в полете от основной компоновки. РН снабжена системой перелива компонентов топлива между модулями, состоящей из межмодульных топливных магистралей, которыми соединены собственные топливные магистрали модулей каждой предыдущей и последующей ступеней. На межмодульных ТМ установлены отрывные гидроразъемы и по два отсечных клапана с обеих сторон от них. Кроме того, на каждой собственной ТМ модулей, за исключением модулей первой ступени, выше мест соединения с межмодульными ТМ установлены пусковые клапаны.

РН может быть изготовлена в нескольких модификациях, отличающихся количеством боковых РМ, их расположением относительно центрального РМ, количеством РМ в каждой ступени.

Согласно [4] схема системы перелива компонентов топлива выглядит следующим образом. На топливных магистралях модулей последующей ступени, соединяющих их топливные баки с блоками ЖРД, установлены пусковые клапаны. Между модулями предшествующей и последующей ступеней проложены топливные магистрали, соединяющие топливные магистрали модулей предшествующей ступени с топливными магистралями соответствующего компонента модулей последующей ступени ниже установленных на них пусковых клапанов. На межмодульных ТМ в межмодульном пространстве установлены отрывные гидроразъемы, а с обеих сторон от них - отсечные клапаны. Последней ступенью является ЦРМ, из которого топливо не переливается.

Всего в РН имеется по две межмодульных ТМ на каждый боковой блок.

Представленная РН [4] наиболее близка предлагаемой и выбрана в качестве прототипа.

Недостатком прототипа является возрастающая сложность при увеличении количества составляющих блоков: с каждым дополнительным РМ, начиная со второго, РН получает два топливных бака с обеспечивающими их работу системами и две межмодульные ТМ, каждая из которых содержит два отсечных клапана и один отрывной гидроразъем. Кроме того, РМ второй и последующих ступеней содержат два пусковых клапана на собственных ТМ модуля. Наличие этих устройств неблагоприятно влияет на надежность РН, так как все они срабатывают в процессе полета, а отказ большинства из них вызывает аварию РН. По крайней мере, авария произойдет при нерасстыковке отрывных гидроразъемов и незакрытии отсечных клапанов со стороны работающей ступени.

Возрастающее количество межмодульных ТМ с отрывными гидроразъемами отражается на массе и стоимости изготовления конструкции. Большое количество баков также увеличивает сухую массу и стоимость изготовления РН. Это связано не только с необходимостью установки в каждом баке систем контроля состояния компонента, но и с объемом внутрибаковых работ, после которых должна быть обеспечена его высокая чистота. В процессе производства баков требуется и очистка изнутри их стенок. Объем этой работы пропорционален суммарной площади внутренней поверхности баков, которая пропорциональна количеству РМ.

Особенно сложен контроль внутреннего состояния баков у многоразовых модулей. Дополнительную сложность вносит трубопровод компонента, расположенного в верхнем баке блока, обычно прокладываемый через нижний бак. Он целиком или частично подвешен в положении, близком к вертикальному, и при возвращении испытывает поперечные нагрузки, в несколько раз превышающие нагрузки при транспортировке и выведении. Производство ракетных блоков в многоразовом варианте потребует укрепления внутрибакового топливопровода или прокладке его по внешней поверхности бака, что приведет к увеличению их сухой массы.

Целью предлагаемого технического решения является повышение надежности РН, уменьшение производственных затрат и эксплуатационных расходов.

Это достигается тем, что топливо, предназначенное для перелива в другие блоки, распределяется покомпонентно по двухбаковым РМ так, что в каждом из них только один компонент включает долю, предназначенную для перелива. Кроме того, это достигается обратным расположением баков в модулях разных ступеней и тем, что межмодульные ТМ компонента верхних баков предыдущей ступени соединяются непосредственно с баками того же компонента последующей ступени, имеющими нижнее расположение в модулях. Это позволит вдвое сократить количество межмодульных ТМ, а также сократить число пусковых клапанов и тем самым увеличить надежность и уменьшить стоимость изготовления РН.

Это достигается также тем, что в РН используются как двухбаковые, так и однобаковых РМ. Это позволит при прежнем количестве межмодульных ТМ сократить количество баков и тем самым уменьшить сухую массу РН и количество измерительной аппаратуры и, следовательно, уменьшить стоимость изготовления и пуска РН. В некоторых модификациях РН это достигается также за счет того, что однобаковые РМ, содержащие разные компоненты, расположенные рядом и обменивающиеся компонентами при помощи межмодульных ТМ, объединяются в пары с помощью силовых связей, обеспечивающих их отделение от основной компоновки в связках, при этом топливные магистрали, соединяющие топливные системы этих РМ, не содержат отсечных клапанов и имеют упрощенное разъемное соединение. При этом в некоторых модификациях РН, использующих компоненты топлива с существенно различным объемным соотношением, в связках однобаковых РМ в том из них, который содержит компонент с меньшим объемом, сверху устанавливается дополнительный ТБ, содержащий другой компонент топлива, который соединяется с топливным баком другого блока при помощи межмодульной топливной магистрали.

РН может быть выполнена в трех вариантах:

1. С покомпонентным размещением всего переливаемого топлива в боковых двухбаковых РМ и переливом его в ЦРМ.

2. С размещением всего переливаемого топлива в боковых однобаковых РМ.

3. С добавлением однобаковых РМ к двухступенчатой компоновке двухбаковых РМ, использующей перелив топлива между блоками.

Среди вариантов могут быть модификации, содержащие различное количество боковых модулей, имеющие разную конфигурацию систем перелива компонентов, имеющие прямое и обратное расположение толивных баков в двухбаковых РМ разных ступеней, имеющие дополнительные РМ с автономной топливной системой.

Сущность изобретения поясняется следующим графическим материалом:

На фиг.1 изображены вид сбоку (а) и вид снизу (б) четырехблочной модификации РН с покомпонентным размещением всего переливаемого топлива в трех боковых двухбаковых РМ.

На фиг.2 приведена топливная схема четырехблочной модификации РН с покомпонентным размещением всего переливаемого топлива в трех боковых двухбаковых РМ и одинаковым расположением топливных баков во всех РМ.

На фиг.3 приведена топливная схема четырехблочной модификации РН с покомпонентным размещением всего переливаемого топлива в трех боковых двухбаковых РМ и верхним расположением бака горючего, содержащего дополнительное количество компонента.

На фиг.4 изображены вид сбоку (а) и вид снизу (б) семиблочной модификации РН с покомпонентным размещением всего переливаемого топлива в трех боковых двухбаковых РМ и тремя дополнительными РМ с автономной топливной системой.

На фиг.5 изображены вид сбоку (а) и вид снизу (б) семиблочной модификации РН с покомпонентным размещением всего переливаемого топлива в шести боковых двухбаковых РМ.

На фиг.6 приведена топливная схема семиблочной модификации РН с покомпонентным размещением всего переливаемого топлива в шести боковых двухбаковых РМ и одинаковым расположением топливных баков во всех РМ.

На фиг.7 изображены вид сбоку (а) и вид снизу (б) четырехблочной модификации РН, использующей три однобаковых боковых РМ.

На фиг.8 приведена топливная схема четырехблочной модификации РН, использующей три однобаковых боковых РМ.

На фиг.9 изображены вид сбоку (а) и вид снизу (б) семиблочной модификации РН, использующей три однобаковых боковых РМ и три двухбаковых боковых РМ с автономной топливной системой.

На фиг.10 изображены вид сбоку (а) и вид снизу (б) семиблочной модификации РН, использующей шесть однобаковых боковых РМ.

На фиг.11 приведена топливная схема трехступенчатой семиблочной модификации РН, использующей шесть однобаковых боковых РМ.

На фиг.12 изображены вид сбоку (а) и вид снизу (б) пятиблочной модификации РН, использующей четыре однобаковых боковых РМ, которые попарно объединены в связки.

На фиг.13 приведена топливная схема пятиблочной модификации РН, использующей четыре однобаковых боковых РМ, которые попарно объединены в связки.

На фиг.14 изображены вид сбоку (а) и вид снизу (б) пятиблочной модификации РН, использующей два однобаковых и два двухбаковых боковых РМ, которые попарно объединены в связки.

На фиг.15 приведена топливная схема пятиблочной модификации РН, использующей два однобаковых и два двухбаковых боковых РМ, которые попарно объединены в связки.

На фиг.16 приведена топливная схема семиблочной модификации РН, использующей шесть однобаковых боковых РМ, которые объединены в две группы из трех модулей, содержащие связки из двух модулей.

На фиг.17 изображены вид сбоку (а) и вид снизу (б) семиблочной модификации РН, использующей четыре однобаковых боковых РМ, которые попарно объединены в связки, и два боковых двухбаковых РМ.

На фиг.18 приведена топливная схема семиблочной модификации РН, использующей четыре однобаковых боковых РМ, которые попарно объединены в связки, и два боковых двухбаковых РМ.

Во всех модификациях РН содержит головную часть 1 и центральный РМ 2, а также боковые РМ. Головная часть содержит полезный груз, а также может содержать дополнительный ракетный блок, который далее в тексте при определении ступенчатости РН не учитывается.

Четырехблочная модификация РН с покомпонентным размещением всего переливаемого топлива в трех боковых двухбаковых РМ (фиг.1 (а) и (б)) имеет в своей основе ЦРМ 2, параллельно с которым установлены боковые ракетные модули 3, 4 и 5. Сверху на ЦРМ и соосно с ним установлена головная часть 1.

В большинстве используемых пар компонентов горючее и окислитель имеют разную плотность. Например, жидкий кислород плотнее керосина примерно в 1.35 раза. Покомпонентное размещение всего или части топлива в боковых модулях четырехмодульной РН приводит к смещению центра масс относительно вектора тяги. Указанная проблема решается путем дросселирования на старте двигателей более тяжелых боковых модулей с постепенным восстановлением их тяги до номинальной либо путем смещения боковых модулей до полного устранения на старте эксцентриситета тяги с последующим постепенным дросселированием двигателей более тяжелых модулей.

Топливная схема этой РН построена следующим образом (фиг.2, 3). ЦРМ имеет блок ЖРД 6, содержащий один или несколько ЖРД, бак окислителя 7, ТМ окислителя 8, соединяющую бак 7 с входным патрубком окислителя блока ЖРД 6. Внутренний тракт окислителя блока ЖРД 6 и объем ТВ 7 разделены стартовым пусковым клапаном 9. Второй топливный бак 10 ЦРМ, содержащий горючее, соединен топливной магистралью 11 с входным патрубком горючего блока ЖРД 6. Внутренний тракт горючего блока ЖРД 6 и объем ТБ 10 разделены стартовым пусковым клапаном 12.

Боковой РМ 3 содержит блок ЖРД 13, бак окислителя 14, ТМ окислителя 15, соединяющую бак 14 с входным патрубком окислителя блока ЖРД 13. Внутренний тракт окислителя блока ЖРД 13 и объем ТБ 14 разделены стартовым пусковым клапаном 16. Второй ТБ 17, содержащий горючее, соединен топливной магистралью 18 с входным патрубком горючего блока ЖРД 13. Внутренний тракт горючего блока ЖРД 13 и объем ТБ 17 разделены стартовым пусковым клапаном 19.

Боковой РМ 4 содержит блок ЖРД 20, бак окислителя 21, ТМ окислителя 22, соединяющую бак 21 с входным патрубком окислителя блока ЖРД 20. Внутренний тракт окислителя блока ЖРД 20 и объем ТБ 21 разделены стартовым пусковым клапаном 23. Второй ТБ 24, содержащий горючее, соединен топливной магистралью 25 с входным патрубком горючего блока ЖРД 20. Внутренний тракт горючего блока ЖРД 20 и объем ТБ 24 разделены стартовым пусковым клапаном 26.

Боковой РМ 5 содержит блок ЖРД 27, бак окислителя 28, ТМ окислителя 29, соединяющую бак 28 с входным патрубком окислителя блока ЖРД 27. Внутренний тракт окислителя блока ЖРД 27 и объем ТБ 28 разделены стартовым пусковым клапаном 30. Второй ТБ 31, содержащий горючее, соединен топливной магистралью 32 с входным патрубком горючего блока ЖРД 27. Внутренний тракт горючего блока ЖРД 27 и объем ТБ 31 разделены стартовым пусковым клапаном 33.

В РМ 3 бак горючего 17 содержит дополнительное количество компонента сверх требуемого для работы ДУ данного РМ при использовании всего окислителя из бака 14. Между этим и центральным модулями проложена межмодульная ТМ 34, соединяющая их топливные объемы горючего, включающие баки 10 и 17 и собственные магистрали 11 и 18 горючего. В межмодульном пространстве на межмодульной ТМ установлен отрывной гидроразъем 35. Со стороны ЦРМ до гидроразъема 35 на межмодульной ТМ установлен отсечной клапан 36, а со стороны бокового РМ - отсечной клапан 37.

РН может быть выполнена в двух модификациях. В одной из них (фиг.2) ТБ в модулях 2 и 3 расположены одинаково (баки окислителя - верхние, баки горючего - нижние). Если межмодульная ТМ 34 соединяется с ТМ горючего 11 ЦРМ, то на последней выше места соединения может быть установлен пусковой клапан 38. В другой модификации (фиг.3) бак горючего 17 в РМ 3 установлен над баком окислителя 14, межмодульная ТМ 34 непосредственно соединяет баки горючего 17 и 10 в РМ 3 и ЦРМ, а пусковой клапан на магистрали горючего 11 отсутствует.

В обеих модификациях в РМ 4 и 5 баки окислителя 21 и 28 содержат дополнительное количество компонента сверх требуемого для работы ДУ при использовании всего горючего из баков 24 и 31. Между этими модулями и ЦРМ проложены межмодульные ТМ 39 и 40, соединяющие их топливные объемы окислителя, включающие баки 7, 21, 28 и собственные магистрали окислителя 8, 22 и 29. В межмодульном пространстве на межмодульных ТМ установлены отрывные гидроразъемы 41 и 42. Со стороны ЦРМ до гидроразъемов 41 и 42 на межмодульных ТМ установлены отсечные клапаны 43 и 44, а со стороны боковых РМ - отсечные клапаны 45 и 46.

Если межмодульные ТМ 39 и 40 соединяются с ТМ окислителя 8 ЦРМ, то на последней выше места соединения может быть установлен управляемый пусковой клапан 47.

Все модификации РН могут быть выполнены без пусковых клапанов 38 и 47 на топливных магистралях ЦРМ. Тогда, чтобы преодолеть давление жидкостного столба, не усложняя при этом конструкцию РН, следует осуществлять перелив компонентов разностью давлением наддува в баках. Перепад давления наддува для жидкого кислорода при характерных 4-кратных перегрузках обеспечивает разность уровней ˜1/(0.45 атм/м). При характерных давлениях наддува, не требующих существенного утолщения стенок баков, отсутствие клапана 47 может быть оправдано для РН небольшой высоты, при длине ЦРМ не более ˜10 м. При тех же условиях можно допустить отсутствие клапана 38 для ЦРМ длиной до ˜35 м.

На РН могут быть установлены три дополнительных РМ, имеющих автономную топливную систему (РМ 48, 49 и 50, на фиг.4(а), (б)).

Трехступенчатая семиблочная модификация РН с покомпонентным размещением всего переливаемого топлива в шести боковых двухбаковых РМ (фиг.5(а), (б)) имеет в своей основе четырехблочную модификацию РН с покомпонентным размещением всего переливаемого топлива в трех боковых двухбаковых РМ (фиг.1) с тем отличием, что изменены пропорции топливных баков в боковых РМ и установлены три дополнительных двухбаковых РМ. Модуль 51 содержит дополнительное количество горючего, модули 52 и 53 - дополнительное количество окислителя, предназначенных для перелива в ЦРМ.

Топливная схема семиблочной модификации РН с покомпонентным размещением всего переливаемого топлива в шести боковых двухбаковых РМ и одинаковым расположением топливных баков во всех РМ (фиг.6) имеет в своей основе топливную схему четырехблочной РН с покомпонентным размещением всего переливаемого топлива в трех боковых двухбаковых РМ (фиг.2). К основе добавлены топливные системы трех дополнительных двухбаковых РМ 51, 52, 53, имеющих аналогичный РМ 3, 4, 5 состав и расположение топливных баков и топливных магистралей.

Боковой РМ 51 содержит блок ЖРД 54, бак окислителя 55, ТМ окислителя 56, соединяющую бак 55 с входным патрубком окислителя блока ЖРД 54. Внутренний тракт окислителя блока ЖРД 54 и объем ТБ 55 разделены стартовым пусковым клапаном 57. Второй ТБ 58, содержащий горючее, соединен топливной магистралью 59 с входным патрубком горючего блока ЖРД 54. Внутренний тракт горючего блока ЖРД 54 и объем ТБ 58 разделены стартовым пусковым клапаном 60.

Боковой РМ 52 содержит блок ЖРД 61, бак окислителя 62, ТМ окислителя 63, соединяющую бак 62 с входным патрубком окислителя блока ЖРД 61. Внутренний тракт окислителя блока ЖРД 61 и объем ТБ 62 разделены стартовым пусковым клапаном 64. Второй ТБ 65, содержащий горючее, соединен топливной магистралью 66 с входным патрубком горючего блока ЖРД 61. Внутренний тракт горючего блока ЖРД 61 и объем ТБ 65 разделены стартовым пусковым клапаном 67.

Боковой РМ 53 содержит блок ЖРД 68, бак окислителя 69, ТМ окислителя 70, соединяющую бак 69 с входным патрубком окислителя блока ЖРД 68. Внутренний тракт окислителя блока ЖРД 68 и объем ТБ 69 разделены стартовым пусковым клапаном 71. Второй ТБ 72, содержащий горючее, соединен топливной магистралью 73 с входным патрубком горючего блока ЖРД 68. Внутренний тракт горючего блока ЖРД 68 и объем ТБ 72 разделены стартовым пусковым клапаном 74.

В РМ 51 бак горючего 58 содержит дополнительное количество компонента, предназначенное для перелива в ЦРМ. Между этими модулями проложена межмодульная ТМ 75, соединяющая топливный объем горючего РМ 51 с магистралью горючего 11 ЦРМ ниже пускового клапана 38. В межмодульном пространстве на межмодульной ТМ установлен отрывной гидроразъем 76. Со стороны ЦРМ до гидроразъема 76 на межмодульной ТМ установлен отсечной клапан 77, а со стороны бокового РМ - отсечной клапан 78.

В РМ 52 и 53 баки окислителя 62 и 69 содержат дополнительное количество компонента, предназначенное для перелива в ЦРМ. Между этими и центральным модулями проложены межблочные ТМ 79 и 80, соединяющие их магистрали окислителя 63 и 70 с магистралью окислителя 8 ЦРМ ниже пускового клапана 47. В межмодульном пространстве на этих межмодульных ТМ установлены отрывные гидроразъемы 81 и 82. Со стороны ЦРМ до гидроразъемов 81 и 82 на межмодульных ТМ установлены отсечные клапаны 83 и 84, а со стороны боковых РМ - отсечные клапаны 85 и 86.

На ТМ 18 РМ 3 выше места соединения с межмодульной магистралью горючего 34 установлен пусковой клапан 87. На ТМ 22 РМ 4 и на ТМ 29 РМ 5 выше мест соединения с межмодульными магистралями окислителя 39 и 40 установлены, соответственно, пусковые клапаны 88 и 89.

Четырехблочная модификация РН, использующая три однобаковых боковых РМ (фиг.7(а), (б)), имеет в своей основе ЦРМ 2, параллельно с которым установлены боковые ракетные модули 3, 4, 5, каждый из которых имеет единственный топливный бак. РМ 3 содержит горючее, модули 4 и 5 - окислитель. Сверху на ЦРМ и соосно с ним установлена головная часть 1.

Топливная система четырехблочной модификации РН, использующей три однобаковых РМ (фиг.8), отличается от топливной системы РН с покомпонентным размещением всего переливаемого топлива в трех боковых двухбаковых РМ (фиг.2) элементным составом боковых модулей и наличием дополнительных межмодульных ТМ.

Боковой РМ 3 содержит блок ЖРД 13, ТВ 17, содержащий горючее и соединенный топливной магистралью 18 с входным патрубком горючего блока ЖРД 13. Внутренний тракт горючего блока ЖРД 13 и объем ТВ 17 разделены стартовым пусковым клапаном 19.

Боковой РМ 4 содержит блок ЖРД 20, бак окислителя 21, ТМ окислителя 22, соединяющую бак 21 с входным патрубком окислителя блока ЖРД 20. Внутренний тракт окислителя блока ЖРД 20 и объем ТВ 21 разделены стартовым пусковым клапаном 23.

Боковой РМ 5 содержит блок ЖРД 27, бак окислителя 28, ТМ окислителя 29, соединяющую бак 28 с входным патрубком окислителя блока ЖРД 27. Внутренний тракт окислителя блока ЖРД 27 и объем ТВ 28 разделены стартовым пусковым клапаном 30.

Между ЦРМ и РМ 3 проложена дополнительная межмодульная магистраль окислителя 90, имеющая в межмодульном пространстве отрывной гидроразъем 91 и с обеих сторон от него - отсечные клапаны 92 и 93.

Между ЦРМ и РМ 4 проложена дополнительная межмодульная магистраль горючего 94, имеющая в межмодульном пространстве отрывной гидроразъем 95 и с обеих сторон от него - отсечные клапаны 96 и 97.

Между ЦРМ и РМ 5 проложена межмодульная магистраль горючего 98, имеющая в межмодульном пространстве отрывной гидроразъем 99 и с обеих сторон от него - отсечные клапаны 100 и 101.

Межмодульные ТМ соединяются в ЦРМ, образуя общий коллектор межмодульных магистралей горючего и общий коллектор межмодульных магистралей окислителя.

Общий коллектор межмодульных магистралей горючего связывает топливный объем РМ 3, включающий бак горючего 17 и магистраль горючего 18, с магистралью горючего 11 ЦРМ и с входными патрубками горючего двигателей 20 и 27. Внутренние тракты горючего блоков ЖРД 20 и 27 отделены от объема коллектора горючего стартовыми пусковыми клапанами 26 и 33.

Общий коллектор межмодульных магистралей окислителя связывает топливные объемы РМ 4 и 5, включающие баки окислителя 21 и 28 и соответствующие им магистрали окислителя 22 и 29 с магистралью окислителя 8 ЦРМ и с входным патрубком окислителя блока ЖРД 13 РМ 3. Внутренний тракт окислителя блока ЖРД 13 отделен от объема коллектора окислителя стартовым пусковым клапаном 16.

На ТМ горючего 11 ЦРМ выше места соединения с общим коллектором межмодульных магистралей горючего может быть установлен управляемый пусковой клапан 38.

На ТМ окислителя 8 ЦРМ выше мест соединения с общим коллектором межмодульных магистралей окислителя может быть установлен управляемый пусковой клапан 47.

На РН могут быть установлены три дополнительных РМ, имеющих автономную топливную систему (РМ 48, 49 и 50 на фиг.9(а), (б)).

Семиблочная модификация РН, использующая шесть однобаковых боковых РМ (фиг.10(а), (б)), имеет в своей основе четырехблочную РН с однобаковыми боковыми РМ (фиг.7), к которой добавлены три дополнительных РМ 51, 52 и 53, выполненных однобаковыми. РМ 51 содержит горючее, модули 52 и 53 - окислитель.

Топливная система семиблочной модификации РН, использующей шесть однобаковых боковых РМ (фиг.11) имеет в своей основе топливную систему четырехблочной модификации РН, использующей три боковых однобаковых РМ (фиг.8). К ней добавлены топливные системы РМ 51, 52, 53, топливные магистрали, связывающие эти модули с четырехблочной компоновкой, а также установленные в РМ 3, 4 и 5 пусковые клапаны.

Боковой РМ 51 содержит блок ЖРД 54, ТВ 58, содержащий горючее и соединенный топливной магистралью 59 с входным патрубком горючего блока ЖРД 54. Внутренний тракт горючего блока ЖРД 54 и объем ТВ 58 разделены стартовым пусковым клапаном 60.

Боковой РМ 52 содержит блок ЖРД 61, бак окислителя 62, ТМ окислителя 63, соединяющую бак 62 с входным патрубком окислителя блока ЖРД 61. Внутренний тракт окислителя блока ЖРД 61 и объем ТВ 62 разделены стартовым пусковым клапаном 64.

Боковой РМ 53 содержит блок ЖРД 68, бак окислителя 69, ТМ окислителя 70, соединяющую бак 69 с входным патрубком окислителя блока ЖРД 68. Внутренний тракт окислителя блока ЖРД 68 и объем ТВ 69 разделены стартовым пусковым клапаном 71.

Между ЦРМ и РМ 51 проложены:

- межмодульная магистраль горючего 75, имеющая в межмодульном пространстве отрывной гидроразъем 76 и с обеих сторон от него - отсечные клапаны 77 и 78;

- межмодульная магистраль окислителя 102, имеющая в межмодульном пространстве отрывной гидроразъем 103 и с обеих сторон от него - отсечные клапаны 104 и 105.

Между ЦРМ и РМ 52 проложены:

- межмодульная магистраль горючего 106, имеющая в межмодульном пространстве отрывной гидроразъем 107 и с обеих сторон от него - отсечные клапаны 108 и 109;

- межмодульная магистраль окислителя 79, имеющая в межмодульном пространстве отрывной гидроразъем 81 и с обеих сторон от него - отсечные клапаны 83 и 85.

Между ЦРМ и РМ 53 проложены:

- межмодульная магистраль горючего 110, имеющая в межмодульном пространстве отрывной гидроразъем 111 и с обеих сторон от него - отсечные клапаны 112 и 113;

- межмодульная магистраль окислителя 80, имеющая в межмодульном пространстве отрывной гидроразъем 82 и с обеих сторон от него - отсечные клапаны 84 и 86.

В РМ 3 на магистрали горючего 18 выше места соединения с межмодульной ТМ 34 установлен пусковой клапан 87.

В РМ 4 и 5 на магистралях окислителя 22 и 29 выше места соединения с межмодульными ТМ 39 и 40 установлены пусковые клапаны 88 и 89.

Межмодульные ТМ соединяются в ЦРМ, образуя общий коллектор межмодульных магистралей горючего и общий коллектор межмодульных магистралей окислителя.

Общий коллектор межмодульных магистралей горючего связывает топливные объемы РМ 3 и РМ 51, включающие баки горючего 17 и 58, соответствующие им магистрали горючего 18 и 59, с магистралью горючего 11 ЦРМ и с входными патрубками горючего двигателей 20, 27, 61 и 68. Внутренние тракты горючего блоков ЖРД 20, 27, 61 и 68 отделены от объема коллектора горючего стартовыми пусковыми клапанами 26, 33, 67, 74.

Общий коллектор межмодульных магистралей окислителя связывает топливные объемы РМ 4, 5, 52 и 53, включающие баки окислителя 21, 28, 62 и 69, соответствующие им магистрали окислителя 22, 29, 63 и 70, с магистралью окислителя 8 ЦРМ и с входными патрубками окислителя двигателей 13 и 54. Внутренние тракты окислителя блоков ЖРД 13 и 54 отделены от объема коллектора окислителя стартовыми пусковыми клапанами 16 и 57.

На магистрали горючего 11 ЦРМ выше места соединения с коллектором межмодульных магистралей горючего может быть установлен пусковой клапан 38.

На магистрали окислителя 8 ЦРМ выше мест соединения с коллектором межмодульных магистралей окислителя может быть установлен пусковой клапан 47.

Пятиблочная модификация РН, использующая четыре однобаковых боковых РМ, которые попарно объединены в связки (фиг.12(а), (б)), отличается от семиблочной модификации РН, использующей шесть однобаковых боковых РМ (фиг.10(а), (б)), отсутствием двух боковых модулей - 5 и 53. Из оставшихся боковых модулей РМ 3 и 51 содержат горючее, РМ 4 и 52 - окислитель. Боковые РМ сгруппированы по два. Модули 3 и 4 составляют одну группу, модули 51 и 52 - другую. В каждой группе модули сопряжены боковыми сторонами друг с другом и с ЦРМ.

Топливная система пятиблочной модификации РН, использующей четыре однобаковых боковых РМ, которые попарно объединены в связки (фиг.13), отличается от топливной системы семиблочной модификации РН, использующей шесть боковых однобаковых РМ (фиг.11), отсутствием в системе элементов двух модулей (5 и 53) и конфигурацией межмодульных ТМ. Из ТМ, проложенных между центральным и боковыми РМ, имеются магистрали окислителя 39 и 79 и магистрали горючего 34 и 75, устройство и назначение которых аналогично соответствующим ТМ в семиблочной модификации РН с шестью однобаковыми боковыми РМ (фиг.11). Кроме того, между модулями 3 и 4 проложены:

- межмодульная магистраль горючего 114, имеющая в межмодульном пространстве разъем 115;

- межмодульная магистраль окислителя 116, имеющая в межмодульном пространстве разъем 117;

а между модулями 51 и 52:

- межмодульная магистраль горючего 118, имеющая в межмодульном пространстве разъем 119;

- межмодульная магистраль окислителя 120, имеющая в межмодульном пространстве разъем 121.

Межмодульная магистраль горючего 114 связывает топливный объем РМ 3, включающий бак горючего 17 и магистраль горючего 18, с входным патрубком блока двигателей 20. Внутренний тракт горючего блока ЖРД 20 отделен от объема горючего стартовым пусковым клапаном 26.

Межмодульная магистраль горючего 118 связывает топливный объем РМ 51, включающий бак горючего 58 и магистраль горючего 59, с входным патрубком блока двигателей 61. Внутренний тракт горючего блока ЖРД 61 отделен от объема горючего стартовым пусковым клапаном 67.

Межмодульная магистраль окислителя 116 связывает топливный объем РМ 4, включающий бак горючего 21 и магистраль горючего 22, с входным патрубком блока двигателей 13 РМ 3. Внутренний тракт горючего блока ЖРД 13 отделен от объема горючего стартовым пусковым клапаном 16.

Межмодульная магистраль окислителя 120 связывает топливный объем РМ 52, включающий бак горючего 62 и магистраль горючего 63, с входным патрубком блока двигателей 54 РМ 51. Внутренний тракт горючего блока ЖРД 54 отделен от объема горючего стартовым пусковым клапаном 57.

На ТМ горючего 11 ЦРМ выше места соединения с общим коллектором горючего устанавливается управляемый пусковой клапан 38.

На ТМ окислителя 8 ЦРМ выше мест соединения с общим коллектором окислителя устанавливается управляемый пусковой клапан 47.

Пусковые клапаны на собственных топливных магистралях боковых РМ отсутствуют.

Пятиблочная модификация РН, использующая два однобаковых и два двухбаковых боковых РМ, которые попарно объединены в связки (фиг.14(а), (б)), отличается от пятиблочной модификации РН, использующей четыре однобаковых боковых РМ (фиг.12(а), (б)), тем, что РМ 3 и 51 содержат дополнительные баки окислителя.

Топливная система модификации РН, использующей два однобаковых и два двухбаковых боковых РМ, которые попарно объединены в связки (фиг.15), отличается от топливной системы модификации РН, использующей четыре однобаковых боковых РМ, которые попарно объединены в связки (фиг.13) следующим.

В РМ 3 сверху над баком горючего 17 установлен бак окислителя 14, который соединен с баком окислителя 21 в РМ 4 межмодульной ТМ 122, на которой установлен разъем 123.

В РМ 51 сверху над баком горючего 58 установлен бак окислителя 55, который соединен с баком окислителя 62 в РМ 52 межмодульной ТМ 124, на которой установлен разъем 125.

Семиблочная модификация РН, использующая шесть однобаковых боковых РМ, которые объединены в две группы из трех модулей, содержащие связки из двух модулей (фиг.10(а), (б)), отличается от пятиблочной модификации РН, использующей четыре однобаковых боковых РМ, которые попарно объединены в связки (фиг.12(а), (б)), двумя дополнительными однобаковыми модулями 5 и 53, содержащими окислитель.

Топливная система семиблочной модификации РН, использующей шесть однобаковых боковых РМ, которые объединены в две группы из трех модулей, содержащие связки из двух модулей (фиг.16), отличается от топливной системы пятиблочной модификации РН, использующей четыре однобаковых боковых РМ, которые попарно объединены в связки (фиг.13), следующим.

Дополнительный боковой РМ 5 содержит блок ЖРД 27, бак окислителя 28, ТМ окислителя 29, соединяющую бак 28 с входным патрубком окислителя блока ЖРД 27. Внутренний тракт окислителя блока ЖРД 27 и объем ТБ 28 разделены стартовым пусковым клапаном 30.

Дополнительный боковой РМ 53 содержит блок Ж