Морская платформа для запуска ракет и способ подготовки ракеты к запуску

Морская платформа для запуска ракет и способ подготовки ракеты к запуску

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к технике запуска ракет-носителей с морских плавсредств.

Изобретение позволяет повысить надежность запуска ракеты-носителя с надводного морского судна за счет уменьшения воздействия на конструктивные элементы и оборудование платформы газодинамической струи двигателей ракеты и образующегося при испарении морской воды пара.

Известен ракетный стартовый комплекс по патенту РФ на изобретение №2097675, содержащий сменные пусковые сдвижные платформы, перемещаемые по рельсовым направляющим стартового сооружения. Поперек газохода выполнен мост, в котором размещены автостыки электрокоммуникаций и заправочных коммуникаций.

Недостатком является то, что возможно только наземное базирования таких комплексов, в лучшем случае на берегу небольшого водоема: речки или озера.

Известны многочисленные способы и устройства запуска ракет с морских судов, подводных лодок и морских платформ.

Например, известна платформа для запуска ракет с морских плавсредств по патенту РФ №2131375, которая содержит пусковой стол с газоотражателем, установленным на основании платформы. Под столом размещено пневматическое средство для отрыва ракеты от пускового стола на первоначальном этапе запуска.

Несмотря на то, что задачей создания этого изобретения было уменьшение времени воздействия газодинамической струи двигателей ракеты на основание платформы, время воздействия составило 1,6 с, что недопустимо по условиям безопасности. Это время должно быть предельно сокращено, т.к. воздействие на оборудование платформы высокотемпературных продуктов сгорания и перегретого пара, образовавшегося при испарении морской воды, может привести к его повреждению или сокращению ресурса работы.

Известен способ запуска ракет весом до 100 тс, разработанных на базе баллистических ракет подводных лодок, при котором запуск осуществляют из шахт подводных лодок (ПЛ), Российское ракетное оружие, 1943-1993. Справочник под редакцией Карпенко А.В. - СПб.: ПИКА Ltd, 1993. В известном способе запуска осуществляют разгон РН в шахте ПЛ с помощью поршневой силы, создаваемой пусковым устройством, а после выхода ракеты из шахты включают зажигание двигателей первой ступени.

Известен способ запуска ракеты и устройство для его реализации с подводных лодок по патенту США N 3182554, НКИ 89-1.7, 1965 г. В известном способе ракету, центрированную относительно пусковой трубы стартовой шахты ПЛ, разгоняют в пусковой трубе с помощью парогазовой смеси, образующейся при прохождении выхлопной струи газов заряда твердого топлива через водяную камеру. Парогазовую смесь подают в нижнюю часть трубы под обтюратор ракеты. После выхода ракеты из воды включают зажигание двигателей ракеты.

Недостатком известных устройств является то, что они предполагают относительно высокие жесткостно-прочностные характеристики ракет. При этом эти ракеты могут доставить на орбиту высотой 200 км лишь 0,1-0,43 тс полезной нагрузки, т.е. их возможности в данном смысле ограничены.

Известен способ запуска ракет весом более 100 тс, при котором запуск ракет осуществляют с пускового стола с газоотражателем на двигателях первой ступени. При этом отрыв от пускового стола происходит в момент набора расчетной тяги ракет. Этот способ предполагает менее высокие жесткостно-прочностные характеристики ракет. При этом подобные ракеты обладают более широкими возможностями по доставке полезной нагрузки на околоземную орбиту.

Наиболее близким по совокупности признаков к предлагаемому устройству является устройство для запуска РН с морского судна, который осуществляется устройством по патентной заявке Великобритании N 2172247, МПК⁴ В63В 35/02, 1986 г.

Ракету запускают с морского судна, например, модифицированного танкера, снабженного пусковым столом с газоотражателем. Способ включает в себя установку и закрепление ракеты на пусковом столе с газоотражателем и последующее включение двигателя первой ступени.

Однако известный способ запуска для ракет, которых отличает высокая тяговооруженность на старте, обуславливает протяженное во времени газодинамическое воздействие газопламенной струи на стартовую площадку судна, что объективно понижает надежность запуска ракет в этих условиях в сравнении с наземным запуском. Прежде всего это происходит из-за нарушения динамического равновесия системы, включающей судно и ракету, с момента включения зажигания двигателей первой ступени и до отрыва ракеты от пускового стола. При этом наиболее критичным является момент отрыва ракеты от пускового стола, т.е. момент, когда скорость ракеты минимальная, а реакция (возмущения) судна на нарастающий газодинамический обдув газоотражателя приближается к максимуму. Все это увеличивает степень технического риска при запуске ракеты с надводного корабля и, следовательно, понижает его надежность.

Задачи создания изобретения - ускорение запуска ракеты и уменьшение вредного влияния газовой струи на конструкцию и оборудование платформы.

Решение указанной задачи достигнуто за счет того, что морская платформа для запуска ракет, включающая основание платформы, установленное на опоры крепления, контейнер для хранения ракеты в горизонтальном положении, мачту обслуживая и пусковой стол с отверстием для выхода выхлопных газов и газоотражателем под ним, отличается тем, что контейнер для хранения ракеты в горизонтальном положении выполнен многосекционным, с возможностью телескопического сдвига секций от пускового стола вдоль продольной оси.

Под пусковым столом ниже отверстия для выхлопных газов установлен откатной пол. Газоотражатель установлен под пусковым столом, ниже основания платформы, но выше уровня воды и выполнен в виде многогранной пирамиды, грани которой изготовлены из перфорированных труб. Транспортная тележка выполнена из отдельных секций по числу ступеней ракеты, которые после стыковки образуют транспортную тележку. Транспортная тележка выполнена с возможностью состыковки с пусковым столом при помощи шарнира и оборудована подъемным устройством. Подъемное устройство выполнено в виде лебедки, расположенной на основании платформы, соединенной через блок, установленный на мачте, с транспортной тележкой. Мачта выполнена с возможностью отклонения от вертикального положения при запуске ракеты.

Решение указанных задач достигнуто в способе подготовки ракеты к запуску, включающий ее сборку в горизонтальном положении, подъем в вертикальное положение и установку на пусковой стол, тем, что каждую ступень ракеты транспортируют на морскую платформу на отдельных секциях, которые сгружают, соединяют между собой в транспортную тележку внутри контейнера для горизонтального хранения ракеты, потом соединяют ступени ракеты, смещают секции контейнера в сторону от пускового стола и осуществляют подъем ракеты вместе с тележкой, которую после установки ракеты в вертикальное положение опускают. Перед запуском ракеты сдвигают откатной пол и включают насос для подачи воды к газоотражателю.

Предложенное техническое решение обладает новизной, изобретательским уровнем и промышленной применимостью.

Новизна подтверждается проведенными патентными исследованиями.

Сущность изобретения поясняется на чертежах фиг.1...6, где:

на фиг.1 приведена разгрузка ступени ракеты с морского транспортного средства на морскую платформу для запуска ракет,

на фиг.2 - ракета в контейнере для хранения в горизонтальном положении,

на фиг.3 - начало операции подъема ракеты,

на фиг.4 - завершение операции подъема ракеты,

на фиг.5 - операция опускания транспортной тележки,

на фиг.6 - запуск ракеты.

Предложенная морская платформа (фиг.1...6) для запуска ракет 1 содержит основание платформы 2 и опоры 3. На основании платформы 2 установлен контейнер для хранения ракеты в горизонтальном положении 4, который выполнен многосекционным, состоящим из секций 5 (фиг.1) и пусковой стол 6. Секции 5 выполнены с возможностью телескопического сдвига вдоль продольной оси для того, чтобы обеспечить подъем ракеты 1 в вертикальное положение и предотвратить попадание на контейнер выхлопных газом ракеты 1 при ее запуске. Рядом с пусковым столом 6 расположена мачта обслуживания 7. В основании платформы 2 под пусковым столом 6 выполнено отверстие «А», под ним откатной пол 8 и газоотражатель 9, установленный выше уровня воды. Газооотражатель 9 выполнен в виде многогранной пирамиды, грани которой изготовлены из перфорированных труб 10, имеющих отверстия «Б» для выхода воды и охлаждения при воздействии газовой струи. Газоотражатель 9 прикреплен к опорам 3. До запуска ракета 1 находится внутри контейнера для хранения ракеты в горизонтальном положении 4 на транспортной тележке 11. Транспортная тележка 11 выполнена из отдельных секций 12 и содержит колеса 13 и шарнир 14 в месте стыка с пусковым столом 6. С транспортной тележкой 11 соединен подъемный механизм 15, например лебедка, трос 16 которой через блок 17, установленный в верхней части мачты обслуживания 7, может быть соединен с транспортной тележкой 11 для ее подъема.

Конструкция газоотражателя 9 может быть любой в рамках формулы изобретения, описания и чертежей, возможно выполнение граней вогнутыми (фиг.1) и охлаждаемыми. Перфорированные трубы 10 соединены трубопроводом подвода воды 18 с насосом подачи воды 19, к входу которого подстыкован трубопровод забора воды 20.

Ракета 1 транспортируется ступенями 21 на морских транспортных средствах 22 (кораблях или баржах) в горизонтальном положении на отдельных секциях 12 тележки 11. При помощи подъемного крана 23 (фиг.1), который установлен на основании платформы 2, ступени 21 ракеты 1 вместе с отдельными секциями 12 транспортной тележки 11 выгружаются на основание платформы 2, в контейнер для хранения ракеты в горизонтальном положении 4, секции 5 которого предварительно сдвигают в одну сторону (фиг.1).

После разгрузки всех степеней 21 ракеты 1 секции 5 контейнера для хранения ракеты в горизонтальном положении 4 устанавливают в исходное положение (фиг.2).

Все отдельные секции 12 соединяют в транспортную тележку 11. Сборку ракеты 1 из ступеней 21 осуществляют в горизонтальном положении на транспортной тележке 11.

В контейнере для горизонтального хранения ракеты 4 ракету 1 собирают, хранят и проверяют работу всех ее систем.

Непосредственно перед запуском секции 5 контейнера 4 смещают в сторону от пускового стола 6 и осуществляют подъем ракеты 1 вместе с транспортной тележкой 11 при помощи подъемного механизма 15. После установки ракеты 1 в вертикальное положение транспортную тележку 11 опускают и откатывают от пускового стола 6. Ракету 1 заправляют компонентами топлива и повторно проверяют ее оборудование. Откатной пол 8 сдвигают в сторону и открывают отверстие «А».

За несколько секунд до команды «пуск» включают насос подачи воды 19, который подает воду по трубопроводу подвода воды 18 внутрь газоотражателя 9, и она через отверстия «Б» в перфорированных трубах 10 выходит наружу, создавая пленочную завесу для охлаждения газоотражателя 9.

При запуске ракеты 1 образовавшаяся газовая струя попадает в отверстие «А» и далее на газоотражатель 9. При отсутствии охлаждения газоотражатель 9 сгорел бы в течение менее чем за 0,1 с. Наличие очень мощного водяного охлаждения предотвращает разрушение газоотражателя 9. Перегретый пар отводится в сторону от морской платформы под ее основанием 2. Контейнер для хранения ракеты в горизонтальном положении 4 и транспортную тележку 11 можно также дополнительно охлаждать водой при запуске ракеты 1, чтобы предотвратить их повреждение и обеспечить повторное использование.

Применение изобретения позволило:

1. Обеспечить удобство длительного хранения и подготовки ракеты в горизонтальном положении, исключив влияние на ее конструкцию морской воды.

2. Облегчить и ускорить перевод ракеты в вертикальное положение с минимальными затратами времени и средств за счет компактности оборудования.

3. Уменьшить вредное воздействие выхлопных газов ракеты при старте на оборудование, установленное на морской платформе, в том числе предотвратить разрушение контейнера для горизонтального хранения ракеты, транспортной тележки и опор платформы.

1. Морская платформа для запуска ракет, включающая основание платформы, установленное на опоры крепления, контейнер для хранения ракеты в горизонтальном положении, мачту обслуживания и пусковой стол с отверстием для выхода выхлопных газов и газоотражателем под ним, отличающаяся тем, что контейнер для хранения ракеты в горизонтальном положении выполнен многосекционным, с возможностью телескопического сдвига секций от пускового стола вдоль продольной оси.

2. Морская платформа для запуска ракет по п.1, отличающаяся тем, что под пусковым столом ниже отверстия для выхлопных газов установлен откатной пол.

3. Морская платформа для запуска ракет по п.1 или 2, отличающаяся тем, что газоотражатель установлен под пусковым столом, ниже основания платформы, но выше уровня воды, и выполнен в виде многогранной пирамиды, грани которой изготовлены из перфорированных труб.

4. Морская платформа для запуска ракет по п.1 или 2, отличающаяся тем, что транспортная тележка выполнена из отдельных секций по числу ступеней ракеты, которые после стыковки образуют транспортную тележку.

5. Морская платформа для запуска ракет по п.1 или 2, отличающаяся тем, что транспортная тележка выполнена с возможностью состыковки с пусковым столом при помощи шарнира.

6. Морская платформа для запуска ракет по п.5, отличающаяся тем, что подъемное устройство выполнено в виде лебедки, расположенной на основании платформы, соединенной через блок, установленный на мачте, с транспортной тележкой.

7. Морская платформа для запуска ракет по п.1 или 2, отличающаяся тем, что мачта выполнена с возможностью отклонения от вертикального положения при запуске ракеты.

8. Способ подготовки ракеты к запуску, включающий ее сборку в горизонтальном положении, подъем в вертикальное положение и установку на пусковой стол, отличающийся тем, что каждую ступень ракеты транспортируют на морскую платформу на отдельных секциях, которые сгружают, соединяют между собой в транспортную тележку внутри контейнера для горизонтального хранения ракеты, потом соединяют ступени ракеты, смещают секции контейнера в сторону от пускового стола и осуществляют подъем ракеты вместе с тележкой, которую после установки ракеты в вертикальное положение опускают.

9. Способ по п.8, отличающийся тем, что перед запуском ракеты сдвигают откатной пол и включают насос для подачи воды к газоотражателю.