ракетный разгонный блок
Классы МПК: | B64G1/00 Космические летательные аппараты B64G1/16 транспортные средства для передвижения во внеземном пространстве B64G1/40 размещение и модификация двигательных систем |
Автор(ы): | Семенов Ю.П., Филин В.М., Клиппа В.П., Ефремов И.С., Мащенко В.В., Веселов В.Н., Сотсков Б.П., Журавлев В.И., Катаев В.И., Софинский А.Н., Кочетов В.В., Иванов А.В., Канаев А.И., Каширских Ю.М., Рожков М.В., Костров А.В. |
Патентообладатель(и): | Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" им. С.П. Королева" |
Приоритеты: |
подача заявки:
2000-04-24 публикация патента:
20.04.2001 |
Изобретение относится к ракетно-космической технике, а именно к конструкции разгонных блоков (РБ), предназначенных для выведения с опорной на рабочие высокоэнергетические орбиты различных полезных грузов. Согласно изобретению РБ содержит бак окислителя с фермой подвески, наклонный тороидальный бак горючего, маршевый двигатель, межбаковый отсек и опорную ферму для сопряжения с ракетой-носителем. При этом бак окислителя выполнен чечевичной формы, образованной сопряженными по окружности с помощью шпангоута двумя сегментами двух сфер. Силовой межбаковый отсек выполнен в виде верхнего и нижнего шпангоутов и стрингеров, а ферма подвески оперта на указанный верхний шпангоут. На этот шпангоут также оперт нижний конец дополнительной верхней фермы сопряжения с полезной нагрузкой. На внешней оболочке бака горючего в плоскости, расположенной под углом 3-5° к его экваториальной плоскости, установлены кронштейны, прикрепленные к нижнему шпангоуту межбакового отсека. Верхний конец опорной фермы сопряжения с ракетой-носителем при помощи элемента разделения соединен с указанными кронштейнами. Изобретение позволяет уменьшить массу РБ при выигрыше в его сухой массе 7-10%, а также снизить трудоемкость изготовления РБ. 1 ил.
Рисунок 1
Формула изобретения
Ракетный разгонный блок, содержащий бак окислителя с фермой подвески, тороидальный наклонный относительно продольной оси блока бак горючего, маршевый двигатель, межбаковый отсек, опорную ферму сопряжения с ракетой-носителем, отличающийся тем, что бак окислителя выполнен чечевичной формы, образованной сопряженными по окружности с помощью шпангоута двумя сегментами двух сфер, межбаковый отсек выполнен силовым в виде верхнего и нижнего шпангоутов и жестко связанных с ними стрингеров, при этом ферма подвески бака окислителя оперта на верхний шпангоут межбакового отсека, на который также оперт нижний конец дополнительно введенной верхней фермы сопряжения с полезной нагрузкой, причем на внешней оболочке бака горючего в плоскости, расположенной под углом 3 - 5o к его экваториальной плоскости, установлены по крайней мере три кронштейна, которые жестко связаны с нижним шпангоутом межбакового отсека, причем верхний конец опорной фермы сопряжения с ракетой-носителем при помощи элемента разделения соединен с указанными кронштейнами.Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к ракетно-космической - технике, а именно к конструкции ракетных разгонных блоков, входящих в состав ракет космического назначения, предназначенных для выведения с опорной орбиты на рабочие высокоэнергетические орбиты различных космических объектов - полезных грузов. Известен ракетный блок по патенту N 2095294 МПК6: В 64 G 1/00, 1/16, содержащий жидкостный ракетный двигатель, баки окислителя и горючего, один из которых выполнен тороидальным. Недостатком аналога является то, что все инерционные нагрузки воспринимаются силовой схемой в виде внутриторовой конструкции, что приводит к уменьшению базы восприятия нагрузок и, как следствие, увеличению массы блока. Наиболее близким аналогом является ракетный разгонный блок по патенту N 2105702 МПК6: В 64 G 1/00, 1/16, 1/40, содержащий баки окислителя и тороидальный наклонный своей экваториальной плоскостью относительно продольной оси блока бак горючего, маршевый двигатель, межбаковый отсек в виде силового элемента ферменной конструкции, причем стержни фермы расположены на внешней оболочке бака горючего на его шпангоуте, кроме того блок содержит ферму подвески бака окислителя и опорную ферму сопряжения с ракетой-носителем. Недостатком прототипа является выполнение межбакового отсека ферменным, т. к. размещение необходимой аппаратуры приводит к необходимости усиления стержневой конструкции, которая плохо работает на изгиб, и, как следствие, приводит к утяжелению конструкции блока. Ферма крепления для установки полезного груза имеет большую протяженность, что снижает допустимые критические напряжения и влечет за собой увеличение массы блока. Задачей предложенного ракетного блока является улучшение массовых характеристик блока и снижение трудоемкости его изготовления. Эта задача достигается тем, что в ракетном разгонном блоке, содержащем бак окислителя, тороидальный наклонный относительно продольной оси блока бак горючего, маршевый двигатель, межбаковый отсек, опорную ферму сопряжения с ракетой-носителем, бак окислителя выполнен чечевичной формы, образованной сопряженными по окружности с помощью шпангоута двумя сегментами двух сфер, межбаковый отсек выполнен силовым в виде верхнего и нижнего шпангоута и жестко с ними связанных стрингеров; при этом ферма подвески бака окислителя опирается на верхний шпангоут межбакового отсека, на который также опирается нижний конец дополнительно введенной верхней фермы сопряжения с полезной нагрузкой, причем на внешний оболочке бака горючего в плоскости, находящейся под углом 3 - 5o к его экваториальной плоскости, установлены по крайней мере три кронштейна, которые жестко связаны с нижним шпангоутом межбакового отсека, кроме того верхний конец опорной фермы сопряжения с ракетой-носителем с помощью элемента разделения. соединен с соответствующими вышеупомянутыми кронштейнами. На чертеже изображена конструкция ракетного разгонного блока, где1. - бак окислителя (БО);
2. - бак горючего (ТО);
3. - маршевый двигатель (МД);
4. - межбаковый отсек (МО);
5. - шпангоут бака окислителя (ШБО);
6. - верхний шпангоут межбакового отсека (ВШМО);
7. - нижний шпангоут межбакового отсека (НШМО);
8. - стрингеры;
9. - ферма подвески бака окислителя (ФПБО);
10. - верхняя ферма сопряжения с полезной нагрузкой (ОФСРН);
11. - кронштейны;
12. - опорная ферма сопряжения с ракетой - носителем (ОФСРН);
13. - элементы разделения (ЭР);
14. - рама маршевого двигателя (РМД);
15. - стержни крепления маршевого двигателя (СКМД). Предложен ракетный разгонный блок, в котором бак окислителя 1 выполнен чечевичной формы, образованной сопряженными по окружности с помощью шпангоута 5 двумя сегментами двух сфер. Бак окислителя установлен на ферме подвески 9. Бак горючего 2 имеет тороидальную форму и наклонен своей экваториальной плоскостью относительной продольной оси блока и снабжен кронштейнами 11, по крайней мере тремя, установленными на внешней оболочке БГ 2 в плоскости, которая находится под углом 3 - 5o относительно экваториальной плоскости БГ 2, и жестко связанными с нижним шпангоутом 7 межбакового отсека 4. Маршевый двигатель 3 установлен на раме 14 во внутриторовом пространстве бака горючего 2 с помощью стержней 15. Межбаковый отсек 4 выполнен силовым в виде верхнего 6 и нижнего 7 шпангоутов и жестко с ними связанных стрингеров 8. Ферма подвески 9 бака окислителя 1 опирается на верхний шпангоут 6 межбакового отсека 4. На верхний шпангоут 6 опирается также нижний конец верхней фермы 10 сопряжения с полезной нагрузкой. Верхний конец опорной фермы 12 сопряжения с ракетой- носителем с помощью элемента разделения 13 соединен с соответствующими кронштейнами 11. В предложенном блоке силовая схема представляет собой жесткое последовательное соединение верхней фермы 10 сопряжения с полезной нагрузкой, межбакового отсека 4, кронштейнов 11, размещаемых на внешней поверхности бака горючего 2 и опорной фермы 12 сопряжения с полезной нагрузкой. При этом бак окислителя устанавливается на верхнем шпангоуте 6 межбакового отсека 4 с помощью фермы 9 подвески бака окислителя, а соединение кронштейнов 11 с опорной фермой 12 выполняется с помощью элементов разделения 13. Крепление маршевого двигателя выполняется с помощью стержней крепления 15, верхние концы которых закреплены на верхнем шпангоуте 6 межбакового отсека 4 в точке соединения фермы 9 подвески бака окислителя и верхней фермы 10 сопряжения с полезной нагрузкой. Данное устройство функционирует следующим образом. Внешние инерционные нагрузки, возникающие при эксплуатации блока как в полете, так и при транспортировании воспринимаются силовой схемой, включающей верхнюю ферму 10 сопряжения с полезной нагрузкой, межбаковый отсек 4, кронштейны 11 бака горючего и опорную ферму 12 сопряжения с ракетой-носителем. При этом радиальные усилия от бака окислителя 1 и маршевого двигателя 3 воспринимаются верхним шпангоутом 6 межбакового отсека 4. Это дает возможность в отличие от прототипа исключить из конструкции блока габаритные силовые элементы, что в свою очередь позволяет уменьшить общую массу ракетного разгонного блока и снизить трудоемкость его изготовления. Выигрыш в сухой массе блока составляет от 7 до 10%. Все элементы силовой схемы выполняются из отечественных материалов, в т. ч. из высокопрочных алюминиевых материалов (например, марки 01420) и композиционных материалов (например, марки "Кулон"). Изготовление силовых элементов производится на отечественном оборудовании по известным технологиям.
Класс B64G1/00 Космические летательные аппараты
Класс B64G1/16 транспортные средства для передвижения во внеземном пространстве
способ формирования космического корабля и космический корабль - патент 2494019 (27.09.2013) | |
способ позиционирования физических тел в околопланетном космическом пространстве и устройство для его осуществления - патент 2463220 (10.10.2012) | |
аэрокосмический летательный аппарат - патент 2436715 (20.12.2011) | |
планетоход - патент 2434795 (27.11.2011) | |
космическая летающая станция - патент 2422333 (27.06.2011) | |
космический летательный аппарат - патент 2421380 (20.06.2011) | |
космический летательный аппарат - патент 2421379 (20.06.2011) | |
космический перевозчик - патент 2420434 (10.06.2011) | |
звездолет - патент 2420433 (10.06.2011) | |
гусеница планетохода - патент 2418724 (20.05.2011) |
Класс B64G1/40 размещение и модификация двигательных систем