РАКЕТОНОСИТЕЛЬ Российский патент 1998 года по МПК B64G1/40 

Изобретение относится к ракетной технике, более конкретно к оптимизации крепления периферийных баков и одновременному приспособлению конструкции ракетоносителя для использования наземных устройств с целью создания дополнительного начального ускорения.

Известно техническое решение, где в ракетоносителе обеспечение безударного выхода из заглубленного стартового сооружения осуществляется за счет повышенной стартовой тяговооруженности основной двигательной установки, как, например, на двухступенчатой РН "Зенит", имеющей стартовую тяговооруженность более 1,4 /1/.

Такой способ старта ракетоносителя из заглубленного сооружения обеспечивает его безударный выход, но при этом не достигается оптимизация по выводимому весу полезной нагрузки.

Ближайшим аналогом является ракетоноситель, содержащий тандемно расположенные ступени с периферийными баками, с верхним и нижним закрепляющими их к центральному блоку устройствами и стартовые опоры /2/.

В этом ракетоносителе ферма охватывает центральный блок с двух сторон и фиксирует его от оси X, Y в двух точках по бокам. Такое закрепление блока в двух точках вызывает статическую неопределенность при распределении нагрузок в каждой точке, что требует введения поправочных, увеличивающих расчетных коэффициентов и в итоге ведет к увеличению конструктивного веса изделия.

Целью изобретения является создание оптимального закрепления периферийных баков в ракетоносителе, которое дает возможность одновременно использовать дополнительные наземные устройства большей эффективности для значительного увеличения начального ускорения ракетоносителя, снижения его конструктивного веса и обеспечения безударного выхода из заглубленного стартового сооружения.

Цель достигается тем, что ракетоноситель, содержащий тандемно расположенные ступени с периферийными баками, верхним и нижним закрепляющими их к центральному блоку устройствами, и стартовые опоры, снабжен дополнительной стартовой опорой, например, в виде силового пневмоцилиндра с выпуклым полусферическим штоком, соединенной через единый спецкран трубопроводом и источником высокого давления и размещенной под каждым периферийным баком, выполненным в хвостовой части с обратным конусом, на днище которого смонтирована колесообразная ферма с точечной опорой, шарнирно соединенной с нижним закрепляющим устройством, выполненным в виде стержневой пирамидальной фермы с вершиной на оси периферийного бака, оси стержней которой по касательной прикреплены к центральному блоку, при этом на оси нижнего закрепляющего устройства ниже точечной опоры колесообразной фермы смонтировано гнездо-углубление в виде шаровой полусферы для установки штока дополнительной опоры.

На фиг. 1 дан ракетоноситель на опорах заглубленного стартового сооружения с дополнительными стартовыми опорами под периферийными блоками; на фиг. 2 конечное положение ракетоносителя в полете на момент полного подъема штоков, подталкивающих дополнительных стартовых опор.

Ракетоноситель содержит тандемно расположенные ступени 1 с периферийными баками 2, верхним 3 и нижним 4 закрепляющими их к центральному блоку 5 устройствами и стартовые опоры 6, при этом он снабжен дополнительной стартовой опорой 7, например, в виде силового пневмоцилиндра с выпуклым полусферическим штоком 8, соединенной через единый спецкран 9 трубопроводом 10 с источником высокого давления 11 и размещенной под каждым периферийным баком 2, выполненным в хвостовой части с обратным конусом 12, на днище которого смонтирована колесообразная ферма 13 с точечной опорой 14, шарнирно соединенной с нижним закрепляющим устройством 4, выполненным в виде стержневой пирамидальной фермы с вершиной на оси 15 периферийного бака 2, оси 16 стержней 17 которой по касательной прикреплены к центральному блоку 5, при этом на оси нижнего закрепляющего устройства 4 ниже точечной опоры 14 колесообразной фермы 13 смонтировано гнездо-углубление 18 в виде шаровой полусферы для установки штока 8 дополнительной опоры 7. На центральном блоке 5 в его хвостовом двигательном отсеке 19 размещен двигатель 20. Каждая дополнительная стартовая опора 6 кронштейном 21 крепится к стартовому сооружению 22.

После установки ракетоносителя на стартовые опоры 6 стартового сооружения 22 шток 8 дополнительной стартовой опоры 7 вводится в гнездо-углубление 18 закрепляющего устройства 4. В процессе заправки ракетоносителя по мере увеличения его стартового веса происходит одновременное нагружение как основных стартовых опор 6, так и дополнительных опор 7. Увеличение числа нагружаемых опорных точек позволяет перераспределить нагрузки, уменьшить их, что снижает вес конструкции ракетоносителя. При старте ракетоносителя, после запуска двигателя 20 при прохождении команды "подъем" открывается спецкран 9, после чего из источника высокого давления 11 сжатый воздух по трубопроводу 10 поступает, например, в силовой пневмоцилиндр дополнительной стартовой опоры 7, при этом шток 8, упираясь в гнездо-углубление 18, создает дополнительную вертикальную силу, которая совместно с тягой работающего двигателя 20 увеличивает тяговооруженность ракетоносителя на участке подъема 23.

Изобретение в части конструктивного изменения хвостовой части периферийных баков 2, способных воспринимать значительные осевые нагрузки без их изгиба с шарнирной точечной опорой 14, фиксируемой к закрепляющему устройству 4, и установкой на нем дополнительных стартовых опор 7 дает возможность получить следующие положительные факторы:
уменьшить конструктивный вес периферийных баков 2 за счет их осесимметричного нагружения;
снизить местные нагрузки, а значит, и конструктивный вес ракетоносителя за счет их перераспределения на дополнительные и основные стартовые опоры;
увеличить стартовую тяговооруженность ракетоносителя и его начальное ускорение на участке 23 и обеспечить тем самым его безударный выход из заглубленного стартового сооружения 22 за счет тяги силовых дополнительных стартовых опор 7;
увеличить выводимый вес полезной нагрузки за счет снижения конструктивного веса ракетоносителя и увеличения тяговооруженности на участке подъема 23.

Использование: в ракетной технике для оптимизации крепления периферийных баков и одновременного приспособления конструкции ракетоносителя при использовании наземных устройств с целью создания дополнительного начального ускорения. Сущность: ракетоноситель содержит тандемно расположенные ступени 1 с периферийными баками 2, верхним 3 и нижним 4 закрепляющим устройствами, центральный блок 5 и стартовые опоры 6, также дополнительные стартовые опоры 7, например, в виде силового пневмоцилиндра с выпуклым полусферическим штоком 8, соединенные через единый спецкран 9 трубопроводом 10 с источником высокого давления 11 и размещенные под каждым днищем периферийного бака 2. На днище каждого бака смонтирована колесообразная форма 13 с точечной опорой 14, шарнирно соединенной с нижним закрепляющим устройством 4, выполненным в виде стержневой пирамидальной фермы с вершиной на оси 15 периферийного бака 2, оси 16 стержней 17 которой по касательной прикреплены к центральному блоку 5, при этом на оси колесообразной фермы 13 смонтировано гнездо-углубление 18 в виде шаровой полусферы для установки штока 8 дополнительной стартовой опоры 7. 2 ил.

Ракетоноситель, содержащий тандемно расположенные ступени с периферийными баками, верхним и нижним закрепляющими их к центральному блоку устройствами, и стартовые опоры, отличающийся тем, что он снабжен дополнительной стартовой опорой, например, в виде силового пневмоцилиндра с выпуклым полусферическим штоком, соединенной через единый спецкран трубопроводом с источником высокого давления, и размещенной под каждым периферийным баком, выполненным в хвостовой части с обратным конусом, на днище которого смонтирована колесообразная ферма с точечной опорой, шарнирно соединенной с нижним закрепляющим устройством, выполненным в виде стержневой пирамидальной фермы с вершиной на оси периферийного бака, оси стержней которой по касательной прикреплены к центральному блоку, при этом на оси нижнего закрепляющего устройства ниже точечной опоры колесообразной фермы смонтировано гнездо-углубление в виде шаровой полусферы для установки штока дополнительной опоры.