СТУПЕНЬ РЕАКТИВНОГО АППАРАТА Российский патент 2003 года по МПК F02K9/76 

Изобретение относится к технике реактивного движения и может быть использовано при создании, например, ракетно-космических систем или других реактивных аппаратов.

Известны конструкции разгонных ступеней многоступенчатых ракет и ракетоносителей, включающие в себя двигательную установку и скрепленный с нею переходный отсек (переходник), предназначенный для передачи усилий (нагрузок) на последующую или с предыдущей ступени (см., например, книгу А. В. Карпенко, А.Ф. Уткина, А.Д. Попова "Отечественные стратегические ракетные комплексы", С.-Петербург, Новый бастион-Гангут, 1999 г. или книгу "Конструкции ракетных двигателей на твердом топливе" под редакцией Л.Н. Лаврова, Москва, Машиностроение, 1993 г., стр. 19, 20.)
Такие ("тандемные") схемы обладают тем существенным недостатком, что передача нагрузок (особенно поперечных сил и изгибающих моментов) осуществляется через обечайки корпусов и переходников, что требует их дополнительного усиления и, соответственно, утяжеления конструкции двигательной установки.

Технической задачей настоящего изобретения является устранение указанного недостатка. Технический результат достигается тем, что в ступени, содержащей двигательную установку, силовой переходник и узлы соединения с соседней ступенью, переходник выполнен в виде двух разнесенных по длине двигательной установки и соединенных стержнями кольцевых опор, а двигательная установка размещена внутри переходника и закреплена на одной из ее опор жестко, а на другой с возможностью осевого перемещения, например, с помощью телескопически связанных элементов. Для увеличения жесткости переходника каждая опора выполнена в виде двух концентрически расположенных колец, соединенных радиальными ребрами (пилонами), скрепление опор между coбой осуществляется с помощью стержней, а узлы соединения переходника с соседней ступенью расположены в местах крепления стержней к опорам.

На чертеже представлен общий вид предлагаемой конструкции ступени, состоящей из двигательной установки 1, переходника 2 с двумя разнесенными опорами 3, 4 и узлов соединения с соседней ступенью 5. Каждая опора состоит из двух концентрически расположенных силовых колец 6, скрепленных радиальными ребрами 7. Опоры соединены между собой с помощью стержней 8. Двигательная установка в одной из опор 4 закреплена жестко, а в другой 3 имеет свободу осевых перемещений (соединение типа "ласточкин хвост", шпоночное соединение или гладкий цилиндрический шарнир).

Ступень функционирует следующим образом. Тяга двигательной установки 1 передается через одну из опор 4 (жестко закрепленную) на переходник 2, а с него на соседнюю ступень. Возможность осевого перемещения двигательной установки 1 относительно переходника 2 в опоре 3 исключает нагружение двигательной установки 1 при изменении ее длинновых размеров вследствие влияния температурных и силовых факторов. Поперечные силы и изгибающие моменты передаются с двигательной установки 1 через опоры 3, 4 на переходник 2. Таким образом, двигательная установка 1 становится разгруженной от осевых, поперечных сил и изгибающих моментов. Выполнение опор 3, 4 в виде двух концентрических колец 6, соединенных радиальными ребрами 7, и соединение их (опор) с помощью стержней 8 повышает жесткость переходника 2, что позволяет сделать его более легким. Этому же способствует размещение узлов соединения с соседней ступенью 5 в местах крепления стержней к опорам.

Таким образом, предлагаемая конструкция ступени позволяет разгрузить двигательную установку от действия осевых, поперечных сил и изгибающих моментов, тем самым повысить надежность работы двигательной установки и снизить массу ступени.

Использование: при создании ракетно-космических систем. Ступень содержит двигательную установку, силовой переходник и узлы соединения с соседней ступенью. Переходник выполнен в виде двух разнесенных по длине двигательной установки и соединенных стержнями кольцевых опор. Двигательная установка размещена внутри переходника и закреплена на одной из опор жестко, а на другой - с возможностью осевого перемещения, например, с помощью телескопически связанных элементов. Изобретение позволит разгрузить двигательную установку от действия поперечных сил и изгибающих моментов. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Ступень реактивного аппарата, содержащая двигательную установку, силовой переходник и узлы соединения с соседней ступенью, отличающаяся тем, что переходник выполнен в виде двух разнесенных по длине двигательной установки и соединенных стержнями кольцевых опор, а двигательная установка размещена внутри переходника и закреплена на одной из опор жестко, а на другой - с возможностью осевого перемещения, например, с помощью телескопически связанных элементов. 2. Ступень реактивного аппарата по п. 1, отличающаяся тем, что каждая опора выполнена из двух концентрических колец, скрепленных радиальными ребрами, а узлы соединения с соседней ступенью расположены в местах крепления стержней к опорам.