ПУСКОВОЕ УСТРОЙСТВО Российский патент 2003 года по МПК B64G5/00 B64G1/00 B64G1/40 F42B15/00 F41F3/04 

Изобретение относится к стационарным пусковым устройствам для космических ракет с продольным и поперечным разделением ступеней и скомпонованных по схеме "Пакет" с различными координатами по горизонтали опорных точек для их установки на пусковое устройство, размещенными в средней и нижней частях корпуса при постоянном расстоянии между опорными точками по высоте.

Известно пусковое устройство для ракет типа "Протон" [2, стр. 103, 104; 4, стр. 94] , содержащее откидные опоры, на которые устанавливают ракету. Откидные опоры удерживают ракету и позволяют проводить ее вертикализацию, при этом опоры защищены от воздействия продуктов сгорания компонентов топлива при пуске ракеты. В центре пусковой установки размещен механизм подвода и отвода коммуникаций, причем механизм подвода и отвода и сами коммуникации защищены от воздействия продуктов сгорания компонентов топлива. Наведение ракеты по азимуту осуществляют непосредственно на начальном активном участке траектории полета ракеты. Отвод откидных опор осуществляется автоматически в начальный момент подъема ракеты при ее пуске; также отводится и убирается механизм подвода и отвода коммуникаций.

Основным недостатком данного аналога является невозможность установки ракет с различными координатами точек в горизонтальной плоскости при одинаковом расстоянии между ними по высоте.

Известны также стационарные пусковые устройства для ракет Atlas [3, стр. 75, 78], Delta [3, стр. 86, 89], Titan [3, стр. 131], Europa 1 [3, стр. 139] . Все пусковые устройства для вышеуказанных ракет оснащены откидными опорными устройствами [3, стр. 89 и 147], на которые ставят ракеты и удерживают их до момента пуска; этими же устройствами осуществляют вертикализацию ракет. Отвод откидных устройств производится в начальный момент подъема ракеты. Также все перечисленные устройства оснащены стартовыми или кабельными мачтами.

Основным недостатком всех аналогов является невозможность обеспечить установку и запуск ракет с различными координатами точек их опирания в горизонтальной плоскости при постоянном расстоянии между ними по высоте.

Общим недостатком всех аналогов является то, что каждое из перечисленных пусковых устройств может обеспечить установку и запуск только одной определенной ракеты.

Анализ научно-технической литературы [1, 2, 3, 4] показал, что наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является пусковое стационарное устройство, имеющееся на космодромах "Байконур" и "Плесецк" [2, стр. 82, 130, 136; 4, стр. 82, 84]. На этих пусковых устройствах ракета удерживается в исходном положении путем образования верхнего и нижнего силовых поясов. Верхний силовой пояс представляет самозапирающуюся под весом ракеты конструкцию из секторов, закрепленных на опорных фермах и соединенных с несущими стрелами механизмами растяжки и направления. Опорные фермы и несущие стрелы шарнирно закреплены на основаниях, установленных на опорном поворотном кольце, служащем для азимутального наведения ракеты. Нижний силовой пояс образуют направляющие устройства, установленные на внутренней поверхности опорного поворотного кольца, с головками и захватами для удержания ракеты; с направляющими устройствами механически связаны нижние кабельные мачты для подвода к борту ракеты коммуникаций, снабженные ловителями кабельных разъемов. Верхняя кабельная мачта для подвода коммуникаций также закреплена шарнирно на основании, установленном на опорном поворотном кольце. После наведения ракеты по азимуту и ее вертикализации опорное поворотное кольцо закрепляется неподвижно.

При пуске ракеты на начальном участке ее движения происходит размыкание верхнего и нижнего силовых поясов и отвод несущих стрел и опорных ферм с секторами под воздействием противовесов, закрепленных на опорных фермах, и отвод под действием собственного веса направляющих устройств и нижних кабельных мачт. Верхняя кабельная мачта отводится воздействием своих противовесов заранее.

Это устройство выбрано нами в качестве прототипа заявляемого изобретения.

К достоинствам прототипа относится возможность установки и пуска ракет пакетного типа, требующих наведения по азимуту и вертикализации после их установки на пусковое устройство.

К недостаткам прототипа относится невозможность установки и пуска ракет пакетного типа различных модификаций, т. е. имеющих различные координаты опорных точек в горизонтальной плоскости в местах установки их в верхнем и нижнем силовых поясах при постоянном расстоянии между ними по высоте.

Задачей предлагаемого изобретения является обеспечение установки и пуска ракет, отличающихся расположением опорных точек в горизонтальной плоскости в середине и внизу ракеты при постоянном расстоянии между ними по высоте одним и тем же пусковым устройством.

Поставленная техническая задача решается тем, что в пусковом устройстве, содержащем опорное кольцо с основаниями, на которых шарнирно установлены верхняя кабельная мачта с головкой-ловителем и противовесами, несущие стрелы и опорные фермы с противовесами и секторами, соединенными с несущими стрелами, установленные на внутренней поверхности опорного кольца направляющие устройства с головками и захватами и нижние кабельные мачты с ловителями, согласно предлагаемому изобретению, обращенные к ракете поверхности установленных на опорных фермах секторов выставлены с обеспечением минимального зазора между указанными поверхностями и наибольшей из устанавливаемых ракет, несущие стрелы снабжены домкратами и выполнены изменяемыми по длине, захваты на головках направляющих устройств, головка-ловитель на верхней кабельной мачте и ловители на нижних кабельных мачтах установлены с возможностью перемещения в горизонтальной плоскости.

Авторам предлагаемого изобретения неизвестны аналогичные технические решения, в связи с чем, по мнению авторов, заявляемая совокупность признаков соответствует критерию изобретения "существенные отличия".

Сущность изобретения поясняется чертежами, фиг.1...12, на которых показано пусковое устройство:
фиг.1 - пусковое устройство;
фиг.2 - пусковое устройство с не увеличенной длиной несущей стрелы;
фиг.3 - пусковое устройство с увеличенной длиной несущей стрелы;
фиг.4, 5 - механизм удлинения несущей стрелы в крайних положениях;
фиг. 6, 7 - перемещаемый захват направляющего устройства в крайних положениях;
фиг. 8, 9 - перемещаемая головка-ловитель верхней кабельной мачты в крайних положениях;
фиг. 10, 11 - перемещаемые ловители нижних кабельных мачт в крайних положениях;
фиг.12 - схема обращенных к ракете поверхностей секторов.

Пусковая установка содержит опорное кольцо 1 с основаниями 2, на которых шарнирно установлены опорные фермы 3 с противовесами 4 и несущие стрелы 5 с опорами 6, закрепленные на опорных фермах 3 секторы 7, образующие при смыкании верхний силовой пояс, при этом обращенные к ракете поверхности секторов выставлены от оси пускового устройства на расстоянии L=R_max+Δ, где R_max - радиус наибольшей из устанавливаемых ракет, а Δ - необходимый минимальный зазор между ракетой и обращенными к ракете поверхностями секторов, определенный эмпирическим путем из опыта, накопленного в ходе эксплуатации стационарных пусковых устройств на космодромах "Байконур" и "Плесецк" и взятых за прототип, при этом были учтены деформации ракет от ветровых нагрузок, от воздействия солнечной радиации, от охлажденных компонентов топлива, а также допуски на изготовление ракеты, допуски на изготовление и монтаж самих пусковых устройств и допуски на точность установки ракет; на секторах размещены механизмы растяжки 8 и механизмы направления 9, соединенные с несущими стрелами 5; далее пусковая установка содержит основание 10 с шарнирно закрепленной верхней кабельной мачтой 11 с головкой-ловителем 12 и противовесами 13, шарнирно закрепленные на внутренней поверхности опорного кольца 1 направляющие устройства 14 с головками 15 и захватами 16, образующие нижний силовой пояс, и нижние кабельные мачты 17 с ловителями 18, при этом несущие стрелы 5 снабжены домкратами 19 и выполнены трансформируемыми по длине с помощью вставок 20, устанавливаемых между несущей стрелой 5 и опорой 6 и обеспечивающих жесткость стрелы и передачу нагрузок на основание 2, направляющие устройства 14 снабжены головками 15 с регулируемыми захватами 16, верхняя кабельная мачта 11 снабжена регулируемой головкой-ловителем 12, а нижние кабельные мачты 17 снабжены ловителями 18, перемещаемыми в горизонтальной плоскости. При этом опорные фермы 3, верхняя кабельная мачта 11, направляющие устройства 14 и нижние кабельные мачты 17 остаются в одном и том же постоянном положении.

Работа пускового устройства происходит следующим образом.

К ракете, установленной транспортно-установочным агрегатом в вертикальное положение в центре пускового устройства, подводят опорные фермы 3 с секторами 7, образующими при их смыкании верхний силовой пояс и несущие стрелы 5; после смыкания секторов 7 с помощью механизмов растяжки 8 и механизмов направления 9 оголовки несущих стрел 5 вводят в опорные карманы ракеты; затем к ракете подводят направляющие устройства 14 с головками 15 и захватами 16, которые образуют нижний силовой пояс. Далее к ракете подводят верхнюю кабельную мачту 11 с головкой-ловителем 12 и нижние кабельные мачты 17.

При пуске ракеты на начальном участке ее движения (подъема) происходит отвод опорных ферм 3 с секторами 7 и с несущими стрелами 5 под действием противовесов 4 (размыкание верхнего силового пояса) и отвод направляющих устройств 14 (размыкание нижнего силового пояса) и нижних кабельных мачт 17 под действием их веса. Отвод верхней кабельной мачты 11 под действием противовесов 13 осуществляется заранее.

При установке ракеты с отличными координатами опорных точек в горизонтальной плоскости, например, в сторону уменьшения диаметра ракеты, перед ее установкой изменяют длину несущих стрел 5 с помощью домкратов 19 и устанавливают вставки 20 между несущими стрелами 5 и их опорами 6; при этом изменяется пространственное положение несущих стрел 5 механизмами растяжки 8 и механизмами направления 9, связанными с секторами 7 верхнего силового пояса. Также перемещают в другое положение головку-ловитель 12 верхней кабельной мачты 11, захваты 16 на головках 15 направляющих устройств 14 и ловители 18 нижних кабельных мачт 17. При этом опорные фермы 3, верхняя кабельная мачта 11, направляющие устройства 14 и нижние кабельные мачты 17 остаются в одном и том же рабочем положении.

Таким образом предлагаемая конструкция пускового устройства обеспечивает установку ракет пакетного типа с продольным разделением ступеней, отличающихся расположением опорных точек в горизонтальной плоскости в середине и внизу ракеты при постоянном расстоянии между ними по высоте.

Данное изобретение предполагается использовать при дооборудовании существующих стартовых комплексов для ракет типа Р-7 (11А511У, 8К78М, 14А14), также для пусков ракет типа "Ямал", "Аврора".

Источники информации
1. Маленькая энциклопедия "Космонавтика", Москва, 1968 г., стр. 206, 207, 210.

2. Н.М. Корнеев, В.Н. Неустроев Генеральный конструктор академик Владимир Павлович Бармин. Основные этапы жизни и деятельности. Москва, 1999 г., стр. 82, 84, 85, 103, 104, 105.

3. Peter Stache Raumfart trägerraketen Transpress VEB Verlog für Verkehrswesen. Berlin, 1973 г., стр. 75, 76, 78, 89, 131, 139, 147.

4. На земле и в космосе ФГУП КБОМ им. Бармина, Москва, 2001 г., стр. 82, 84, 94.

Изобретение относится к стационарным пусковым устройствам для космических ракет с различными координатами точек их установки в средней и нижней частях корпуса в горизонтальной плоскости при постоянном расстоянии между ними по высоте. Пусковое устройство содержит опорное кольцо 1 с основаниями 2, на которых шарнирно установлены опорные фермы 3 с противовесами 4 и несущие стрелы 5 с опорами 6, закрепленные на опорных фермах 3 секторы 7, образующие при их смыкании верхний силовой пояс, при этом обращенные к ракете поверхности секторов 7 находятся на расстоянии от наибольшей устанавливаемой ракеты, обеспечивающем минимальный зазор между ними, установленные на секторах 7 механизмы растяжки 8 и механизмы направления 9, соединенные с несущими стрелами 5, основание 10 с шарнирно установленной верхней кабельной мачтой 11 с головкой-ловителем 12 и противовесами 13, шарнирно закрепленные на внутренней поверхности опорного кольца 1 направляющие устройства 14 с головками 15 и захватами 16, образующими при подведении к ракете нижний силовой пояс, и шарнирно закрепленные нижние кабельные мачты 17 с ловителями 18. Согласно изобретению несущие стрелы 5 снабжены домкратами 19 и выполнены изменяемыми по длине, например, посредством вставок 20 между несущей стрелой 5 и ее опорой 6. Направляющие устройства 14 с головками 15 снабжены регулируемыми захватами 16. Верхняя кабельная мачта 11 снабжена регулируемой головкой-ловителем 12, а нижние кабельные мачты 17 снабжены перемещаемыми ловителями 18, при этом сохраняется постоянное рабочее положение опорных ферм 3 с секторами 7, верхней кабельной мачты 11, направляющих устройств 14 и нижних кабельных мачт 17. Технический результат - обеспечение улучшения установки и пуска с одного и того же устройства ракет, отличающихся друг от друга координатами опорных точек в местах их закрепления. 12 ил.

Пусковое устройство, содержащее опорное кольцо с основаниями, на которых шарнирно установлены верхняя кабельная мачта с головкой-ловителем и противовесами, несущие стрелы и опорные фермы с противовесами и секторами, соединенные механизмами растяжки, и направления с несущими стрелами, шарнирно установленные на внутренней поверхности опорного кольца направляющие устройства с головками и захватами и нижние кабельные мачты, отличающееся тем, что обращенные к ракете поверхности установленных на опорных фермах секторов выставлены с минимально необходимым зазором между указанными поверхностями и наибольшей из устанавливаемых ракет, несущие стрелы снабжены домкратами и выполнены изменяемыми по длине, захваты на головках направляющих устройств, головка-ловитель на верхней кабельной мачте и ловители на нижних кабельных мачтах установлены с возможностью перемещения в горизонтальной плоскости.