ПУСКОВАЯ УСТАНОВКА Российский патент 2004 года по МПК B64G5/00 

Изобретение относится к устройствам для установки и закрепления ракеты - носителя (РН) в вертикальном положении на пусковом столе или платформе и их пуска.

Известны пусковые устройства, содержащие пусковой стол с закрепленными на нем откидными опорно-захватными устройствами, на которые опираются и которыми удерживаются РН на пусковом столе, за специально предназначенные для этого элементы РН, расположенные в ее нижней части. Пуск РН осуществляется с этих опорно-захватных устройств после запуска основных двигательных установок (ОДУ) и раскрытия захватов, удерживающих РН на пусковом столе [1, с.309, 311, 383 и 384].

К достоинствам этих устройств относятся следующие.

1. Сравнительно малые габаритные размеры.

2. Возможность удержания РН на пусковом столе до полного набора тяги ОДУ, что повышает надежность запуска РН.

Однако эти устройства имеют и существенные недостатки, к которым относятся следующие.

1. Сложность и высокая стоимость опорно-захватных устройств.

2. Повышенные требования к синхронности открытия захватов опорно-захватных устройств и надежности их срабатывания после выхода ОДУ на заданный режим тяги.

3. Необходимость отвода опорно-захватных устройств из зоны их возможного столкновения с элементами РН или ОДУ, которые всегда расположены ниже силовых опорных элементов РН и находятся от них в непосредственной близости, что значительно повышает требования к скорости их отвода.

4. Необходимость защиты опорно-захватных устройств и механизмов, управляющих ими, от газодинамического воздействия ОДУ.

5. Необходимость надежного срабатывания защитных устройств после отвода опорно-захватных устройств за время, исключающее возможность их соударения с элементами стартующей РН.

Известно пусковое устройство, содержащее пусковой стол с закрепленными на нем жесткими опорами с ветровыми захватами, на которых РН в незаправленном виде удерживается ветровыми захватами, а после ее заправки компонентами топлива устойчивость РН, при действии ветра, обеспечивается восстанавливающим моментом от веса РН. При этом ветровые захваты раскрываются и отводятся в места, защищенные от газодинамического воздействия ОДУ перед запуском ОДУ [1, с.309, 311, 383 и 384].

К достоинствам этого пускового устройства относятся следующие.

1. Надежное и контролируемое до запуска ОДУ открытие ветровых захватов, удерживающих РН на пусковом столе.

2. Надежная защита ветровых захватов и их механизмов от газодинамического воздействия ОДУ.

Однако эти устройства имеют и существенные недостатки, к которым относятся следующие.

1. Необходимость увеличения жесткости, а следовательно, и веса силового опорного кольца РН из-за погрешностей при установке РН на жесткие опоры или значительного усложнения конструкции жестких опор, которая должна обеспечивать необходимую податливость жестких опор при установке на них РН.

2. Возможность ударных воздействий РН о жесткие опоры в момент уравнивания суммарной тяги ОДУ с массой стартующей РН.

Дальнейший анализ патентов и технической литературы [1,2] показал, что наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является устройство [1, с.309, 311, 383 и 384], содержащее опорное кольцо, на котором установлены четыре основания, с шарнирно закрепленными на них опорными фермами с упорами, противовесами и секторами, снабженными упорными элементами, четыре шарнирно закрепленных на основаниях несущих стрелы с оголовками, взаимодействующими с опорными элементами РН и шарнирно связанными с секторами опорных ферм, а также гидроприводы, взаимодействующие с упорами опорных ферм, и четыре направляющих устройства, шарнирно закрепленных на опорном кольце и взаимодействующих с хвостовой частью РН.

Это устройство выбрано нами в качестве прототипа.

К достоинствам этого устройства относятся следующие.

1. Возможность подвеса РН за средний силовой пояс, что обусловлено пакетной схемой конструкции РН.

2. Удаление опорных элементов из-под торца РН, что позволяет увеличить время их отвода на безопасное удаление от зоны возможного соударения с элементами стартующей РН и от зоны интенсивного газодинамического воздействия струй ОДУ на оголовки несущих стрел.

3. Отсутствие запирающих и удерживающих РН на пусковом столе элементов при старте РН.

4. Отвод опорных элементов пусковой установки на безопасное расстояние от стартующей РН под действием абсолютно надежных и постоянно действующих сил гравитации.

Недостатком прототипа является недостаточная надежность его работы при установке РН на пусковое устройство из-за возможного нештатного нарушения синхронности сведения опорных ферм и шарнирно связанных с ними несущих стрел, а также остаточная погрешность в синхронности сведения опорных ферм, которая является управляющим сигналом системы, следящей за синхронным выдвижения штоков силовых цилиндров гидропривода, осуществляющих поворот опорных ферм. Большие габаритные размеры опорных ферм, соизмеримые с высотой РН, и их масса предъявляют высокие требования к гидроприводу и допустимой погрешности их сведения, что значительно усложняет конструкцию устройства и повышает ее стоимость.

Задачей предлагаемого изобретения является упрощение устройства, повышение его надежности и уменьшение его стоимости.

Поставленная техническая задача решается тем, что устройство, содержащее опорное кольцо, на котором установлены четыре основания, с шарнирно закрепленными на них опорными фермами с упорами, противовесами и секторами, снабженными упорными элементами, и четырьмя шарнирно закрепленными на основаниях несущими стрелами с оголовками, взаимодействующими с опорными элементами ракеты-носителя и шарнирно связанными с секторами опорных ферм, а также гидроприводы и четыре направляющих устройства, взаимодействующих с хвостовой частью ракеты-носителя, снабжено установленными на основаниях стойками с шарнирно закрепленными в них Г-образными неравноплечими рычагами, гидроцилиндрами, и регулируемыми упорами, а также гидроаккумуляторами и гидрозамками, соединенными трубопроводами с гидравлическими полостями гидроцилиндров, штоки которых шарнирно соединены с большими плечами Г-образных рычагов, взаимодействующих с регулируемыми упорами, при этом концы меньших плеч рычагов взаимодействуют с упорами опорных ферм.

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

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 дан общий вид предлагаемого пускового устройства; на фиг.2 - вид сверху на это пусковое устройство; на фиг. 3 схематично показано одно из характерных сечений пускового устройства.

Пусковое устройство содержит опорное кольцо 1 и четыре закрепленных на нем основания 2, на которых шарнирно закреплены опорные фермы 3 с упорами 4 и 5, противовесами 6 и секторами 7, по краям которых закреплены упорные элементы 8. Кроме того, на основаниях 2 шарнирно закреплены несущие стрелы 9 с оголовками 10, которые шарнирно соединены с секторами 7 опорных ферм 3. При сомкнутых секторах опорных ферм упорные элементы 8 соседних секторов опорных ферм 3 упираются друг в друга и образуют верхнее силовое опорное кольцо, на оголовки 10 несущих стрел 9 которого устанавливается и на которых удерживается РН, при этом направляющие устройства 11, взаимодействующие с хвостовой частью РН, образуют нижний силовой пояс, удерживающий ее в вертикальном положении, а движущий момент для отвода опорных ферм 3 с несущими стрелами 9 при пуске РН создается противовесами 6. Силовые цилиндры гидропривода 12, штоки которых взаимодействуют с упорами 4 опорных ферм 3, закреплены в основаниях 2 и предназначены для привода опорных ферм 3 как в рабочее (сведенное), так и исходное (разведенное) положения. При этом перед пуском РН штоки силовых цилиндров гидропривода 12 находятся в исходном (отведенном) от упоров 4 положении. Стойки 13 с шарнирно закрепленными в них Г-образными неравноплечими рычагами 14 с упорами 15 и гидроцилиндрами 16, штоки которых шарнирно закреплены на больших плечах Г-образных рычагов 14, а также регулируемые упоры 17 и 18, охватываемые рамкой 19, шарнирно закрепленной на больших плечах Г-образных рычагов 14, закреплены на основаниях 2 так, что упоры 17 совместно с упорами 15 Г-образных рычагов 14, взаимодействующие с упорами 5 опорных ферм 3, ограничивают перемещение этих ферм с несущими стрелами 10 в направлении к РН до величины, исключающей ее повреждение, а упоры 18, в которые в исходном положении упирается рамка 19, определяют положение остановки опорных ферм 3, при котором оставшиеся величины их ходов до полного смыкания верхнего силового пояса уравнены, а упорные элементы 8 соседних секторов находятся в зоне их взаимного влияния, при этом регулируемые упоры 17 и 18 в этих положениях зафиксированы, соответственно, контргайками 20 и 21. Гидроаккумуляторы 22 и гидрозамки 23 закреплены на основаниях 2 и соединены трубопроводами 24 с гидравлическими полостями 25 гидроцилиндров 16.

При работе устройства штоки силовых цилиндров гидропривода 12, воздействуя на упоры 4 опорных ферм 3, поворачивают их и шарнирно связанные с ними несущие стрелы 9 до упирания упоров 5 опорных ферм 3 в упоры 15 на малых плечах Г-образных рычагов 14, после чего движение опорных ферм с несущими стрелами прекращается, так как штоки гидроцилиндров 16, шарнирно связанные с длинными плечами Г-образных рычагов 14, не могут выдвигаться из-за того, что гидравлические полости 25 гидроцилиндров 16, связанные трубопроводами 24 с гидроаккумуляторами 22, заперты гидрозамками 23. При этом точная настройка положения опорных ферм при остановке осуществляется смещением регулируемого упора 18, выполненного, например, в виде винта, застопоренного контргайкой 21. Регулируемый упор 17, застопоренный контргайкой 20, ограничивает перемещение каждой из опорных фермы до безопасной для РН величины. После подхода всех опорных ферм к упорам 15 на рычагах 14 гидрозамки 23 одновременно открывают, и опорные фермы 3 с секторами 7 под действием силовых цилиндров гидропривода 12 смыкаются, образуя вокруг РН замкнутый силовой пояс. После передачи веса РН на оголовки 10 несущих стрел 9 и соединения направляющих устройств 11 с хвостовой частью РН она удерживается на пусковом устройстве, после чего штоки силовых цилиндров гидропривода 12 отводятся в исходное положение, чем обеспечивается возможность отвода опорных ферм 3 с несущими стрелами 9 под действием грузов 6. При пуске, после начала подъема РН, оголовки 10 несущих стрел 9 под действием грузов 6 выходят из зацепления с РН, а опорные фермы 3 с несущими стрелами 9 отводятся из зоны их возможного соударения с поднимающейся РН на безопасное расстояние. При этом уровень газодинамического воздействия ОДУ на оголовки 10 несущих стрел 9 в этой зоне значительно ниже, чем в непосредственной близости от ОДУ, и является для них допустимым. После пуска РН или отвода опорных ферм в исходное положение возврат Г-образных рычагов 14 в исходное положение осуществляется после открытия гидрозамков 23 за счет энергии гидроаккумуляторов 22.

Таким образом, из приведенных обоснований существенных признаков заявляемого изобретения следует, что предлагаемая совокупность признаков, изложенных в формуле изобретения, позволяет получить существенный положительный эффект, а именно: обеспечить безопасность подвода опорных ферм с несущими стрелами к РН при ее установке на пусковое устройство, исключить необходимость в синхронности их подвода к заранее отрегулированным упорам и полностью исключить остаточную погрешность при окончательном сведении опорных ферм. Одновременно с этим устройство позволяет значительно упростить гидропривод и снизить стоимость пускового устройства.

ИСТОЧНИКИ ПАТЕНТНОЙ И ТЕХНИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ
1. КОСМОНАВТИКА: Энциклопедия. М.: Советская энциклопедия, 1985.

2. Вольский А.П. Космодром. М.: Воениздат, 1977.

Изобретение относится к наземным стартовым сооружениям ракет-носителей, устанавливаемых в вертикальном положении при пуске. Предлагаемая установка содержит опорное кольцо, на котором установлены четыре основания с шарнирно закрепленными на них опорными фермами. Фермы имеют упоры, противовесы и сектора, причем сектора снабжены упорными элементами. На основаниях шарнирно закреплены несущие стрелы с оголовками, вводимыми в ответные опорные элементы ракеты-носителя. Предусмотрены гидроприводы, взаимодействующие с опорными фермами, и другие вспомогательные устройства. При этом установка снабжена установленными на основаниях стойками с шарнирно закрепленными в них Г-образными неравноплечими рычагами. Эти рычаги снабжены гидроцилиндрами и регулируемыми упорами, а также гидроаккумуляторами и гидрозамками, соединенными трубопроводами с гидравлическими полостями гидроцилиндров. Штоки гидроцилиндров шарнирно соединены с большими плечами Г-образных рычагов, взаимодействующих с указанными регулируемыми упорами. Концы меньших плеч рычагов взаимодействуют с упорами опорных ферм. Введение стоек с управляемыми Г-образными рычагами обеспечивает безопасный и синхронный подвод опорных ферм с несущими стрелами к ракете-носителю. При этом исключается остаточная погрешность при окончательном сведении опорных ферм. Изобретение направлено на упрощение средств реализации рабочих функций установки, на повышение ее надежности и снижение стоимости. 3 ил.

Пусковая установка, содержащая опорное кольцо, на котором установлены четыре основания с шарнирно закрепленными на них опорными фермами с упорами, противовесами и секторами, причем сектора снабжены упорными элементами, и четырьмя шарнирно закрепленными на основаниях несущими стрелами с оголовками, взаимодействующими с опорными элементами ракеты и шарнирно связанными с секторами опорных ферм, а также гидроприводы, взаимодействующие с опорными фермами, и четыре направляющих устройства, отличающаяся тем, что она снабжена установленными на основаниях стойками с шарнирно закрепленными в них Г-образными неравноплечими рычагами, гидроцилиндрами и регулируемыми упорами, а также гидроаккумуляторами и гидрозамками, соединенными трубопроводами с гидравлическими полостями гидроцилиндров, штоки которых шарнирно соединены с большими плечами Г-образных рычагов, взаимодействующих с указанными регулируемыми упорами, при этом концы меньших плеч рычагов взаимодействуют с упорами опорных ферм.