РАКЕТНЫЙ РАЗГОННЫЙ БЛОК (ВАРИАНТЫ) Российский патент 2005 года по МПК B64G1/00 B64G1/16 B64G1/40 

Изобретение относится к ракетно-космической технике, а именно конструкции ракетных разгонных блоков, входящих в состав ракет космического назначения, предназначенных для выведения с опорной орбиты на рабочие энергетические орбиты различных космических объектов-полезных грузов.

Известны ракетные блоки по патентам RU 2153447, В 64 G 1/40, 1/00, 1/16 и RU 2165379, B 64 G 1/00, 1/16, 1/40, содержащие маршевый двигатель, межбаковый отсек, ферму сопряжения блока с ракетой-носителем, бак окислителя, бак горючего, блок подачи окислителя, закрепленный на нижнем днище бака окислителя в его полюсной точке, ферму сопряжения блока с полезной нагрузкой.

За прототип предложенного блока принят блок по патенту RU 2165379, B 64 G 1/00, 1/16, 1/40.

Недостатком аналога и прототипа является то, что в нижней точке бака окислителя на фланце нижнего его днища закреплен блок подачи окислителя, который занимает значительную часть осевого пространства межбакового отсека, что приводит к необходимости увеличению длины межбакового пространства на величину, равную длине блока подачи окислителя, увеличивая общий габарит блока по длине и утяжеляя конструкцию блока.

Задачей предложенного ракетного блока является улучшение массовых характеристик блока за счет сокращения его габарита по длине.

Задача решается за счет того, что по первому варианту в ракетном разгонном блоке, содержащем маршевый двигатель, бак окислителя с блоком подачи окислителя, бак горючего, межбаковый отсек, ферму сопряжения блока с ракетой-носителем, ферму сопряжения блока с полезной нагрузкой, блок подачи окислителя закреплен в нижней точке выпуклой части нижнего днища бака окислителя. Эта выпуклая часть днища смещена в поперечном направлении относительно продольной оси блока, при этом образуется дополнительное пространство в межбаковом отсеке, которое используется для смещения маршевого двигателя вместе с баком горючего в сторону бака окислителя, в результате чего уменьшаются длины межбакового отсека и фермы сопряжения блока с ракетой-носителем, сокращается общая длина блока и его масса.

Задача решается за счет того, что по второму варианту в ракетном разгонном блоке, содержащем маршевый двигатель, бак окислителя с блоком подачи окислителя, бак горючего, межбаковый отсек, ферму сопряжения блока с ракетой-носителем, ферму сопряжения блока с полезной нагрузкой, блок подачи окислителя закреплен на части нижнего днища бака окислителя, которая вогнута внутрь бака окислителя. Полный забор окислителя из бака обеспечивается с помощью каналов заборного устройства, связывающих нижнюю зону бака окислителя с входом в блок подачи окислителя. Таким образом, образуется дополнительное пространство в межбаковом отсеке, которое используется для смещения маршевого двигателя вместе с баком горючего в сторону бака окислителя, в результате чего уменьшаются длины межбакового отсека и фермы сопряжения блока с ракетой-носителем, сокращается общая длина блока и его масса.

На фиг.1 и 2 изображены два варианта конструкций ракетного разгонного блока, где:

1 - бак окислителя;

2 - бак горючего;

3 - маршевый двигатель;

4 - межбаковый отсек;

5 - блок подачи окислителя;

6 - выпуклая часть нижнего днища бака окислителя;

7 - ферма сопряжения блока с полезной нагрузкой;

8 - каналы заборного устройства;

9 - вогнутая часть нижнего днища бака окислителя;

10 - ферма сопряжения с ракетой-носителем.

В первом варианте в ракетном разгонном блоке, содержащем маршевый двигатель 3, бак окислителя 1, бак горючего 2, межбаковый отсек 4, ферму сопряжения блока с ракетой-носителем 10, ферму сопряжения блока с полезной нагрузкой 7, блок подачи окислителя 5 смещен в поперечном направлении блока и закреплен в нижней точке выпуклой части нижнего днища бака окислителя 6.

Таким образом, в межбаковом отсеке 4 в осевом направлении блока образуется дополнительное пространство, которое используется для смещения маршевого двигателя 3 вместе с баком горючего 2 в сторону бака окислителя 1, в результате чего уменьшаются длины межбакового отсека 4 и фермы сопряжения блока с ракетой-носителем 10, сокращается общая длина блока и его масса.

Во втором варианте в ракетном разгонном блоке, содержащем маршевый двигатель 3, бак окислителя 1 с блоком подачи окислителя 5, бак горючего 2, межбаковый отсек 4, ферму сопряжения блока с ракетой-носителем 10, ферму сопряжения блока с полезной нагрузкой 7, блок подачи окислителя 5 закреплен на вогнутой части нижнего днища бака окислителя 9. Полный забор окислителя из бака обеспечивается с помощью каналов заборного устройства 8, введенных в вогнутую часть нижнего днища бака окислителя 9 и связывающих нижнюю зону бака окислителя 1 с входом в блок подачи окислителя 5. При этом образуется дополнительное пространство в межбаковом отсеке 4, которое используется для смещения маршевого двигателя 3 вместе с баком горючего 2 в сторону бака окислителя 1, в результате чего уменьшаются длины межбакового отсека 4 и фермы сопряжения блока с ракетой-носителем 10, сокращается общая длина блока и его масса.

Предложенный ракетный разгонный блок функционирует следующим образом.

Внешние инерционные нагрузки, возникающие при эксплуатации блока как в полете, так и при транспортировании, воспринимаются силовой схемой, включающей ферму сопряжения с ракетой-носителем 10, бак горючего 2, межбаковый отсек 4 и ферму сопряжения с полезной нагрузкой 7.

Радиальные усилия от бака окислителя 1 и маршевого двигателя 3 воспринимаются верхним шпангоутом межбакового отсека 4.

Забор окислителя из бака 1 в первом варианте ведется с помощью блока подачи окислителя 5, размещенного в нижней точке выпуклой части нижнего днища бака окислителя 6.

Во втором варианте забор окислителя из нижней зоны бака 1 осуществляется с помощью каналов заборного устройства 8, которые соединяют эту зону с входом в блок подачи окислителя 5.

Выбор формы и размеров выпуклой части нижнего днища бака окислителя 6 в первом варианте определяется из условий минимальных остатков незабора компонента в баке 1, а выбор радиуса вогнутости вогнутой части нижнего днища бака окислителя 9 во втором варианте определяется из условия получения максимального свободного пространства в межбаковом отсеке 4.

Увеличение массы блока на ~0,1% за счет введения выпуклой части нижнего днища бака окислителя 6 по первому варианту и вогнутой части нижнего днища бака окислителя 9 по второму варианту компенсируется уменьшением массы блока на ~2,5% за счет сокращения длины межбакового отсека 4 и длины фермы сопряжения с ракетой-носителем 10.

Уменьшение объема бака окислителя 1 во втором варианте на ~0,3% укладывается в допуск общего объема бака окислителя 1 и не приводит к изменению объема бака горючего 2.

Изобретение относится к ракетно-космической технике, а именно конструкции ракетных разгонных блоков, входящих в состав ракет космического назначения. В первом варианте блок подачи окислителя смещен в поперечном направлении блока и закреплен в нижней точке выпуклой части нижнего днища бака окислителя. Таким образом, в межбаковом отсеке в осевом направлении блока образуется дополнительное пространство, которое используется для смещения маршевого двигателя вместе с баком горючего в сторону бака окислителя. Во втором варианте блок подачи окислителя закреплен на вогнутой части нижнего днища бака окислителя. Полный забор окислителя из бака обеспечивается с помощью каналов заборного устройства, введенных в вогнутую часть нижнего днища бака окислителя и связывающих нижнюю зону бака окислителя с входом в блок подачи окислителя. Технический результат - в улучшении массовых характеристик блока за счет сокращения его габаритов по длине. 2 ил.

1. Ракетный разгонный блок, содержащий маршевый двигатель, баки окислителя и горючего, межбаковый отсек, ферму сопряжения блока с полезной нагрузкой, ферму сопряжения блока с ракетой-носителем, блок подачи окислителя, отличающийся тем, что в нижнем днище бака окислителя выполнена выпуклая часть, смещенная в поперечном направлении от продольной оси блока, в нижней точке которой закреплен блок подачи окислителя.2. Ракетный разгонный блок, содержащий маршевый двигатель, баки окислителя и горючего, межбаковый отсек, ферму сопряжения с полезной нагрузкой, ферму сопряжения блока с ракетой-носителем, блок подачи окислителя, отличающийся тем, что в нижнем днище бака окислителя выполнена вогнутая часть, на которой закреплен блок подачи окислителя, и в состав которой введены каналы заборного устройства, связывающие нижнюю зону бака окислителя с входом блока подачи окислителя.