СПОСОБ СНИЖЕНИЯ АКУСТИЧЕСКОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ НА РАКЕТУ-НОСИТЕЛЬ ПРИ СТАРТЕ Российский патент 2008 года по МПК F02K1/34 A62C2/08 B64G5/00 

Изобретение относится к ракетно-космической технике, именно к технологии снижения акустического воздействия на ракету-носитель и на ее полезный груз при старте.

Известны системы охлаждения газовой струи двигателя ракеты-носителя, использующие способ подачи воды непосредственно в газовую струю, начиная с момента запуска двигателя и при отрыве ракеты-носителя от стартового сооружения, которые позволяют снизить газодинамические, тепловые и акустические нагрузки на хвостовую часть ракеты-носителя (см. "Технологические объекты наземной инфраструктуры ракетно-космической техники", инженерное пособие, общая ред.: д.т.н., профессор И.В.Бармин, Москва, 2005 г.).

Известны технологии снижения акустического воздействия сверхзвуковых горячих струй при стендовых испытаниях летательных аппаратов с помощью подачи воды в виде мелких струек параллельно оси газовой струи и радиального впрыска воды в газовую струю (см. Антонов А.И. и др. "Пульсация давления при струйных и отрывных течениях". М., Машиностроение, 1990 г.).

К причинам, препятствующим достижению требуемого технического результата при использовании известного способа, относится то, что в известных способах подачи воды обеспечивается снижение уровня акустического давления на величину, не более 3-5 дБ, а известный способ снижения акустического воздействия за счет установки цилиндрического кожуха вокруг участка газовой струи, в который впрыскивается вода, использовать при старте ракеты-носителя не представляется возможным.

Сущность изобретения заключается в следующем.

Технический результат, на достижение которого направлено изобретение, заключается в обеспечении возможности снижения акустического воздействия на ракету-носитель и ее полезный груз за счет уменьшения акустического излучения газовой струи ракетного двигателя на стартовом участке траектории ракеты-носителя при пуске в начале ее движения после выхода сопла ракетного двигателя из проема стартового сооружения.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известном способе снижения акустического воздействия на ракету-носитель при старте посредством подачи воды, вокруг газовой струи ракетного двигателя создают полую водяную завесу, осуществляя упомянутую подачу воды после выхода сопла ракетного двигателя из проема стартового сооружения.

Кроме того, в предложенном способе подачу воды вокруг газовой струи ракетного двигателя осуществляют вдоль ракеты-носителя.

Кроме этого, завесу создают параллельно газовой струе ракетного двигателя.

Кроме того, создают сплошную завесу замкнутой формы.

Кроме этого, создают завесу кольцевой формы.

Кроме того, подачу воды осуществляют в виде совокупности плоских водяных пленок.

Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения, позволил установить, что заявителем не обнаружен аналог, характеризующийся признаками, идентичными всем существенным признакам заявленного изобретения, а определение из перечня выявленных аналогов прототипа, как наиболее близкого по совокупности признаков аналога, позволил выявить совокупность существенных по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату отличительных признаков в заявленном объекте, изложенных в формуле изобретения.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует требованию "новизна" по действующему законодательству.

Для проверки соответствия заявленного изобретения требованию изобретательского уровня заявитель провел дополнительный поиск известных решений с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от прототипа признаками заявленного изобретения, результаты которого показывают, что заявленное изобретение не следует для специалиста явным образом из известного уровня техники, поскольку из уровня техники, определенного заявителем, не выявлено влияние предусматриваемых существенными признаками заявленного изобретения преобразований на достижение технического результата, в частности, в заявленном изобретении не предусматриваются следующие преобразования:

- дополнение известного средства какой-либо известной частью, присоединяемой к нему по известным правилам, для достижения технического результата, в отношении которого установлено влияние именно таких дополнений;

- замена какой-либо части известного средства другой известной частью для достижения технического результата, в отношении которого установлено влияние именно такой замены;

- исключение какой-либо части средства с одновременным исключением обусловленной ее наличием функции и достижением при этом обычного для такого исключения результата;

- увеличение количества однотипных элементов для усиления технического результата, обусловленного наличием в средстве именно таких элементов;

- выполнение известного средства или его части из известного материала для достижения технического результата, обусловленного известными свойствами материала;

- создание средства, состоящего из известных частей, выбор которых и связь между ними осуществлены на основании известных правил, и достигаемый при этом технический результат обусловлен только известными свойствами частей этого объекта и связей между ними.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует требованию "изобретательский уровень" по действующему законодательству.

На чертежах представлена схема осуществления заявленного способа, где на фиг.1 показано взаимодействие ракеты-носителя и водяной завесы на стартовом участке траектории, а на фиг.2 - сечение по А-А на фиг 1 по водяной завесе.

Способ осуществляется следующим образом.

Во время старта ракеты-носителя 1 после выхода сопла ракетного двигателя 2 из проема 3 стартового сооружения 4 вода по трубопроводам 5 подается под давлением в водовод 6, который создает вокруг газовой струи 7 ракетного двигателя 2 и вдоль ракеты-носителя 1 сплошную полую водяную завесу 8 замкнутой формы, которая представляет собой совокупность плоских водяных пленок 9.

За счет взаимодействия газовой струи 7 ракетного двигателя 2 с водяной завесой 8 происходит снижение ее акустического излучения и, следовательно, снижение акустического воздействия на ракету-носитель 1 и ее полезный груз.

Для подтверждения эффективности предложенной технологии снижения акустического воздействия на ракету-носитель проведены испытания с использованием физической модели РКН с ракетным двигателем в масштабе 1:5 и водовода, создающего вокруг ракеты-носителя параллельно газовой струе ракетного двигателя сплошную полую водяную завесу замкнутой формы.

Испытания показали эффективность предложенной технологии снижения акустических нагрузок: достигнут результат снижения суммарного уровня акустического давления на 8-10 дБ (т.е. в 2,5-3 раза) при уменьшении уровней низко- и среднечастотных составляющих акустического давления на 18-22 дБ (в 8-12,5 раз).

Таким образом, вышеизложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленного изобретения следующей совокупности условий:

- средство, воплощающее заявленное изобретение при его осуществлении, предназначено для использования в промышленности, например, в некоторых областях машиностроения, именно - в ракетно-космической технике, где использование данного технического решения наиболее целесообразно;

- для заявленного изобретения в том виде, как оно охарактеризовано в независимом и зависимых пунктах нижеизложенной формулы изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью вышеописанных в заявке или известных до даты приоритета средств и методов;

- средство, воплощающие заявленное изобретение при его осуществлении, способно обеспечить достижение усматриваемого заявителем технического результата.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует требованию "промышленная применимость" по действующему законодательству.

Изобретение относится к способам защиты ракеты-носителя и ее полезного груза главным образом от акустического воздействия газовой струи ракетного двигателя при старте. Предлагаемый способ заключается в создании вокруг газовой струи ракетного двигателя полой водяной завесы путем подачи воды после выхода сопла ракетного двигателя из проема стартового сооружения. Подачу воды могут производить вдоль ракеты-носителя параллельно газовой струе ракетного двигателя. Завеса может иметь замкнутую, например кольцевую, форму. Подачу воды осуществляют, предпочтительно, в виде совокупности плоских водяных пленок. Технический результат изобретения состоит в снижении акустического воздействия на ракету-носитель и ее полезный груз вследствие уменьшения акустического излучения газовой струи ракетного двигателя, а также в уменьшении газодинамических и тепловых нагрузок на систему. 5 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Способ снижения акустического воздействия на ракету-носитель при старте посредством подачи воды, заключающийся в том, что вокруг газовой струи ракетного двигателя создают полую водяную завесу, осуществляя упомянутую подачу воды после выхода сопла ракетного двигателя из проема стартового сооружения.2. Способ по п.1, в котором подачу воды вокруг газовой струи ракетного двигателя осуществляют вдоль ракеты-носителя.3. Способ по любому из пп.1 и 2, в котором завесу создают параллельно газовой струе ракетного двигателя.4. Способ по любому из пп.1 и 2, в котором создают сплошную завесу замкнутой формы.5. Способ по п.4, в котором создают завесу кольцевой формы.6. Способ по любому из пп.1, 2, 5, в котором подачу воды осуществляют в виде совокупности плоских водяных пленок.