ОТДЕЛЯЕМЫЙ ГОЛОВНОЙ ОБТЕКАТЕЛЬ РАКЕТЫ-НОСИТЕЛЯ Российский патент 2011 года по МПК B64G1/22 B64G1/64 

Изобретение относится к ракетно-космической технике и предназначено для защиты полезных грузов во время их совместной эксплуатации с ракетой-носителем, при подготовке к запуску и выведении на околоземные орбиты.

В настоящее время стоит задача создания на базе существующих ракет-носителей с ограниченными энергетическими возможностями новых ракет космического назначения, позволяющих выводить на околоземную орбиту полезные нагрузки повышенных габаритов, с сохранением основной наземной инфраструктуры, наработанной надежности ступеней ракет-носителей и не требующих при этом значительных финансовых затрат на их модернизацию.

Известен головной обтекатель ракеты-носителя, имеющий верхнюю коническую (биконическую) со сферическим наконечником и нижнюю цилиндрическую части, две створки изготовленные, например, из композиционного материала - углесотопласта (см. патент РФ №2355583), с продольными стыками их и с поперечным стыком с ракетой-носителем (переходным отсеком), силовые связи по продольно-поперечным стыкам, например пироэлементы или механические замки, шпильки, установленные на стрингерах продольного стыка и на полушпангоутах поперечного стыка головного обтекателя с ракетой-носителем и соединенные системой тяг с приводом для раскрытия механических замков, узлы разворота створок относительно ракеты-носителя, толкатели, выполненные, например, с хвостовиками, имеющими сферическую законцовку (см. патент (19) RU (11) 2231486 (13) С2 от 27.06.2004 г.), для разворота и отделения створок (см. К.С.Колесников, В.В.Кокушкин и др. «Расчет и проектирование систем разделения ступеней ракет». Москва. Издательство МГТУ им. Н.Е.Баумана. 2006 г., стр.21÷25, рис.1.8, 6.3.) - прототип.

По команде системы управления ракеты-носителя срабатывают пироэлементы или приводы, раскрываются механические замки продольных стыков и нарушается жесткая связь между створками, раскрываются механические замки поперечного стыка и нарушается жесткая связь створок с ракетой-носителем.

Под действием усилия толкателей створки поворачиваются на определенный угол сброса, выходят из узлов разворота и под действием усилия толкателей отделяются от ракеты-носителя.

Недостатками известной конструкции отделяемого головного обтекателя ракеты-носителя являются:

- наличие пустот между конструкциями полезного груза и отделяемого головного обтекателя, вызванных тем, что диаметр цилиндрической части отделяемого головного обтекателя ракеты-носителя выбирается больше максимального размера конструкции полезного груза по его выступающим местам с учетом необходимого для безударного разделения полезного груза и головного обтекателя зазора между их конструкциями;

- значительная зона под размещение механических замков средств разделения створок на стрингерах по их продольному стыку внутри конструкции отделяемого головного обтекателя приводит к увеличению диаметра цилиндрической части головного обтекателя.

Эти недостатки приводят к неэффективному использованию энергетических возможностей ракеты-носителя из-за значительного аэродинамического сопротивления и массы отделяемого головного обтекателя, состоящего из нижней цилиндрической и верхней конической или биконической частей с неопределенными соотношениями их геометрических размеров, определяющих аэродинамические обводы отделяемого головного обтекателя ракеты-носителя.

Целью изобретения является повышение эффективности использования зон размещения полезного груза и отделяемого головного обтекателя ракеты-носителя путем повышения конструктивного совершенства головного обтекателя, средств отделения створок головного обтекателя и уменьшения объемов свободных полостей между конструкциями полезного груза и отделяемого головного обтекателя ракеты-носителя.

Решение поставленной задачи достигается тем, что в отделяемом головном обтекателе ракеты-носителя, имеющем верхнюю биконическую со сферическим наконечником и цилиндрическую части, содержащие две створки из углесотопластика со стрингерами их продольного стыка и полушпангоутами их поперечного стыка с переходным отсеком ракеты-носителя, силовые связи в виде механических замков, соединенных системой тяг с приводом для их раскрытия, шпилек, узлы разворота створок относительно ракеты-носителя, пружинные толкатели разворота и отделения створок, взаимодействующие своими штоками со сферическими законцовками с соответствующими гнездами на переходном отсеке ракеты-носителя, створки представляют собой монококовую конструкцию с выполненными изнутри по середине каждой створки на цилиндрической части отделяемого головного обтекателя симметрично поверхности их продольного стыка открытыми полостями, выполненными в виде гаргротов под полезный груз, диаметр цилиндрического внешнего контура которых превышает диаметр цилиндрической части головного обтекателя, а поперечная стыковочная поверхность сферического наконечника верхней биконической части выполнена разделяемой, причем в верхней разделяемой поперечной стыковочной поверхности усеченного верхнего полуконуса каждой створки выполнен силовой полукольцевой бурт, взаимодействующий с кольцевой выемкой, выполненной в кольце сферического наконечника, при этом отношение высоты биконической части со сферическим наконечником к диаметру цилиндрической части в пределах от 0,9 до 1,1, а угол усеченного верхнего конуса составляет 90°, цилиндрическая часть в основании выполнена переходящей в усеченный нижний конус с отношением высоты усеченного нижнего конуса цилиндрической части к ее диаметру в пределах от 0,5 до 0,6 при соотношении диаметров цилиндрической части и стыковочного шпангоута ракеты-носителя с коническим переходным отсеком в пределах от 1,1 до 1,3, при этом стрингеры продольного стыка створок выполнены составными, часть которых вынесена на наружную поверхность верхней биконической и цилиндрической частей для размещения на них под защитными гаргротами механических замков с системами тяг, при этом каждая ветвь системы тяг с одной стороны через отверстия, выполненные в корпусе створки, взаимодействует с взаимосвязанными поворотными рычагами, последние из которых шарнирно взаимодействуют с тягами от сферического наконечника, закрепленного на штоке привода для раскрытия механических замков, жестко установленного на створке соосно с отделяемым головным обтекателем посредством кронштейна, на котором также шарнирно закреплены взаимосвязанные поворотные рычаги, а с другой стороны система тяг шарнирно взаимодействует через закрепленную на составном стрингере продольного стыка створок поворотную качалку, с расположенными на составном стрингере внутри отделяемого головного обтекателя последовательно соединенными нижними тягами механическими замками продольного стыка для крепления створок составными стрингерами между собой и с подвижно закрепленными на составном стрингере механическими замками поперечного стыка крепления полушпангоутов створок к шпангоуту крепления полезного груза на коническом переходном отсеке, а напротив зон сопряжения конических поверхностей верхней биконической части между собой и с цилиндрической частью отделяемого головного обтекателя жестко закреплены опорные направляющие, которые взаимодействуют с подвижными коромыслами системы тяг, шарнирно соединенными с тягами от поворотных рычагов механических замков, расположенных на составном стрингере по обе стороны от опорных направляющих, при этом все механические замки взаимодействуют с прижимами, закрепленными на их корпусах; с противоположной поворотным рычагам механических замков стороны.

Техническое решение поясняется чертежами на примере отделяемого головного обтекателя ракеты-носителя.

Фиг.1 - общий вид ГО;

фиг.2 - вид А с фиг.1;

фиг.3 - сеч. Б-Б с фиг.1;

фиг.4 - сеч. В-В с фиг.2;

фиг.5 - вид Г с фиг.2;

фиг.6 - сеч. Д-Д с фиг.2;

фиг.7 - сеч. Е-Е с фиг.1;

фиг.8 - узел 1 с фиг.7;

фиг.9 - вид Ж с фиг.7;

фиг.10 - вид И с фиг.2;

фиг.11 - вид К с фиг.10;

фиг.12 - вид М с фиг.11;

фиг.13 - вид Н с фиг.11;

фиг.14 - вид П с фиг.5;

фиг.15 - схема расположения элементов системы тяг механических замков.

На чертежах представлены позиции:

1 - отделяемый головной обтекатель;

2 - ракета-носитель;

3 - верхняя биконическая часть;

4 - сферический наконечник;

5 - цилиндрическая часть;

6 - створка;

7 - стрингер;

8 - полушпангоут;

9 - переходной отсек;

10 - механический замок;

11 - корпус;

12 - защелка;

13 - поворотный рычаг;

14 - стержень;

15 - головка;

16 - система тяг;

17 - привод для раскрытия механических замков;

18 - шпилька;

19 - узел разворота створки;

20 - пружинный толкатель разворота створок;

21 - пружинный толкатель отделения створок;

22 - шток со сферической законцовкой;

23 - гнездо;

24 - полость;

25 - гаргрот;

26 - полезный груз;

27 - внешний контур;

28 - боковая поверхность;

29 - верхний конус;

30 - верхний полуконус;:

31 - полукольцевой бурт;

32 - кольцевая выемка;

33 - кольцо;

34 - винт;

35 - нижний конус;

36 - стыковочный шпангоут;

37 - механический замок поперечного стыка;

38 - шпангоут крепления полезного груза;

39 - оболочка;

40 - защитный гаргрот;

41 - отверстие;

42 - поворотный рычаг;

43 - поворотный рычаг;

44 - тяга от сферического наконечника;

45 - шток;

46 - кронштейн;

47 - заглушка;

48 - гайка;

49 - шайба;

50 - прокладка;

51 - качалка;

52 - нижняя тяга;

53 - стержень;

54 - прямоугольное отверстие;

55 - корпус

56 - винт;

57 - защелка;

58 - кулачок;

59 - ось;

60 - штифт;

61 - рычаг;

62 - штифт;

63 - пружина;

64 - опорная направляющая;

65 - коромысло;

66 - тяга;

67 - антифрикционное покрытие;

68 - прижим;

69 - круглое отверстие;

70 - гайка;

71 - шайба;

72 - пружина;

73 - люк;

74 - люк.

Отделяемый головной обтекатель 1 ракеты-носителя 2 имеет верхнюю биконическую часть 3 со сферическим наконечником 4 и цилиндрическую часть 5, содержащие две створки 6 из углестопластика со стрингерами 7 их продольного стыка и полушпангоутами 8 (см. фиг.1, 3, 10) их поперечного стыка с переходным отсеком 9 ракеты-носителя 2, силовые связи в виде механических замков 10 (см. фиг.5, 7, 9), содержащих корпус 11, защелку 12, поворотный рычаг 13, стержень 14 с головкой 15 (см. фиг.9), для крепления стрингеров 7 створок 6 по их продольным стыкам.

В закрытом состоянии стержень 14 удерживается в корпусе 11, закрепленном на створке 6, защелкой 12, которая опирается на поворотный рычаг 13 (см. фиг.9).

Механические замки 10 поворотными рычагами 13 соединены системой тяг 16 (см. фиг.6, 10) с приводом для раскрытия механических замков 17 (см. фиг.4).

В продольном и поперечных стыках створок 6 между собой и с переходным отсеком 9 закреплены силовые шпильки 18, воспринимающие нагрузки в плоскостях стыков створок (см. фиг.3, 5, 10).

Отделяемый головной обтекатель 1 имеет также узлы разворота створок 19 (см. фиг.1) относительно ракеты-носителя 2 и пружинные толкатели для разворота створок 20 (см. фиг.1, 5), и пружинные толкатели для отделения створок 21, взаимодействующие своими штоками со сферическими законцовками 22 с соответствующими гнездами 23 (см. фиг.1, 14) на переходном отсеке 9 ракеты-носителя 2 (штоки 22 и гнезда 23 толкателей 21 на чертежах условно не показаны).

Створки 6 представляют собой монококовую конструкцию с выполненными изнутри по середине каждой створки 6 на цилиндрической части 5 отделяемого головного обтекателя 1 симметрично поверхности их продольного стыка открытыми полостями 24 (см. фиг.3), выполненными в виде гаргротов 25 (см. фиг.1, 2) под полезный груз 26 (см. фиг.3), диаметр цилиндрического внешнего контура 27 (см. фиг.3) которых превышает диаметр цилиндрической части 5 отделяемого головного обтекателя 1.

Ширина гаргрота 25 по его цилиндрическому внешнему контуру 27, сопрягаемому с цилиндрической частью 5 боковыми поверхностями 28 (см. фиг.3), более расстояния между узлами разворота створки 19, что обеспечивает надежную защиту узлов разворота створок 19 от прямого воздействия набегающего на отделяемый головной обтекатель 1 аэродинамического потока.

Поперечная стыковочная поверхность сферического наконечника 4 и верхнего конуса 29 (см. фиг.1, 2, 4) верхней биконической части 3 выполнена разделяемой, причем в верхней разделяемой поперечной стыковочной поверхности усеченного верхнего полуконуса 30 (см. фиг.2) каждой створки 6 выполнен силовой полукольцевой бурт 31, взаимодействующий с кольцевой выемкой 32 (см. фиг.4), выполненной в кольце 33 сферического наконечника 4.

Кольцо 33, закрепленное винтами 34 на сферическом наконечнике 4, удерживает створки 6 между собой в состыкованном положении.

Отношение высоты биконической части 3 со сферическим наконечником 4 к диаметру цилиндрической части 5 в пределах от 0,9 до 1,1 при значении угла усеченного верхнего конуса 29 верхней биконической части 3 составляющим - 90°.

Цилиндрическая часть 5 в основании выполнена переходящей в усеченный нижний конус 35 (см. фиг.1, 3) с отношением высоты усеченного нижнего конуса 35 цилиндрической части 5 к ее диаметру в пределах от 0,5 до 0,6 при соотношении диаметров цилиндрической части 5 и стыковочного шпангоута 36 (см. фиг.3) ракеты-носителя 2 с коническим переходным отсеком 9 в пределах от 1,1 до 1,3.

Полушпангоуты 8 створок 6 с закрепленными на них механическими замками поперечного стыка 37 (см. фиг.2, 10, 11) и узлами разворота створок 19 (см. фиг.1) взаимодействуют со шпангоутом крепления полезного груза 38 конического переходного отсека 9, жестко закрепленного на ракете-носителе 2 и выполненного с конусностью оболочки 39 (см. фиг.3), равной или близкой к конусности нижнего конуса 35 цилиндрической части 5 отделяемого головного обтекателя 1

Стрингеры 7 продольного стыка отделяемого головного обтекателя 1 выполнены составными, часть которых вынесена на наружную поверхность верхней биконической части 3 и цилиндрической части 5 створок 6 для размещения на них под защитными гаргротами 40 (см. фиг.1, 2, 4) механических замков 10 с системами тяг 16, при этом каждая ветвь системы тяг 16 с одной стороны через отверстия 41 (см. фиг.4), выполненные в корпусе створки 6, взаимодействует с взаимосвязанными поворотными рычагами 42 и 43 (см. фиг.4, 15).

Последние поворотные рычаги 43 шарнирно соединены с тягами от сферического наконечника 44 (см. фиг.4, 15) сферического наконечника 4, закрепленного на штоке 45 (см. фиг.4) привода для раскрытия механических замков 17, жестко установленного на створке 6 соосно с отделяемым головным обтекателем 1 посредством кронштейна 46, на котором также шарнирно закреплены взаимосвязанные поворотные рычаги 42 и 43 (см. фиг.1).

Тяги сферического наконечника 44 шарнирно закреплены на сферическом наконечнике 4 (см. фиг.1, 3, 10) и расположены в плоскости продольного стыка створок 6 параллельно, симметрично и диаметрально-противоположно продольной оси отделяемого головного обтекателя 1.

На фиг.15 приведена схема расположения элементов системы тяг 16 и механических замков 10, 37 отделяемого головного обтекателя 1 ракеты-носителя 2.

Сферический наконечник 4 снабжен съемными кольцом 33 и заглушкой 47 (см. фиг.4) и соединен с помощью гаек 48 и шайб 49 со штоком 45 привода для раскрытия механических замков 17 (см. фиг.4).

Механические замки 10 крепления створок 6 друг к другу расположены на стрингерах 7 (см. фиг.15) снаружи и внутри отделяемого головного обтекателя 1 по образующим, эквидистантным внешним коническим и цилиндрической поверхностям отделяемого головного обтекателя 1.

Отверстия 41 (см. фиг.4) в корпусе створки 6 с системами тяг 16 и механических замков 10 (см. фиг.7) крепления створок 6 друг к другу закрыты жестко закрепленными на каждой створке 6 съемными разъемными по их продольным стыкам защитными гаргротами 40 (см. фиг.8) с уплотняющими их разъемные продольные стыки прокладками 50 (см. фиг.8).

С другой стороны система тяг 16 (см. фиг.14, 15) шарнирно взаимодействует через закрепленную на стрингере 7 снаружи и внутри цилиндрической части 5 поворотную качалку 51 (см. фиг.14, 15) с расположенными на составном стрингере 7 внутри отделяемого головного обтекателя 1 последовательно соединенными нижними тягами 52 (см. фиг.10, 14, 15) механическими замками 10 продольного стыка для крепления створок 6 стрингерами 7 между собой и с подвижно закрепленными на стрингере 7 механическими замками поперечного стыка 37 крепления полушпангоутов 8 створок 6 к шпангоуту крепления полезного груза 38 на коническом переходном отсеке 9 (см. фиг.1, 3, 10).

Механические замки 10 продольного стыка створок 6 имеют одинаковую конструкцию (см. фиг.5, 7, 9, 10, 15).

До и в процессе стыковки створок 6 с переходным отсеком 9 для обеспечения соосного совмещения стержней 53 с прямоугольными отверстиями 54 корпуса 55 механических замков поперечного стыка 37 подвижно закреплены винтами 56 (см. фиг.10) на створке 6, на которой закреплены механические замки 10 продольного стыка.

В состыкованном со шпангоутом крепления полезного груза 38 переходного отсека 9 положении створок 6 стержни 53 механических замков поперечного стыка 37 (см. фиг.10) опираются на площадки защелок 57, которые в свою очередь опираются на кулачки 58, выполненные на одной оси 58, удерживающие защелки 56 от поворота (см. фиг.10).

Штифты 60, закрепленные на корпусе 55, препятствуют возможному перемещению стержней 53 (см. фиг.10) во внутрь корпуса 55.

При повороте рычага 61 (см. фиг.10), соединенного с осью 59, с помощью штифта 62 в направлении стрелки на угол 30° поворачиваются и кулачки 58 (см. фиг.11).

Защелки 57 сходят с кулачков 58 (см. фиг.10, 11, 12, 13) и поворачиваются вокруг своих осей. Стержни 53 освобождаются и под действием пружин 63 вытягиваются из корпуса 55 механического замка поперечного стыка 37 в прямоугольные отверстия 54 (см. фиг.10) шпангоута крепления полезного груза 38 конического переходного отсека 9.

Жесткая связь створок 6 и конического переходного отсека 9 нарушается и створки 6 удерживаются только на узлах разворота створок 19 (см. фиг.1, 2).

Напротив зон сопряжения конических поверхностей верхней биконической части 3 между собой и с цилиндрической частью 5 отделяемого головного обтекателя 1 на стрингере 7 жестко закреплены опорные направляющие 64 (см. фиг.6), которые взаимодействуют с подвижными коромыслами 65 (см. фиг.6, 15) системы тяг 16, шарнирно соединенными с тягами 66 (см. фиг.6, 15) поворотных рычагов 13 механических замков 10, расположенных на стрингере 7 по обе стороны от опорных направляющих 64 (на чертежах показаны опорные направляющие только в зонах сопряжения конических поверхностей верхней биконической части).

На опорные направляющие 64 нанесено антифрикционное покрытие 67 (см. фиг.6), уменьшающее усилия трения взаимодействующих опорных направляющих 64 и коромысел 65 (см. фиг.6) и габариты сопрягаемых конструкций опорных направляющих 64 и коромысел 65.

Для более полного использования свободной зоны под отделяемым головным обтекателем для зоны полезного груза с минимально возможными зазорами между конструкциями полезного груза 26 (см. фиг.3) и отделяемого головного обтекателя 1 путем обеспечения конструкцией его надежной сборки выполнено следующее:

- все механические замки 10 взаимодействуют с прижимами 68 (см. фиг.9), закрепленными на их корпусах 11 с противоположной поворотным рычагам 13 механических замков 10 стороны. Прижим 68 прижимает головку 15 стержня 14, взаимодействующую с защелкой 12, и позволяет исключить провисание стержня 14 в корпусе 11 для обеспечения соосного совмещения стержня 14 с круглым отверстием 69 в ответной створке 6 отделяемого головного обтекателя 1 при его сборке. После завершения сборки головного обтекателя 1 гайки 70 с шайбами 71 удерживают пружины 72 в сжатом состоянии. При повороте рычага 13 в направлении стрелки на угол около 30° защелка 12 сходит с поворотного рычага 13, освобождает стержень 14, который под действием пружины 72 вытягивается из корпуса 11 механического замка 10, створки 6 разъединяются (см. фиг.9);

- в оболочке 39 конического переходного отсека 9 выполнены люки 73 (см. фиг.1) обслуживания механических замков поперечного стыка 37 крепления створок 6, расположенных во внутренней полости отделяемого головного обтекателя 1 (см. фиг.1, 3, 10);

- в верхней биконической части 3 выполнены люки 74 (см. фиг.1) для обслуживания привода для раскрытия механических замков 17 (см. фиг.4, 15) при сборке отделяемого головного обтекателя 1.

Отделение головного обтекателя 1 от ракеты-носителя 2 осуществляется в следующем порядке.

По команде от системы управления ракеты-носителя 2 срабатывает привод для раскрытия механических замков 17, шток 45 которого перемещает вверх сферический наконечник 4 с кольцом 33 и заглушкой 47 вместе с тягами сферического наконечника 44 (см. фиг.4)

Кольцо 33 сходит с полукольцевых буртиков 31 и освобождает створки 6 от их совместного крепления кольцом 33 (см. фиг.4).

Поворотные рычаги 42 и 43 (см. фиг.4, 15) приводят в движение систему тяг 16 механических замков 10 (см. фиг.6, 7, 15) вдоль образующей верхней биконической части 3, коромысла 65 скользят по опорным направляющим 64 (см. фиг.6) с антифрикционным покрытием 67 и приводят в движение тяги 66 (см. фиг.6) системы тяг 16 и механических замков 10 вдоль цилиндрической части 5 отделяемого головного обтекателя 1 и поворачивают качалки 51 (см. фиг.14), которые приводят в движение нижние тяги 52 системы тяг 16 механических замков 10 и к механическим замкам поперечного стыка 37, установленным на частях стрингеров 7 внутри нижнего конуса 35 (см. фиг.14) цилиндрической части 5 отделяемого головного обтекателя 1.

Механические замки 10 и механические замки поперечного стыка 37 (см. фиг.9, 10) раскрываются и нарушается жесткая связь створок 6 друг с другом и с шпангоутом крепления полезного груза 38 переходного отсека 9 ракеты-носителя 2.

Под действием усилия пружинных толкателей для разворота створок 20 (см. фиг.5) штоки со сферическими законцовками 22 (см. фиг.14) поворачивают створки 6 в узлах разворота створок 19 на заданный угол.

Створки 6 освобождаются от кинематических связей, выходят из узлов разворота створок 19 (см. фиг.1) и под действием усилия пружинных толкателей отделения створок 21 (см. фиг.1) отделяются от ракеты носителя 2 с переходным отсеком 9 и полезным грузом 26 (см. фиг.3).

Преимуществом предлагаемого технического решения по сравнению с прототипом является то, что при оптимальной зоне полезного груза под головным обтекателем уменьшается стартовая масса и габариты головного обтекателя ракеты-носителя при более эффективном использовании энергетических возможностей ракеты-носителя.

При этом улучшается динамика и повышается надежность разделения и отделения головного обтекателя.

Достигается это:

- исполнением с оптимальными геометрическими соотношениями внешних обводов верхней биконической и цилиндрической частей отделяемого головного обтекателя в виде монококовой силовой конструкции из углесотопласта с полостями в виде открытых изнутри гаргротов с большим диаметром по их внешнему контуру для обеспечения возможности использования дополнительного пространства под гаргротами и по контуру цилиндрической части для размещения выступающих элементов полезного груза, а также для эффективного конструктивного исполнения силового крепления полезного груза к ракете-носителю с использованием конического переходного отсека, снабженного единым шпангоутом для крепления полезного груза и головного обтекателя, в результате чего в устройстве более эффективно формируются и используются зоны полезного груза и отделяемого головного обтекателя;

- установкой механических замков крепления створок по их продольному стыку с внешней стороны отделяемого головного обтекателя с использованием при этом составных стыковочных стрингеров, что позволило освободить определенный внутренний объем конструкции головного обтекателя, в результате чего в устройстве более эффективно используются зоны полезного груза и отделяемого головного обтекателя;

- введением поперечного силового разъемного стыка сферического наконечника со створками отделяемого головного обтекателя, снабженного двумя направляющими, взаимодействующими с системами тяг от механических замков крепления створок друг к другу и к коническому переходному отсеку ракеты-носителя, а также взаимодействующего со штоком привода для раскрытия механических замков, позволяющим при его срабатывании по одной команде от системы управления ракеты-носителя обеспечить одновременное раскрытие всех продольно-поперечных стыков, в результате чего в устройстве более эффективно используются зоны полезного груза и отделяемого головного обтекателя при надежном срабатывании средств разделения и отделения головного обтекателя;

- возможностью конструкции отделяемого головного обтекателя обеспечить проведение при сборке космической головной части его постворчатой сборки с минимальными зазорами между конструкциями полезного груза и отделяемого головного обтекателя, в результате чего в устройстве более эффективно используются зоны полезного груза и отделяемого головного обтекателя.

Изобретение относится к ракетно-космической технике и предназначено для защиты полезных грузов (ПГ) при их совместной эксплуатации с ракетой-носителем (РН). Обтекатель (1) РН (2) имеет верхнюю биконическую (3, 29) и цилиндрическую (5), переходящую снизу в коническую (35) - части, а также сферический наконечник (4). Углестопластиковые створки обтекателя (1) состыкованы друг с другом по стрингерам в районе гаргротов (40). Под гаргротами размещены механические замки продольного стыка с системами тяг. С переходным отсеком (9) РН створки соединены посредством полушпангоутов с закрепленными на них механическими замками поперечного стыка. Для раскрытия створок предусмотрены узлы их разворота (19) с пружинными толкателями (20). Для отделения створок служит пружинный толкатель (21), имеющий шток (22) со сферической законцовкой и гнездо (23). По середине каждой створки выполнены открытые полости в виде гаргротов (25) под ПГ. Ширина гаргрота (25) больше расстояния между узлами разворота (19), что обеспечивает их надежную защиту от набегающего потока. Предусмотрены окна (73) для обслуживания замков поперечного стыка и люки (74) для обслуживания привода раскрытия замков продольного стыка при сборке обтекателя (1). При отделении обтекателя привод раскрытия замков продольного стыка перемещает вверх наконечник (4) и освобождает створки от их совместного крепления. Системы тяг с помощью ряда рычагов раскрывают замки продольного и поперечного стыков, нарушая жесткую связь створок друг с другом и со шпангоутом крепления ПГ переходного отсека (9). Под действием толкателей (20) створки разворачиваются и затем выходят из узлов разворота (19). Под действием толкателей (21) створки отделяются от РН (2). Техническим результатом изобретения является повышение эффективности использования зон размещения ПГ и отделяемого головного обтекателя РН. 15 ил.

Отделяемый головной обтекатель ракеты-носителя, имеющий верхнюю биконическую со сферическим наконечником и цилиндрическую части, содержащие две створки из углесотопластика со стрингерами их продольного стыка и полушпангоутами их поперечного стыка с переходным отсеком ракеты-носителя, силовые связи в виде механических замков, соединенных системой тяг с приводом их раскрытия, и шпилек, узлы разворота створок относительно ракеты-носителя, пружинные толкатели разворота и отделения створок, взаимодействующие своими штоками со сферическими законцовками с соответствующими гнездами на переходном отсеке ракеты-носителя, отличающийся тем, что створки представляют собой монококовую конструкцию с выполненными изнутри по середине каждой створки на цилиндрической части отделяемого головного обтекателя симметрично поверхности их продольного стыка открытыми полостями в виде гаргротов под полезный груз, диаметр цилиндрического внешнего контура которых превышает диаметр цилиндрической части головного обтекателя, при этом поперечная стыковочная поверхность сферического наконечника верхней биконической части выполнена разделяемой, причем в верхней разделяемой поперечной стыковочной поверхности усеченного верхнего полуконуса каждой створки выполнен силовой полукольцевой бурт, взаимодействующий с кольцевой выемкой, выполненной в кольце сферического наконечника, при этом отношение высоты биконической части со сферическим наконечником к диаметру цилиндрической части находится в пределах от 0,9 до 1,1, а угол усеченного верхнего конуса составляет 90°, цилиндрическая часть в основании выполнена переходящей в усеченный нижний конус с отношением его высоты к диаметру указанной цилиндрической части в пределах от 0,5 до 0,6 при соотношении диаметров цилиндрической части и стыковочного шпангоута ракеты-носителя с коническим переходным отсеком в пределах от 1,1 до 1,3, при этом стрингеры продольного стыка створок выполнены составными, часть которых вынесена на наружную поверхность верхней биконической и цилиндрической частей для размещения на них под защитными гаргротами механических замков с системами тяг, а каждая ветвь системы тяг с одной стороны через отверстия, выполненные в корпусе створки, взаимодействует с взаимосвязанными поворотными рычагами, последние из которых шарнирно взаимодействуют с тягами от сферического наконечника, закрепленного на штоке привода для раскрытия механических замков, жестко установленного на створке соосно с отделяемым головным обтекателем посредством кронштейна, на котором также шарнирно закреплены взаимосвязанные поворотные рычаги, причем с другой стороны система тяг шарнирно взаимодействует через поворотную качалку, закрепленную на составном стрингере продольного стыка створок, с расположенными на составном стрингере внутри отделяемого головного обтекателя последовательно соединенными нижними тягами механическими замками продольного стыка, предназначенными для крепления створок составными стрингерами между собой, и с подвижно закрепленными на составном стрингере механическими замками поперечного стыка крепления полушпангоутов створок к шпангоуту крепления полезного груза на коническом переходном отсеке, при этом напротив зон сопряжения конических поверхностей верхней биконической части между собой и с цилиндрической частью отделяемого головного обтекателя жестко закреплены опорные направляющие, которые взаимодействуют с подвижными коромыслами системы тяг, шарнирно соединенными с тягами от поворотных рычагов механических замков, расположенных на составном стрингере по обе стороны от опорных направляющих, при этом все механические замки взаимодействуют с прижимами, закрепленными на их корпусах со стороны, противоположной поворотным рычагам механических замков.