СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ КОСМИЧЕСКОГО КОРАБЛЯ И КОСМИЧЕСКИЙ КОРАБЛЬ Российский патент 2013 года по МПК B64G1/16 

Изобретение относится к космической технике и может быть применено для реализации программы освоения дальнего космического пространства без использования ракет-носителей сверхтяжелого класса.

Известны способ и устройство космического корабля, последовательно формируемого на опорной орбите из 3-х специализированных модулей (7К, - 9К и 11К, запускаемых ракетой-носителем Р-7), использованные в проекте комплекса «Союз» для пилотируемого облета Луны.

Недостатком известного способа и устройства является его ограниченность в части возможности наращивания дополнительных запасов топлива из-за тандемной схемы стыковки модулей.

Ближайшим аналогом предлагаемого технического решения является орбитальный комплекс «Мир» в составе базового блока и пяти исследовательских модулей, стыкуемых на рабочей орбите на специальном переходном отсеке базового блока, оснащенном пятью жестко закрепленными стыковочными агрегатами: одним - соосным с продольной осью базового блока и четырьмя - развернутыми перпендикулярно продольной оси базового блока.

Недостатком данного технического решения является жесткая поперечная ориентация состыкованных исследовательских модулей по отношению к продольной оси базового блока, что исключает использование на них двигательных установок для выдачи разгонных импульсов в направлении полета космического корабля.

Целью предлагаемого изобретения является создание способа формирования в полете космического корабля на основе базового блока (содержащего герметичный корпус, бортовую двигательную установку, стыковочный модуль с осевым и несколькими поперечными стыковочными агрегатами) путем последовательной стыковки комплекта разгонных блоков (содержащих запас топлива, двигательную установку, систему управления и средства стыковки с базовым блоком) на стыковочные агрегаты и устройства на его основе, обеспечивающего, по сравнению с аналогом широкий диапазон запасаемой энергетики, повышенную надежность работы путем резервирования двигательных установок и увеличенную эффективность использования топлива за счет периодического отделения отработавших агрегатов.

Указанная цель достигается тем, что в предлагаемом способе формирования космического корабля базовый блок корабля и разгонные блоки выводят на опорную (отлетную) орбиту последовательно с помощью ракет-носителей. Поперечные стыковочные агрегаты выдвигают из корпуса стыковочного модуля с помощью выдвижных балок с узлами крепления и разворота стыковочных агрегатов. Последовательно стыкуют разгонные блоки на стыковочные агрегаты. Поворачивают разгонные блоки с поперечными агрегатами на угол 90° вдоль продольной оси корабля (в рабочее положение), фиксируют в таком положении. Выдают разгонный импульс с помощью двух симметрично расположенных одновременно работающих разгонных блоков. После выработки топлива отделяют опорожненную пару разгонных блоков с помощью механизмов отделения балок, задействуют и отделяют следующие пары и разгонный блок, установленный на осевом стыковочном агрегате, в соответствии с программой полета до полного использования комплекта разгонных блоков, после чего отделяют стыковочный модуль и корабль продолжает полет с использованием бортовой двигательной установки. В случае отказа двигательной установки разгонного блока неизрасходованное топливо вырабатывают через работоспособные разгонные блоки, после чего неисправный разгонный блок отделяют по принятой схеме.

Принципиальная схема компоновки космического корабля по предлагаемому техническому решению представлена на фиг.1, 2:

фиг.1 - космический корабль: базовый блок поз.1 со стыковочным модулем поз.2 и пристыкованными разгонными блоками поз.3;

фиг.2 - космический корабль: базовый блок с повернутыми в рабочее положение разгонными блоками.

На фиг.3 представлен порядок отстыковки разгонных блоков и стыковочного модуля.

Устройство космического корабля, в отличие от известных, содержит:

- отделяемый стыковочный модуль с замками для крепления и отделения от корпуса базового блока поз.7 (фиг.3), узлами крепления и отделения выдвижных балок на корпусе отделяемого стыковочного модуля поз.6 (фиг.3) и магистралями для перекачки топлива между разгонными блоками (не показаны);

- выдвижные балки поз.4 (фиг.2) с узлами крепления и поворота поперечных стыковочных агрегатов поз.5 (фиг.2) для перевода разгонных блоков из стыковочного в рабочее положение.

Предлагаемое техническое решение по сравнению с известным позволяет решать задачи создания космических кораблей для освоения дальнего космоса с использованием существующих ракет-носителей среднего и тяжелого класса и тем самым сэкономить на разработке «сверхтяжелых» ракет-носителей и инфраструктуры их запуска, повысить надежность решения задачи и улучшить эффективность выработки топлива.

Изобретение относится к космической технике и может быть использовано для формирования космического корабля (КК) модульного типа. КК содержит базовый блок, бортовую двигательную установку, стыковочный модуль со стыковочными агрегатами, замками крепления и отделения, выдвижными балками с узлами крепления и поворота поперечных стыковочных агрегатов, механизмами попарного синхронного отделения и топливными магистралями. К базовому блоку последовательно стыкуют разгонные блоки (РБ) и поворачивают на 90° вдоль продольной оси КК, фиксируют положение, придают разгонный импульс последовательно парами симметрично расположенными и одновременно работающими РБ, отделяют отработанные РБ и стыковочный модуль. Изобретение позволяет повысить запас топлива (энергетики) и надежность работы КК. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Способ формирования космического корабля с использованием базового блока, содержащего стыковочный модуль, оборудованный осевым и несколькими поперечными стыковочными агрегатами, развернутыми на стыковочном модуле перпендикулярно продольной оси корабля, и комплекта разгонных блоков, отличающийся тем, что на опорной орбите поперечные стыковочные агрегаты выдвигают из корпуса модуля с помощью выдвижных балок с узлами крепления и разворота, последовательно стыкуют разгонные блоки к стыковочным агрегатам, поворачивают разгонные блоки с поперечными агрегатами на угол 90° вдоль продольной оси корабля, фиксируют в таком положении, выдают разгонный импульс с помощью двух симметрично расположенных работающих одновременно разгонных блоков, отделяют опорожненные разгонные блоки, задействуют и отделяют следующие пары разгонных блоков и разгонный блок, установленный на осевом стыковочном агрегате, в соответствии с программой полета до полного использования комплекта, после чего отделяют стыковочный модуль и корабль продолжает полет с использованием бортовой двигательной установки.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в случае отказа двигательной установки разгонного блока неизрасходованное топливо вырабатывается через двигательные установки работоспособных разгонных блоков, после чего неисправный разгонный блок отделяется по принятой схеме.

3. Космический корабль, содержащий базовый блок с бортовой двигательной установкой, стыковочный модуль с несколькими стыковочными агрегатами для присоединения разгонных блоков, отличающийся тем, что стыковочный модуль оборудован замками для крепления и отделения от корпуса корабля, выдвижными балками с узлами крепления и поворота поперечных стыковочных агрегатов, механизмами попарного синхронного отделения балок и топливными магистралями для перекачки топлива между топливными баками разгонных блоков.