КОСМИЧЕСКАЯ ГОЛОВНАЯ ЧАСТЬ Российский патент 2015 года по МПК B64G1/22 F42B15/00 

Изобретение относится к ракетно-космической технике, а именно к конструкции космической головной части (КГЧ), входящей в состав ракет космического назначения (РКН), предназначенных для выведения на рабочие энергетические орбиты различных космических полезных нагрузок (ПН).

Известна КГЧ, содержащая космический аппарат (КА), головной обтекатель (ГО) и переходный отсек (ПхО). Переходный отсек вместе с КА и ГО обеспечивает стыковку с ракетой-носителем (РН). Стыковочный диаметр ГО больше стыковочного диаметра последней ступени РН. Переходный отсек состоит из нижнего и верхнего усеченных конических корпусов, состыкованных друг с другом по большему диаметру. Нижний шпангоут нижнего корпуса состыкован с корпусом последней ступени РН. Верхний шпангоут верхнего корпуса состыкован с помощью торцевого разъемного, разделяемого в полете соединения с КА. К верхнему шпангоуту нижнего корпуса пристыкован с помощью торцевого разъемного, разделяемого в полете соединения головной обтекатель (см. патент RU №2478531) - аналог.

Известна КГЧ, содержащая КА, ГО и ПхО, который обеспечивает стыковку с РН. Стыковочный диаметр ГО больше стыковочного диаметра последней ступени РН. Переходный отсек имеет наружный и внутренний силовые контуры для передачи силовой нагрузки от ГО и КА к корпусу РН соответственно. Наружный силовой контур ПхО выполнен в виде конического корпуса, на верхний шпангоут которого с помощью торцевого разъемного, разделяемого в полете соединения установлен ГО. Внутренний силовой контур выполнен в виде цилиндрического корпуса, нижний шпангоут которого соединен с нижним шпангоутом конического корпуса. Верхний шпангоут цилиндрического корпуса состыкован с помощью торцевого разъемного, разделяемого в полете соединения с КА. Верхние шпангоуты конического и цилиндрического корпусов ПхО связаны между собой силовыми стержнями, (см. патент RU №2478532) - аналог.

К недостаткам аналогов следует отнести излишнюю массу конструкции, соединяющей корпуса переходного отсека.

Известно устройство (патент RU №2478533 - прототип), в котором космическая головная часть, входящая в состав РКН, состоит из ГО и ПН. В состав КГЧ введен ПхО, обеспечивающий с помощью разделяемых в полете соединений связь ПН с РН и ГО. Агрегатная часть ПН размещена во внутренней полости ПхО и находится вне пределов зоны схода ПхО, отделяемого от ПН вместе с ракетой-носителем. В верхнем шпангоуте промежуточного отсека совмещены два торцевых разъемных соединения, разделяемых в полете, соединяющих этот отсек с ГО и с ПН соответственно.

В известном техническом решении для размещения совмещенных торцевых разъемных соединений в верхнем стыковочном шпангоуте выполнены закрывающиеся ниши, что ведет к усложнению его конструкции.

Задачей технического решения является упрощение конструкции верхнего стыковочного шпангоута, упрощающего также конструкцию КГЧ в целом.

Поставленные задачи решаются тем, что в космической головной части, входящей в состав РКН и состоящей из полезной нагрузки, головного обтекателя и переходного отсека, с нижним и верхним стыковочными шпангоутами, обеспечивающими стыковку с ракетой-носителем и соединение разделяемыми в полете торцевыми разъемными соединениями с головным обтекателем и полезной нагрузкой, на верхнем стыковочном шпангоуте переходного отсека закреплена кольцевая перегородка под разъемные торцевые соединения, которая выполнена в виде набора поперечных стенок, жестко соединенных между собой, причем перегородка с внутренней стороны переходного отсека подкреплена продольно-поперечным силовым набором, а торцевое разъемное соединение со стороны полезной нагрузки смещено в пределы зоны внутренней полости переходного отсека и закреплено на перегородке посредством кольцевого шпангоута, при этом стыки торцевых разъемных соединений ПН с ПхО и ГО с ПхО расположены в одной плоскости.

Сущность изобретения поясняется чертежами:

- на фиг. 1 показан общий вид космической головной части;

- на фиг. 2 показана кольцевая перегородка (сечение А-А с фиг. 1);

- на фиг. 3 показано расположение торцевых разъемных соединений на кольцевой перегородке (сечение Б-Б с фиг. 1), где:

1. полезная нагрузка;

2. головной обтекатель;

3. переходной отсек;

4. нижний стыковочный шпангоут;

5. верхний стыковочный шпангоут;

6. ракета-носитель;

7. торцевое разъемное соединение с головным обтекателем;

8. торцевое разъемное соединение с полезной нагрузкой;

9. кольцевая перегородка;

10. поперечная стенка;

11. продольно-поперечный силовой набор;

12. кольцевой шпангоут;

13. стык торцевого разъемного соединения полезной нагрузки с переходным отсеком

14. стык торцевого разъемного соединения головного обтекателя с переходным отсеком.

Космическая головная часть состоит из полезной нагрузки 1, головного обтекателя 2 и переходного отсека 3 с нижним и верхним стыковочными шпангоутами 4, 5, при этом нижний стыковочный шпангоут 4 переходного отсека 3 крепится к последней ступени ракеты-носителя 6, а верхний стыковочный шпангоут 5 служит для установки на него головного обтекателя 2 и полезной нагрузки 1. Крепление полезной нагрузки 1 и головного обтекателя 2 к верхнему шпангоуту 5 переходного отсека 3 осуществляется при помощи торцевого разъемного соединения с головным обтекателем 7 и торцевого разъемного соединения с полезной нагрузкой 8 посредством кольцевой перегородки 9, которая выполнена в виде набора поперечных стенок 10, жестко соединенных между собой.

Торцевые разъемные соединения с головным обтекателем и с полезной нагрузкой 7, 8 разнесены посредством смещения торцевого разъемного соединения с полезной нагрузкой 8 в пределы зоны внутренней полости переходного отсека 3.

Для обеспечения заданной жесткости и прочности кольцевой перегородки 9 она подкреплена с внутренней стороны переходного отсека 3 продольно-поперечным силовым набором 11, который может быть выполнен, например, в виде фитингов, кронштейнов, стрингеров, балок (на чертеже не показано), которые распределяют действие на кольцевую перегородку 9 сосредоточенных усилий на весь корпус переходного отсека 3. Крепление полезной нагрузки 1 к кольцевой перегородке 9 осуществляется посредством кольцевого шпангоута 12, при этом стык торцевого разъемного соединения полезной нагрузки с переходным отсеком 13 и стык торцевого разъемного соединения головного обтекателя с переходным отсеком 14 расположены в одной плоскости.

Использование заявленного технического решения позволит упростить конструкцию верхнего стыковочного шпангоута за счет введения кольцевой перегородки, позволяющей разнести разъемные торцевые соединения без использования закрывающихся ниш.

Изобретение относится к ракетно-космической технике и может быть использовано в головных частях ракет. Космическая головная часть содержит полезную нагрузку, головной обтекатель, переходный отсек с нижним стыковочным шпангоутом и верхним стыковочным шпангоутом с кольцевой перегородкой в виде жёстко соединённых между собой поперечных стенок под разъемные торцевые соединения, продольно-поперечные силовые наборы, кольцевой шпангоут. Изобретение позволяет упростить конструкцию верхнего стыковочного шпангоута. 3 ил.

Космическая головная часть, входящая в состав РКН и состоящая из полезной нагрузки (ПН), головного обтекателя (ГО) и переходного отсека (ПхО) с нижним и верхним стыковочными шпангоутами, обеспечивающими стыковку с ракетой-носителем и соединение разделяемыми в полете торцевыми разъемными соединениями с головным обтекателем и полезной нагрузкой, отличающаяся тем, что на верхнем стыковочном шпангоуте переходного отсека закреплена кольцевая перегородка под разъемные торцевые соединения, которая выполнена в виде набора поперечных стенок, жестко соединенных между собой, причем перегородка с внутренней стороны переходного отсека подкреплена продольно-поперечным силовым набором, а торцевое разъемное соединение со стороны полезной нагрузки смещено в пределы зоны внутренней полости переходного отсека и закреплено на перегородке посредством кольцевого шпангоута, при этом стыки торцевых разъемных соединений ПН с ПхО и ГО с ПхО расположены в одной плоскости.