ПУСКОВАЯ УСТАНОВКА Российский патент 2018 года по МПК B64G5/00 

Изобретение относится к наземным стартовым сооружениям ракет-носителей, устанавливаемых в вертикальном положении при пуске. Предлагаемая установка содержит опорное кольцо, на котором установлены четыре основания с шарнирно закрепленными на них опорными фермами. Фермы имеют упоры, противовесы и сектора, причем сектора снабжены упорными элементами. На основаниях шарнирно закреплены несущие стрелы с оголовками, вводимыми в ответные опорные элементы ракеты-носителя. На опорном кольце шарнирно закреплены четыре направляющих устройства, имеющие захваты для соединения с нижней частью ракеты-носителя (РН). Предусмотрены гидроприводы, взаимодействующие с опорными фермами и направляющими устройствами и другие вспомогательные устройства. При этом пусковая установка обеспечивает запуски РН отличающихся расположением точек крепления в вертикальной и горизонтальной плоскостях, т.е. пусковая установка имеет возможность трансформироваться под каждый класс РН (тяжелый, средний, легкий) и имеет три конфигурации.

Конфигурация А. Пусковая установка в конфигурации А обеспечивает работу с РН тяжелого класса, для этого направляющие устройства 9 фиг. 1 подводятся гидродомкратами-тормозами 8 на угол α~18°30' и захваты направляющих устройств соединяют с кронштейнами боковых блоков РН (фотография фиг. 4).

Конфигурация Б. Пусковая установка в конфигурации Б обеспечивает работу с РН среднего класса. У РН среднего класса точки крепления на боковых блоках располагаются ближе к оси РН, чем у РН тяжелого класса. Поэтому для обеспечения взаимодействия захватов направляющих устройств с кронштейнами боковых блоков РН между захватами и направляющими устройствами устанавливаются переходники.

Конфигурация В. Пусковая установка в конфигурации В обеспечивает работу с РН легкого класса. У РН легкого класса отсутствуют боковые блоки, а точки крепления расположены на «центральном блоке» и существенно отличаются от точек крепления РН с боковыми блоками, в вертикальной и горизонтальной плоскостях. Поэтому направляющие устройства 9 фиг. 1, снабженные переходниками 10, подводятся гидродомкратами-тормозами 8 на угол β~40°. При этом пусковая установка имеет следующие особенности:

- Направляющие устройства снабжены ограничителями хода 12, исключающими повреждение конструкции РН легкого класса.

- Нижние кабельные мачты фиксируются в рабочем положении при помощи гнезд поз. 11.

- Пружины в гидродомкратах-тормозах установлены в положение для работы с РН легкого класса и обеспечивают отвод штоков гидродомкратов-тормозов в предударное положение перед пуском РН.

Изобретение направлено на упрощение средств реализации рабочих функций установки, на повышение ее надежности и снижение стоимости, обеспечение пусков РН всех классов.

Изобретение относится к устройствам для установки и закрепления ракеты-носителя (РН) в вертикальном положении на пусковом столе или платформе и их пуска.

Известны пусковые устройства, содержащие пусковой стол с закрепленными на нем откидными опорно-захватными устройствами, на которые опираются и которыми удерживаются РН на пусковом столе, за специально предназначенные для этого элементы РН, расположенные в ее нижней части. Пуск РН осуществляется с этих опорно-захватных устройств после запуска основных двигательных установок (ОДУ) и раскрытия захватов, удерживающих РН на пусковом столе [1, с. 309, 311, 383 и 384].

К достоинствам этих устройств относятся следующие:

1. Сравнительно малые габаритные размеры.

2. Возможность удержания РН на пусковом столе до полного набора тяги ОДУ, что повышает надежность запуска РН.

Однако эти устройства имеют и существенные недостатки, к которым относятся следующие:

1. Сложность и высокая стоимость опорно-захватных устройств.

2. Повышенные требования к синхронности открытия захватов опорно-захватных устройств и надежности их срабатывания после выхода ОДУ на заданный режим тяги.

3. Необходимость отвода опорно-захватных устройств из зоны их возможного столкновения с элементами РН или ОДУ, которые всегда расположены ниже силовых опорных элементов РН и находятся от них в непосредственной близости, что значительно повышает требования к скорости их отвода.

4. Необходимость защиты опорно-захватных устройств и механизмов, управляющих ими, от газодинамического воздействия ОДУ.

5. Необходимость надежного срабатывания защитных устройств после отвода опорно-захватных устройств за время, исключающее возможность их соударения с элементами стартующей РН.

Известно пусковое устройство, содержащее пусковой стол с закрепленными на нем жесткими опорами с ветровыми захватами, на которых РН в незаправленном виде удерживается ветровыми захватами, а после ее заправки компонентами топлива устойчивость РН, при действии ветра, обеспечивается восстанавливающим моментом от веса РН. При этом ветровые захваты раскрываются и отводятся в места, защищенные от газодинамического воздействия ОДУ перед запуском ОДУ [1, с.309, 311, 383 и 384].

К достоинствам этого пускового устройства относятся следующие.

1. Надежное и контролируемое до запуска ОДУ открытие ветровых захватов, удерживающих РН на пусковом столе.

2. Надежная защита ветровых захватов и их механизмов от газодинамического воздействия ОДУ.

Однако эти устройства имеют и существенные недостатки, к которым относятся следующие:

1. Необходимость увеличения жесткости, а следовательно, и веса силового опорного кольца РН из-за погрешностей при установке РН на жесткие опоры или значительного усложнения конструкции жестких опор, которая должна обеспечивать необходимую податливость жестких опор при установке на них РН.

2. Возможность ударных воздействий РН о жесткие опоры в момент уравнивания суммарной тяги ОДУ с массой стартующей РН.

Дальнейший анализ патентов и технической литературы [1, 2, 3, 4] показал, что наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является устройство [1, с. 309, 311, 383 и 384], содержащее опорное кольцо, на котором установлены четыре основания, с шарнирно закрепленными на них опорными фермами с упорами, противовесами и секторами, снабженными упорными элементами, четыре шарнирно закрепленных на основаниях несущих стрелы с оголовками, взаимодействующими с опорными элементами РН и шарнирно связанными с секторами опорных ферм, а также гидроприводы, взаимодействующие с упорами опорных ферм, и четыре направляющих устройства, шарнирно закрепленных на опорном кольце и взаимодействующих с хвостовой частью РН.

Это устройство выбрано в качестве прототипа.

К достоинствам этого устройства относятся следующие:

1. Возможность подвеса РН за средний силовой пояс, что обусловлено пакетной схемой конструкции РН.

2. Удаление опорных элементов из-под торца РН, что позволяет увеличить время их отвода на безопасное удаление от зоны возможного соударения с элементами стартующей РН и от зоны интенсивного газодинамического воздействия струй ОДУ на оголовки несущих стрел.

3. Отсутствие запирающих и удерживающих РН на пусковом столе элементов при старте РН.

4. Отвод опорных элементов пусковой установки на безопасное расстояние от стартующей РН под действием абсолютно надежных и постоянно действующих сил гравитации.

Недостатком прототипа является отсутствие возможности производить запуски РН легкого и тяжелого классов.

Задачей предлагаемого изобретения является упрощение устройства, повышение его надежности и уменьшение его стоимости, обеспечение запусков РН тяжелых, средних и легких классов.

Поставленная техническая задача решается тем, что устройство, содержащее опорное кольцо, на котором установлены четыре основания, с шарнирно закрепленными на них опорными фермами с упорами, противовесами и секторами, снабженными упорными элементами, и четырьмя шарнирно закрепленными на основаниях несущими стрелами с оголовками, взаимодействующими с опорными элементами ракеты-носителя и шарнирно связанными с секторами опорных ферм, а также гидроприводы и четыре направляющих устройства, взаимодействующих с хвостовой частью ракеты-носителя, снабжено гидродомкратами-тормозами, позволяющими перемещать направляющие устройства на угол α≤18°30' и на угол β до 40° и более (в зависимости от типа РН) с возможностью отвода штока в предударное положение.; направляющими устройствами с установленными на них переходниками с захватами, соединяемыми с нижней частью ракеты-носителя, снабженными ограничителями хода и гнездами для крепления нижних кабельных мачт при различных конфигурациях пусковой установки.

Аналогичные технические решения предлагаемого изобретения автору не известны, в связи с чем заявляемая совокупность признаков соответствует критерию изобретения "существенные отличия".

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 дан общий вид предлагаемого пускового устройства спроектированного автором для космодрома «Восточный»; на фиг. 2 показан вариант исполнения пускового устройства с переходниками 11 в виде сварных ферм (сконструированного автором для космодрома «Плесецк»), которые устанавливаются на направляющие устройства при работе с РН без боковых блоков; на фиг. 3 - фотография варианта исполнения пускового устройства; на фиг. 4 - фотография бокового блока РН с присоединенным к его кронштейну направляющим устройством с захватом.

На фиг. 1 представлены РН без боковых блоков и РН с боковыми блоками и два положения направляющих устройств 9 для них. Пусковое устройство содержит опорное кольцо 7 и четыре закрепленных на нем основания 6, на которых шарнирно закреплены опорные фермы 2 с грузами 4 и секторами 1, по краям которых закреплены упорные элементы. Кроме того, на основаниях 6 шарнирно закреплены несущие стрелы 3 с оголовками, которые шарнирно соединены с секторами 1 опорных ферм 2. При сомкнутых секторах опорных ферм упорные элементы соседних секторов опорных ферм упираются друг в друга и образуют верхнее силовое опорное кольцо, на оголовки несущих стрел которого устанавливается и на которых удерживается РН, при этом направляющие устройства 9, взаимодействующие с хвостовой частью РН, образуют нижний силовой пояс, удерживающий ее в вертикальном положении. С направляющими устройствами механически связаны нижние кабельные мачты 14 фиг. 2, служащие для подвода к борту РН коммуникаций. Силовые цилиндры гидропривода, штоки которых взаимодействуют с упорами опорных ферм, закреплены в основаниях 6 фиг. 1 и предназначены для привода опорных ферм 2 как в рабочее (сведенное), так и исходное (разведенное) положения. Гидродомкраты-тормозы 8, штоки которых взаимодействуют с упорами направляющих устройств 9, закреплены в опорном кольце 7 и предназначены для привода направляющих устройств 9 как в рабочее (сведенное), так и исходное (разведенное) положения. При этом перед пуском РН штоки силовых цилиндров гидропривода находятся в исходном (отведенном) от упоров положении. После передачи веса РН на оголовки несущих стрел 3 и соединения направляющих устройств 9 с хвостовой частью РН она удерживается на пусковом устройстве, после чего штоки силовых цилиндров гидропривода отводятся в исходное положение, чем обеспечивается возможность отвода опорных ферм 2 с несущими стрелами 3 под действием грузов 4, отвода направляющих устройств 9 и отвода нижних кабельных мачт 14 фиг. 2 под действием силы тяжести. При пуске, после начала подъема РН, оголовки несущих стрел 3 фиг. 1 под действием грузов 4 выходят из зацепления с РН, а опорные фермы 2 с несущими стрелами 3, направляющие устройства 9 и нижние кабельные мачты отводятся из зоны их возможного соударения с поднимающейся РН на безопасное расстояние.

Таким образом, из приведенных обоснований существенных признаков заявляемого изобретения следует, что предлагаемая совокупность признаков, изложенных в формуле изобретения, позволяет получить существенный положительный эффект, а именно: обеспечить запуски РН легкого, среднего и тяжелого классов. Данное изобретение возможно использовать как при дооборудовании существующих стартовых комплексов, так и для создания новых.

ИСТОЧНИКИ ПАТЕНТНОЙ И ТЕХНИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ

1. КОСМОНАВТИКА: Энциклопедия. - М.: Советская энциклопедия, 1985, с. 309, 311, 383, 384.

2. Вольский А.П. Космодром. - М.: Воениздат, 1977.

3. Н.М. Корнеев, В. Н. Неустроев. Генеральный конструктор академик Владимир Павлович Бармин. Основные этапы жизни и деятельности. Москва, 1999 г., с. 82, 84, 85, 103, 104, 105.

4. На земле и в космосе. ФГУП КБОМ им. Бармина, Москва, 2001 г., с. 82, 84, 94.

Пусковая установка содержит опорное кольцо, с основаниями, с шарнирно закрепленными на них опорными фермами с упорами, противовесами и секторами, причем сектора снабжены упорными элементами и четырьмя шарнирно закрепленными на основаниях несущими стрелами с оголовками, взаимодействующими с опорными элементами ракеты и шарнирно связанными с секторами опорных ферм, а также гидроприводы, взаимодействующие с опорными фермами и шарнирно установленными на внутренней поверхности опорного кольца направляющими устройствами с захватами и нижними кабельными мачтами. Пусковая установка снабжена гидродомкратами - тормозами, позволяющими в зависимости от типа ракеты–носителя перемещать и фиксировать направляющие устройства на углы α≤18°30' и на β до 40° и более между вертикальной осью пусковой установки и рабочим сведенным положениям. Направляющие устройства имеют переходники с захватами, ограничители хода, гнезда для фиксации нижних кабельных мачт при различных конфигурациях пусковой установки. Пусковая установка имеет возможность трансформироваться и обеспечивать запуски ракет-носителей легкого, среднего и тяжелого классов. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Пусковая установка, содержащая опорное кольцо, с основаниями, с шарнирно закрепленными на них опорными фермами с упорами, противовесами и секторами, причем сектора снабжены упорными элементами, и четырьмя шарнирно закрепленными на основаниях несущими стрелами с оголовками, взаимодействующими с опорными элементами ракеты и шарнирно связанными с секторами опорных ферм, а также гидроприводы, взаимодействующие с опорными фермами и шарнирно установленными на внутренней поверхности опорного кольца направляющими устройствами с захватами и нижними кабельными мачтами, отличающаяся тем, что она снабжена гидродомкратами - тормозами, позволяющими в зависимости от типа ракеты–носителя перемещать и фиксировать направляющие устройства на углы α≤18°30' и на β до 40° и более между вертикальной осью пусковой установки и рабочим сведенным положениям, причем направляющие устройства имеют переходники с захватами, ограничители хода, гнезда для фиксации нижних кабельных мачт при различных конфигурациях пусковой установки.

2. Пусковая установка по п. 1, отличающаяся тем, что она снабжена гидродомкратами - тормозами, позволяющими перемещать на различные углы и фиксировать трансформируемые направляющие устройства с захватами, буферами для гашения ударных нагрузок и торможения направляющих устройств при их отводе от ракеты-носителя во время пуска.