Система разделения ступеней ракеты Российский патент 2022 года по МПК B64G1/64 B64C1/00 F42B15/36 

Изобретение относится к системам сброса или отделения объектов, преимущественно ступеней ракет, отсеков, обтекателей, защитных экранов и полезных нагрузок, от несущих конструкций летательного аппарата на любых участках траектории полета и может быть использовано в области авиационной и ракетной техники.

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является система разделения элементов конструкции - патент RU 2724337, содержащая силовые узлы крепления шпангоутов разделяемых конструкций, привалочные поверхности, выполненные в торцевых плоскостях шпангоутов, пироузлы расфиксации силовых узлов крепления и толкатель отделения, силовые узлы крепления шпангоутов содержат выполненные на шпангоуте одной из разделяемых конструкций упорные полки, распределенные по периферии шпангоута, и выполненные на шпангоуте другой из разделяемых конструкций фиксирующие рычаги, установленные на осях поворота, с возможностью упора при вращении на осях поворота одного из концов фиксирующего рычага на упорные полки шпангоута противоположной отделяемой части конструкции, а также подвижную раму, снабженную плавающими сферическими подшипниками скольжения, установленную на направляющих через отверстия внутренних колец плавающих сферических подшипников скольжения, с возможностью перемещения по направляющим, в направлении перпендикулярном привалочной плоскости шпангоутов, расположенные на подвижной раме подпружиненные фиксаторы конечного положения, выполненные в виде качалок, установленных на осях поворота, с возможностью упора при вращении на осях поворота края качалки в выступ на шпангоуте, при перемещении подвижной рамы в крайнее положение, тяги, соединяющие подвижную раму с противоположными частями фиксирующих рычагов, выполненные с возможностью регулирования их длины, гайку с затяжным болтом, с упором головки затяжного болта в подвижную раму, и прижатием шпангоутов по привалочным поверхностям при перемещении подвижной рамы в процессе затяжки болта, при этом в теле болта выполнена кольцевая канавка с конической боковой стенкой, расположенной со стороны, противоположной направлению затяжки болта, упорная часть головки затяжного болта выполнена в виде отдельных сухариков, частично погруженных в канавку тела затяжного болта, имеющих форму погруженной части, идентичную форме канавки тела затяжного болта, и цилиндрического сдвигаемого подпружиненного поршня, размещенного над отдельными сухариками, а сам пироузел расфиксации силовых узлов крепления выполнен в виде пневмоцилиндра со сдвигаемым относительно тела затяжного болта корпусом, закрепленным на подвижной раме и охватывающим сдвигаемый подпружиненный поршень.

Общими существенными признаками прототипа - системы разделения элементов конструкции, совпадающими с существенными признаками предлагаемого устройства являются следующие: стык содержит силовые узлы крепления шпангоутов разделяемых конструкций, привалочные поверхности, выполненные в торцевых плоскостях шпангоутов, пироузлы расфиксации силовых узлов крепления и толкатель отделения, при этом силовые узлы крепления шпангоутов содержат выполненные на шпангоуте одной из разделяемых конструкций упорные полки, распределенные по периферии шпангоута, и выполненные на шпангоуте другой из разделяемых конструкций фиксирующие рычаги, установленные на осях поворота, с возможностью упора при вращении на осях поворота одного из концов фиксирующего рычага на упорные полки шпангоута противоположной отделяемой части конструкции, а также подвижную раму, установленную на направляющих через выполненные в подвижной раме окна, с возможностью перемещения по направляющим, в направлении перпендикулярном привалочной плоскости шпангоутов, фиксаторы конечного положения подвижной рамы, тяги, соединяющие подвижную раму с противоположными частями фиксирующих рычагов.

Особенностью известного стыка - прототипа является сложность конструкции и сборки фиксаторов конечного положения подвижной рамы, детали которых занимают внутреннее пространство изделия и увеличивают его массу, а упор фиксирующих рычагов на упорные полки в плоскости, параллельной привалочной плоскости шпангоутов, не обеспечивает надежную фиксацию одного шпангоута относительно другого в направлении, параллельном привалочной плоскости шпангоутов, в условиях вибронагружения.

Предлагаемым изобретением - системой разделения ступеней ракеты, решаются задачи по упрощению конструкции и сборки, повышению надежности изделия в целом, уменьшению массы и габаритов.

Для достижения названного технического результата в системе разделения ступеней ракеты имеются: силовые узлы крепления шпангоутов разделяемых конструкций, привалочные поверхности, выполненные в торцевых плоскостях шпангоутов, пироузлы расфиксации силовых узлов крепления и толкатель отделения, при этом силовые узлы крепления шпангоутов содержат выполненные на шпангоуте одной из разделяемых конструкций упорные полки, распределенные по периферии шпангоута, и выполненные на шпангоуте другой из разделяемых конструкций фиксирующие рычаги, установленные на осях поворота, с возможностью упора при вращении на осях поворота одного из концов фиксирующего рычага на упорные полки шпангоута противоположной отделяемой части конструкции, а также подвижную раму, установленную на направляющих через выполненные в подвижной раме окна, с возможностью перемещения по направляющим, в направлении перпендикулярном привалочной плоскости шпангоутов, фиксаторы конечного положения подвижной рамы, тяги, соединяющие подвижную раму с противоположными частями фиксирующих рычагов, при этом фиксаторы конечного положения подвижной рамы выполнены на направляющих в виде деформируемых фиксирующих конусов, заклинивающих подвижную раму при ее перемещении в конечное положение, а упорные полки и упорные концы фиксирующих рычагов выполнены под углом к привалочной плоскости шпангоутов.

Отличительным признаком предлагаемой системы разделения ступеней ракеты является то, что фиксаторы конечного положения подвижной рамы выполнены на направляющих в виде деформируемых фиксирующих конусов, заклинивающих подвижную раму при ее перемещении в конечное положение, а упорные полки и упорные концы фиксирующих рычагов выполнены под углом к привалочной плоскости шпангоутов.

Благодаря наличию данных отличительных признаков в совокупности с известными достигается следующее: обеспечивается упрощение конструкции и сборки, повышение надежности изделия в целом, уменьшение массы и габаритов.

Данное техническое решение может найти применение в качестве узла стыковки ступеней ракет, отсеков, обтекателей, защитных экранов и полезных нагрузок, которые необходимо отделить во время полета.

Изобретение поясняется фиг. 1…6.

На фиг. 1 представлен вид сзади на систему разделения ступеней ракеты.

На фиг. 2, сечение А-А (фиг. 1), представлена система разделения ступеней ракеты в положении удержания.

На фиг. 3, сечение А-А (фиг. 1), представлена система разделения ступеней ракеты в расфиксированном положении.

На фиг. 4, сечение Б-Б (фиг. 1), представлен упор фиксирующего рычага на упорную полку шпангоута под углом α°.

На фиг. 5, выносной элемент В (фиг. 2), представлен фиксатор конечного положения подвижной рамы.

На фиг. 6, выносной элемент В (фиг. 3), представлен фиксатор конечного положения подвижной рамы в деформированном состоянии.

Система разделения ступеней ракеты, изображенная на фиг. 1…6 содержит силовые узлы крепления шпангоутов 1 (фиг. 2, 3, 4) и 2 (фиг. 2, 3, 4, 5, 6) разделяемых конструкций, привалочные поверхности 3 (фиг. 2, 3, 4), выполненные в торцевых плоскостях шпангоутов 1 и 2, пироузлы расфиксации 4 (фиг. 1, 2, 3) силовых узлов крепления и толкатель отделения 5 (фиг. 1), при этом силовые узлы крепления шпангоутов 1 и 2 содержат выполненные на шпангоуте 1 одной из разделяемых конструкций упорные полки 6 (фиг. 4), распределенные по периферии шпангоута 1, и выполненные на шпангоуте 2 другой из разделяемых конструкций фиксирующие рычаги 7 (фиг. 4), установленные на осях поворота 8 (фиг. 4), с возможностью упора при вращении на осях поворота 8 одного из концов фиксирующего рычага 7 на упорную полку 6 шпангоута 1 противоположной отделяемой части конструкции, а также подвижную раму 9 (фиг. 1, 2, 3, 4, 5, 6), установленную на направляющих 10 (фиг. 1, 2, 3, 5, 6) через выполненные в подвижной раме 9 окна 11 (фиг. 5, 6), с возможностью перемещения по направляющим 10, в направлении перпендикулярном привалочной плоскости 3 шпангоутов 1 и 2, фиксаторы конечного положения 12 (фиг. 5, 6) подвижной рамы 9, тяги 13 (фиг. 4), соединяющие подвижную раму 9 с противоположными частями фиксирующих рычагов 7, при этом фиксаторы конечного положения 12 подвижной рамы 9 выполнены на направляющих 10 в виде деформируемых фиксирующих конусов, заклинивающих подвижную раму 9 при ее перемещении в конечное положение, а упорные полки 6 и упорные концы 14 (фиг. 4) фиксирующих рычагов 7 выполнены под углом α° (фиг. 4) к привалочной плоскости 3 шпангоутов 1 и 2.

Система разделения ступеней ракеты работает следующим образом: при подаче электрического сигнала в пироузлах расфиксации 4 возникает избыточное давление, при котором обеспечивается перемещение подвижной рамы 9 по направляющим 10, при этом подвижная рама 9 через тяги 13 поворачивает фиксирующие рычаги 7, тем самым высвобождая шпангоуты 1 и 2 из зацепления. В конечном положении окна 11, выполненные в подвижной раме 9, совмещаются с фиксаторами конечного положения 12, выполненными на направляющих 10 в виде деформируемых фиксирующих конусов, что приводит к заклиниванию подвижной рамы 9, после чего срабатывает толкатель отделения 5, который уносит шпангоуты 1 и 2 друг от друга.

Изобретение относится к области ракетной техники, а более конкретно к системам сброса или отделения объектов летательного аппарата. Система разделения ступеней ракеты включает силовые узлы крепления шпангоутов разделяемых конструкций, привалочные поверхности, выполненные в торцевых плоскостях шпангоутов, пироузлы расфиксации силовых узлов крепления и толкатель отделения. Силовые узлы крепления шпангоутов содержат выполненные на шпангоуте одной из разделяемых конструкций упорные полки и выполненные на шпангоуте другой из разделяемых конструкций фиксирующие рычаги, установленные на осях поворота. Также имеется подвижная рама, установленная на направляющих через выполненные в подвижной раме окна с возможностью перемещения по направляющим, фиксаторы конечного положения подвижной рамы, тяги, соединяющие подвижную раму с противоположными частями фиксирующих рычагов. Фиксаторы конечного положения подвижной рамы выполнены на направляющих в виде деформируемых фиксирующих конусов, заклинивающих подвижную раму при ее перемещении в конечное положение. Упорные полки и упорные концы фиксирующих рычагов выполнены под углом к привалочной плоскости шпангоутов. Достигается упрощение конструкции. 6 ил.

Система разделения ступеней ракеты, включающая силовые узлы крепления шпангоутов разделяемых конструкций, привалочные поверхности, выполненные в торцевых плоскостях шпангоутов, пироузлы расфиксации силовых узлов крепления и толкатель отделения, при этом силовые узлы крепления шпангоутов содержат выполненные на шпангоуте одной из разделяемых конструкций упорные полки, распределенные по периферии шпангоута, и выполненные на шпангоуте другой из разделяемых конструкций фиксирующие рычаги, установленные на осях поворота, с возможностью упора при вращении на осях поворота одного из концов фиксирующего рычага на упорные полки шпангоута противоположной отделяемой части конструкции, а также подвижную раму, установленную на направляющих через выполненные в подвижной раме окна с возможностью перемещения по направляющим в направлении, перпендикулярном привалочной плоскости шпангоутов, фиксаторы конечного положения подвижной рамы, тяги, соединяющие подвижную раму с противоположными частями фиксирующих рычагов, отличающаяся тем, что фиксаторы конечного положения подвижной рамы выполнены на направляющих в виде деформируемых фиксирующих конусов, заклинивающих подвижную раму при ее перемещении в конечное положение, а упорные полки и упорные концы фиксирующих рычагов выполнены под углом к привалочной плоскости шпангоутов.