Межорбитальный воздушно-космический аппарат

 

Использование: транспортировка полезных грузов на трассе Земля-орбита, межорбитальные перевозки. Сущность изобретения: межорбитальный воздушно-космический аппарат содержит дозвуковой самолет-разгонщик 1, промежуточную разгонную ступень 3, орбитальный самолет 5. Самолет-разгонщик 1 снабжен турбореактивной двигательной установкой 2, промежуточная разгонная ступень 2 оснащена комбинированной двигательной установкой 4, содержащей прямоточный воздушно-реактивный двигатель и жидкостный ракетный двигатель. Орбитальный самолет 5 установлен с возможностью отделения на фюзеляже промежуточной разгонной ступени 3, которая в свою очередь установлена с возможностью отделения на фюзеляже дозвукового самолета-разгонщика 1. 6 ил.

Изобретение относится к космической технике, в частности, к космическим кораблям многократного применения.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является межорбитальный воздушно-космический аппарат, содержащий связанные между собой с возможностью отделения дозвуковой самолет-разгонщик, снабженный турбореактивной двигательной установкой, выполненную по самолетной схеме промежуточную разгонную ступень, снабженную жидкостной ракетной двигательной установкой, и орбитальный самолет, причем промежуточная разгонная ступень и орбитальный самолет размещены на фюзеляже дозвукового самолета-разгонщика [1] Недостатком известного межорбитального воздушно-космического аппарата является недостаточно эффективное использование атмосферного кислорода для работы двигательной установки аппарата в процессе его разгона до орбитальной скорости.

Техническим результатом, достигаемым при использовании изобретения, является более эффективное использование атмосферного кислорода для работы двигательной установки аппарата, что позволяет уменьшить массу заправляемого в бортовые емкости жидкого окислителя, соответственно увеличить массу полезной нагрузки.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном межорбитальном воздушно-космическом аппарате, содержащем связанные между собой с возможностью отделения дозвуковой самолет-разгонщик, снабженный турбореактивной двигательной установкой, выполненную по самолетной схеме промежуточную разгонную ступень, снабженную ракетной двигательной установкой, и орбитальный самолет, причем промежуточная разгонная ступень и орбитальный самолет размещены на фюзеляже дозвукового самолета-разгонщика, промежуточная разгонная ступень снабжена дополнительно прямоточным воздушно-реактивным двигателем.

На фиг. 1 представлен общий вид межорбитального воздушно-космического аппарата в сборе; на фиг.2 вид сверху на фиг. 1; на фиг.3 вид спереди на фиг. 1 в сечении А-А; на фиг.4 общий вид межорбитального воздушно-космического аппарата после отделения дозвукового самолета-разгонщика; на фиг.5 вид спереди на фиг.4; на фиг.6 общий вид дозвукового самолета-разгонщика.

Межорбитальный воздушно-космический аппарат (МВКА) содержит дозвуковой самолет-разгонщик 1, снабженный турбореактивной двигательной установкой 2, промежуточную разгонную ступень 3, снабженную комбинированной двигательной установкой 4, включающей в себя прямоточный воздушно-реактивный двигатель и жидкостный ракетный двигатель, орбитальный самолет 5.

Самолет-разгонщик 1 снабжен стреловидным крылом 6, двухкилевым разнесенным вертикальным оперением 7 и верхнерасположенным горизонтальным оперением 8.

В верхней части фюзеляжа самолета-разгонщика 1 выполнена выемка, повторяющая по форме обводы нижней части фюзеляжа промежуточной разгонной ступени 3, что обеспечивает при сборке МВКА "утапливание" разгонной ступени 3 в обводах самолета-разгонщика и улучшение аэродинамических свойств МВКА. При этом двигательная установка 4 разгонной ступени 3 размещена между килями 7 самолета-разгонщика 1 в канале 9, выполненном в хвостовой части фюзеляжа самолета-разгонщика 1.

Кабина 10 экипажа самолета-разгонщика размещена на передней нижней части фюзеляжа. Промежуточная разгонная ступень 3 связана с дозвуковым самолетом-разгонщиком 1 посредством разъемных стыковочных узлов 11. Орбитальный самолет 5 связан с промежуточной разгонной ступенью посредством разъемных стыковочных узлов 12.

Межорбитальный воздушно-космический аппарат работает следующим образом. Горизонтальный взлет, набор высоты до 20 км и разгон до скорости 1000-1100 км/час осуществляется с использованием двигательной установки дозвукового самолета-разгонщика 1.

При достижении высоты порядка 20 км и скорости полета 800-1100 км/час запускается прямоточный воздушно-реактивный двигатель промежуточной разгонной ступени, после чего промежуточная разгонная ступень 3 с размещенным на ней орбитальным самолетом 5 отделяется от дозвукового самолета-разгонщика и переводится в режим пикирования, а дозвуковой самолет-разгонщик возвращается на аэродром базирования.

Перевод в режим пикирования необходим для разгона промежуточной ступени 3 с орбитальным самолетом 5 до сверхзвуковых скоростей, на которых обеспечивается номинальный режим работы прямоточного воздушно-реактивного двигателя, после чего МВКА выводится из пикирования, а прямоточный воздушно-реактивный двигатель промежуточной разгонной ступени 3 обеспечивает разгон МВКА до скорости 1,2-1,5 км/с с набором высоты до 30 км.

На высоте около 30 км включаются жидкостные ракетные двигатели промежуточной разгонной ступени 3, и осуществляется разгон МВКА до скорости 3-4 км/с и высоты полета 40-50 км.

На высоте 40-50 км осуществляется включение двигательной установки орбитального самолета 5 и его отделение от промежуточной разгонной ступени 3.

Промежуточная разгонная ступень 3 возвращается на аэродром базирования, а орбитальный самолет 5 разгоняется до достижения необходимой орбитальной скорости и выводится на расчетную орбиту.

Формула изобретения

Межорбитальный воздушно-космический аппарат, содержащий связанные между собой с возможностью отделения дозвуковой самолет-разгонщик, снабженный турбореактивной двигательной установкой, выполненную по самолетной схеме промежуточную разгонную ступень, снабженную жидкостной ракетной двигательной установкой, и орбитальный самолет, причем промежуточная разгонная ступень и орбитальный самолет размещены на фюзеляже дозвукового самолета-разгонщика, отличающийся тем, что промежуточная разгонная ступень снабжена дополнительно прямоточным воздушно-реактивным двигателем.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6