Способ пуска ракет (варианты) и транспортная система для его осуществления

 

Использование: в ракетно-космической технике и направлено на повышение эффективности транспортных систем путем одновременного выведения нескольких полезных нагрузок на различные орбиты и широкого использования ракет, снимаемых с вооружения в рамках конверсии. Сущность изобретения: осуществляют запуск одновременно нескольких ракет с полезными нагрузками, состыкованных в единую транспортную систему. При этом ракеты могут разгоняться на активном участке траектории единым разгонным блоком, представляющим собой ступень более мощной ракеты. Двигатели ракет могут быть сначала вообще выключены и включаться только после отделения ракет от единого разгонного блока, либо включаться сразу, запитываясь от бака разгонного блока, а после отделения от него переходить на собственное топливо. После отделения от разгонного блока ракеты продолжают полет по собственным траекториям, выводя полезные нагрузки на разные орбиты. 3 с.п. ф-лы, 15 ил.

Известна транспортная система и способ пуска ракет (см. патент США N 4724738, кл. В 64 G 1/40, 1988).

Транспортная космическая система содержит разгонную первую ступень, ускорители второй ступени, ракеты с полезными нагрузками, соединенные с разгонной ступенью, и полезную нагрузку под обтекателем.

После срабатывания первой ступени и ускорителей второй ступени полезная нагрузка выводится на свою орбиту, а каждая ракета с полезной нагрузкой выводится на свою орбиту по собственной траектории.

Задачей изобретения является создание эффективной транспортной системы и способа ее пуска путем обеспечения выведения на разные орбиты разных полезных нагрузок. При этом возможно использование снимаемых с вооружения боевых баллистических ракет.

Поставленная задача решается тем, что в способе пуска ракет, основанном на их совместном движении на активном участке траектории с помощью общего разгонного блока при выключенных двигателях ракет, отделении ракет от общего блока и их дальнейшем движении по собственным траекториям, двигатели ракет включают либо непосредственно перед отделением, либо сразу после отделения ракет от общего разгонного блока.

Задача решается также тем, что в способе пуска ракет, основанном на их совместном движении на активном участке траектории с помощью общего разгонного блока, отделении ракет от общего разгонного блока и их дальнейшем движении по собственным траекториям, движение ракет на активном участке траектории осуществляют при включенных двигателях ракет, топливо для которых подают из баков разгонного блока, а после отделения ракет из собственных баков ракет.

Задача решается также тем, что транспортная система, содержащая разгонный блок с собственными баками и двигателями, ракеты с баками и двигателями, твердотопливные ускорители, систему управления и устройства разделения, снабжена верхним и нижним сбрасываемыми обтекателями, а топливные баки разгонного блока соединены магистралями подачи окислителя и горючего через обратные клапаны и отрывные гидроразъемы с двигателями ракет.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 показан общий вид транспортной системы с выключенными двигателями ракет; на фиг.2 то же, с включенными двигателями ракет, работающими от бака разгонного блока; на фиг.3 то же; на фиг.4 гидравлическая схема транспортной системы, показанной на фиг.1; на фиг. 5 гидравлическая схема транспортной системы, показанной на фиг.2; на фиг. 6 гидравлическая схема транспортной системы, показанной на фиг.3; на фиг. 7 отделение ракет от разгонного блока; на фиг.8 - кинематическая схема крепления ракеты к разгонному блоку; на фиг.9 то же; на фиг.10 то же; на фиг. 11 то же; на фиг.12 то же; на фиг. 13 то же; на фиг.14 схема траекторий ракет; на фиг.15 то же.

Транспортная система содержит разгонный блок 1, ракеты 2, верхний 3 и нижний 4 обтекатели, полезную нагрузку 5. Ракеты 2 содержат полезную нагрузку 5, пристыкованную к их последним ступеням посредством систем разделения. Ракеты 2 связаны с разгонным блоком 1 посредством фиксаторов 6 и систем разведения.

Транспортная система может выполняться в трех вариантах "пассивном" (фиг.1, 4 89), "совместном" (фиг.2, 5, 10 и 11) и "активном" (фиг.3, 6, 12 и 13). "Пассивный" вариант предусматривает использование в качестве двигателей разгонного блока 1 и ракет 2 как жидкостных, так и твердотопливных двигателей. Два других варианта предусматривают использование жидкостных двигателей.

В "пассивном" варианте ракеты 2 крепятся к разгонному блоку 1 посредством фиксаторов 6 и опираются донными частями на кронштейны 7 блока 1. Разгонный блок 1 содержит шарнирные штанги 8 и 9 с пружинами (упругими элементами) 10 и 11, связанные с ответными упорами ракет 2, и представляют собой систему разведения. Для улучшения аэродинамики разгонный блок 1 снабжен обтекателями 3 и 4, которые могут быть выполнены секционными и связанными пирокреплениями с блоком 1.

Второй (совместный) вариант транспортной системы предусматривает использование жидкостных ракетных двигателей на ракетах и разгонном блоке и гидравлическую связь между ними. Магистрали горючего и окислителя ракет 4 содержат над баками нормально закрытые пиромембраны 12 и связаны с аналогичными магистралями блока 1 посредством отрывных гидроразъемов 13 и обратных клапанов. Силовая схема этого варианта также предусматривает наличие кронштейна 7, аналогичного предыдущему варианту, а также верхних упоров 14, толкающих пружин 15 (фиг.10) и фиксаторов 6, входящих в систему разведения. Ракеты 2 снабжены выступами для упоров 14.

Третий (активный) вариант предусматривает использование в качестве блока 1 топливного бака с горючим и окислителем, связанного гидромагистралями (фиг. 6) с ракетами 2, аналогично второму варианту, при этом на ракетах 2 также предусмотрено наличие жидкостных двигателей, а силовая схема (фиг.12) содержит шарнирные штанги 8 и 9, аналогичные первому варианту, обратные упоры и фиксаторы 6, образующие вместе систему разведения.

Транспортная система содержит единую систему управления, которая может размещаться на разгонном блоке 1 и связана с двигателями блока 1 и ракет 2 фиксаторами 6, пирокреплениями обтекателей 3, 4, пиромембранами 12.

В исходном положении транспортная система собрана в единое целое, баки разгонного блока 1 и ракет 2 заправлены топливом, ракеты 2 закреплены фиксаторами 6 к блоку 1 с учетом центровки, в систему управления введена программа полета, транспортная система размещена на пусковом устройстве.

При пуске транспортной системы включают реактивные двигатели либо только разгонного блока 1 (пассивный вариант), либо только ракет 2 (активный вариант), либо и тех и других одновременно (совместный вариант). Транспортная система поднимается вверх по активному участку траектории.

Если заданные наклонения орбит полезных нагрузок 5 близки, то помимо вертикальной составляющей вектора скорости транспортная система набирает и горизонтальную составляющую, двигаясь по дуге ОА (фиг.14) по азимуту в пределах углов наклонения орбит. Если полезные нагрузки 5 следует вывести на разные орбиты, то транспортная система поднимается вертикально (фиг.15).

На участке ОА (фиг.14) при пассивном варианте работает двигатель блока 1, а двигатели ракет 2 выключены, при совместном и активном вариантах двигатели ракет 2 включены и потребляют топливо только из баков блока 1, сохраняя свое топливо. После израсходования топлива из баков блока 1 происходит отделение ракет 2 (точка А на фиг.14, 15).

Отделение ракет 2 происходит следующим образом. При пассивном варианте включаются двигатели ракет 2, раскрывается фиксатор 6 и сбрасываются обтекатели 3, 4 (фиг. 7). Благодаря возросшей тяге ракеты 2 начинают обгонять блок 1 (фиг.9), а штоки 8, 9 проворачиваются в шарнирах под действием пружин 10, 11 и отталкивают ракеты 2 на безопасное расстояние.

При совместном варианте (фиг.2) после выключения двигателя блока 1 также раскрывается фиксатор 6 и пружины 15 отталкивают ракеты 2 от блока 1, сбрасывая их с кронштейнов 7 и упоров 14 (фиг.11). Разъемы 13 при этом открываются, а обратные клапаны обеспечивают герметичность гидромагистралей ракет 2.

После отделения от блока 1 ракеты 2 продолжают разгонять полезные нагрузки 5 при помощи своих двигателей на участке АБ (фиг.14, 15), сообщая им скорость, достаточную для вывода их на орбиты с требуемыми параметрами.

При использовании изобретения возможно обеспечить выделение одновременно нескольких космических аппаратов на орбиты с различными параметрами; использовать снимаемые с вооружения баллистические ракеты и, тем самым, экономить средства и ресурсы, расходуемые как на создание ракет-носителей, так и на уничтожение боевых ракет в рамках конверсии. 13

Формула изобретения

1. Способ пуска ракет, основанный на их совместном движении на активном участке траектории с помощью общего разгонного блока при выключенных двигателях ракет, отделении ракет от общего блока и их дальнейшем движении по собственным траекториям, отличающийся тем, что двигатели ракет включают либо непосредственно перед отделением, либо сразу после отделения ракет от общего разгонного блока.

2. Способ пуска ракет, основанный на их совместном движении на активном участке траектории с помощью общего разгонного блока, отделении ракет от общего разгонного блока и их дальнейшем движении по собственным траекториям, отличающийся тем, что движение ракет на активном участке траектории осуществляют при включенных двигателях ракет, топливо для которых подают из баков разгонного блока, а после отделения ракет из собственных баков ракет.

3. Транспортная система для пуска ракет, содержащая разгонный блок с топливными баками и двигателями, ракеты с баками и двигателями, твердотопливные ускорители, систему управления и устройства разделения, отличающаяся тем, что она снабжена верхним и нижним сбрасываемыми обтекателями, а топливные баки разгонного блока соединены магистралями подачи окислителя и горючего через обратные клапаны и отрывные гидроразъемы с двигателями ракет.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10, Рисунок 11, Рисунок 12, Рисунок 13, Рисунок 14, Рисунок 15