Способ вывода ракеты на околоземную орбиту

 

Изобретение относится к аэрокосмической технике, а именно к выводу ракеты с полезным грузом на околоземную орбиту. Согласно изобретению при выведении закрепляют ракету на планере, соединяя планер и ракету о несколькими летательными аппаратами (ЛА). Все ЛА соединяют друг с другом шарнирно посредством штанги, а планер и ракету последовательно соединяют тягой через ролик и трос с данной штангой. Включение двигателя ракеты и ее отсоединение от тяги осуществляют после набора ЛА предельной высоты и максимальной скорости полета. Планер и ЛА после их разъединения (и отсоединения ЛА от штанги) возвращают на поверхность Земли. В качестве ЛА могут быть использованы серийные самолеты. Изобретение позволяет расширить функциональные и тактико-технические возможности способа выведения полезных грузов на орбиту. 1 ил.

Изобретение относится к аэрокосмической технике, а именно к выводу ракеты с грузом, например искусственным спутником или межпланетной станцией, на околоземную орбиту.

Известен способ пуска управляемой ракеты с летательного аппарата путем ее транспортировки совместно с этим летательным аппаратом и пуска ее в расчетной точке (патент США N 5137193, МПК B 64 D 1/00, 1992); аналогично действует система "Буран" с ракетой на фюзеляже орбитальной ступени, которая отсоединяется при включении двигателей ракеты.

Недостатками известной схемы запуска ракеты на околоземную орбиту можно считать: - необходимость повышения мощности двигателей летательного аппарата, т. к. масса ракеты добавляется к массе летательного аппарата, - возрастание аэродинамического сопротивления на участке совместного движения, т. к. ракета крепится так, что это приводит к увеличению площади всего комплекса, которая взаимодействует с набегающим потоком.

Наиболее близким к изобретению является способ вывода ракеты на околоземную орбиту, включающий закрепление ракеты на планере, соединение планера при посредстве троса с летательным аппаратом, взлет и полет летательного аппарата с планером, отсоединение планера от летательного аппарата и ракеты от планера после набора скорости в атмосфере и включение двигателя ракеты (заявка PCT WO 96/15941 A1, опубл. 30.05.96).

Недостатком известного способа является ограниченное число буксирующих летательных аппаратов (фактически - одного), выводящих ракету с планером на траекторию разгона ракеты.

Целью изобретения является использование одновременно нескольких серийных летательных аппаратов реактивных (самолетов) для расширения функциональных и тактико-технических возможностей способа.

Поставленная цель достигается тем, что ракету и планер соединяют с несколькими летательными аппаратами (самолетами) - тягой через штангу, соединяющую летательные аппараты шарнирно, трос, закрепленный на концах штанги, и ролик, соединяющий тягу последовательно с планером и ракетой с возможностью отделения тяги, при этом включение двигателя ракеты и ее отсоединение от тяги осуществляют после набора предельной высоты и максимальной скорости полета.

Сущность способа поясняется нижеследующим.

Планер предназначен для обеспечения взлета и удержания ракеты в полете в воздушных слоях, и его конструкция должна быть упрощена до предела, т.к. фактически только его несущие поверхности обеспечивают летные качества при взлете, наборе скорости в плотных слоях атмосферы. Желательно, чтобы на планере был оператор для последующего спуска планера, либо планированием, либо на парашюте (для многоразового использования). Его масса позволит с учетом площади крыльев осуществить любой из вариантов. Даже двигатель с ресурсом работы 10-15 минут может быть здесь использован.

Летательные аппараты могут быть использованы как при параллельном, так и при последовательном их соединении. Это обеспечивается штангой, которая соединена шарнирно с каждым летательным аппаратом. Взлет выгоднее осуществлять при параллельном соединении летательных аппаратов. Если сила тяги в процессе полета у летательных аппаратов различна или один из летательных аппаратов не позволяет получить требуемую тягу, то планер своим роликом переместится в положение, которое позволит получить равновесие в системе сил тяги. Если же один из аппаратов неисправен, то он отсоединяет свое крепление к шарниру и уходит с курса. Отсоединение осуществляется любым силовым механизмом, например гидравлическим.

Возможна перестройка летательных аппаратов "цугом". При этом их общая штанга повернется примерно на 90^o. При повороте штанга пройдет мимо элементов летательных аппаратов, т.к. шарниры их предусмотрительно размещены в параллельной плоскости выше или ниже корпуса каждого летательного аппарата (лучше выше, чтобы не получилось пересечение шасси, которое может быть выдвижным). При повороте штанги ролик ракеты будет скользить по тросу, и летательные аппараты с тягой и планером займут положение примерно на одной оси.

Сущность изобретения поясняется прилагаемым чертежом.

На чертеже представлен вид сверху на комплекс, реализующий способ по данному изобретению. Планер 1 несет расположенную на нем ракету 2, которая удерживается сзади упорами 3 на планере 1. Передняя часть ракеты удерживается ловителем 4, к которому через тягу (B) подсоединен трос 5, опирающийся на ролики 6 на краях штанги 7 и тяги. К штанге 7 присоединены летательные аппараты 8, например, тягами 9 на поворотных шарнирах 10.

После получения необходимых параметров для отсоединения ракеты 2 можно отсоединить трос 5 подрывом, если планер 1 предполагается бросить. Возможен запуск ракеты 2 без отсоединения планера. Когда ракета 2 запустит двигатели и наберет скорость больше скорости остального комплекса, она отойдет от упоров 3, откинет ловитель 4 и потеряет контакт с планером 1. Оставшийся комплекс уйдет вниз, при этом схема его соединения позволяет избежать воздействия реактивной струи ракеты. Трос 5 может закрепляться управляемым зажимом для снижения влияния разности тяг и фиксации штанги в пространстве.

Способ согласно примеру его реализации осуществляется следующим образом.

После набора скорости и выхода из плотных слоев атмосферы отсоединяют планер, и он начинает отставать от общей группы комплекса. (Поэтому планер должен иметь продольные направляющие и упор сзади для ракеты, чтобы этот маневр был осуществлен).

После набора максимальной скорости, которую могут обеспечить используемые летательные аппараты, включают двигатели ракеты, она начинает повышать скорость и откидывать ловитель своей передней оконечности.

Следует иметь в виду, что расстояние по фронту между шарнирами летательных аппаратов должно быть не менее трех габаритов по оси летательных аппаратов, чтобы при перестройке "в колонну" не было значительного воздействия струи реактивного двигателя на сзади идущий летательный аппарат. Чем расстояние больше, тем лучше.

После отсоединения ракеты штанга с тросом и тягой может быть отсоединена от всех летательных аппаратов и остаться закрепленной только на крайнем аппарате; строй распадается, и посадка осуществляется индивидуально. Некоторая сложность может возникнуть с летательным аппаратом, на котором закреплена штанга. Возможен случай ее сброса на определенное место у взлетно-посадочной полосы (на мягкое основание и с малой высоты).

Таким образом, пример реализации способа показывает, что достигается поставленная цель: использование нескольких серийных летательных аппаратов (самолетов) при экономии топлива и практически осуществимых способах пилотажа (управления комплексом), что позволяет также расширить диапазон использования ракет и мест их запуска.

Формула изобретения

Способ вывода ракеты на околоземную орбиту, включающий закрепление ракеты на планере, соединение планера при посредстве троса с летательным аппаратом, взлет и полет летательного аппарата с планером, отсоединение планера от летательного аппарата и ракеты от планера после набора скорости в атмосфере и включение двигателя ракеты, отличающийся тем, что для взлета и полета используют дополнительные летательные аппараты, причем все летательные аппараты соединяют шарнирно посредством штанги, планер и ракету последовательно соединяют тягой через ролик и трос со штангой, а включение двигателя ракеты и ее отсоединение от тяги осуществляют после набора летательными аппаратами предельной высоты и максимальной скорости полета.

РИСУНКИ

Рисунок 1