Узел стыковки ступеней ракеты

 

Изобретение относится к области ракетной техники. Узел стыковки ступеней ракеты содержит телескопически соединенные с образованием разделительной полости и возможностью отделения под действием давления детали стартовой и маршевой ступеней с элементами фиксации. Узел снабжен газодинамическим компенсатором в виде двух телескопически соединенных втулок, образующих дополнительную полость, сообщенную с разделительной полостью расходным отверстием, диаметр которого выбран из условия превышения времени нарастания давления в дополнительной полости до давления расстыковки над временем, необходимым для запуска стартовой ступени. Изобретение позволяет повысить надежность работы узла стыковки ступеней ракеты. 1 ил.

Изобретение относится к ракетной технике и может быть использовано в конструкции ракет для соединения их составных частей, преимущественно для имитации натурных условий работы при стендовых испытаниях.

Известен узел стыковки двух частей ракеты, отделяющихся под действием давления (патент России 2127862, F 42 B 15/36, 1999).

Усилие расстыковки, действующее на указанный узел при штатном запуске ракеты из пусковой трубы, складывается из двух составляющих: - воздействия внутреннего давления в разделительной полости; - воздействия внешнего давления в полости, образованной пусковой трубой и стартовой ступенью при ее срабатывании.

При стендовых испытаниях маршевая ступень закреплена на стенде, пусковая труба отсутствует, и усилие расстыковки достигается только за счет внутреннего давления, что приводит к нерасчетному повышению давления в разделительной полости и соответственно в маршевой ступени, что может привести к ее разрушению, кроме того, становится проблематичным запуск стартовой ступени.

Технической задачей настоящего изобретения является повышение надежности работы конструкции.

Технический результат достигается за счет того, что узел стыковки ступеней ракеты, содержащий телескопически соединенные с образованием разделительной полости и возможностью отделения под действием давления детали стартовой и маршевой ступеней с элементами фиксации, снабжен газодинамическим компенсатором в виде двух телескопически соединенных наружных втулок с уплотнением между ними, образующих дополнительную полость, сообщенную с разделительной полостью расходным отверстием, при этом диаметр расходного отверстия выбран из условия превышения времени нарастания давления в дополнительной полости до давления расстыковки над временем, необходимым для надежного запуска стартовой ступени.

Надежность конструкции достигается за счет введения дополнительной полости, т. е. за счет увеличения площади узла стыковки, на которую действует давление, и следовательно, понижения давления.

На чертеже заявляемого узла стыковки ступеней ракеты 1 - маршевая ступень, 2 - стартовая ступень, 3 - разделительная полость, 4 - узел расстыковки, 5 и 6 - телескопические втулки, 7 - дополнительная полость, 8 - уплотнение, 9 - расходное отверстие,10 - отверстие газосвязи.

При стендовых испытаниях узла стыковки маршевую ступень 1 неподвижно закрепляют на стенде. Маршевая ступень 1, разделительная полость 3 и стартовая ступень 2 являются сообщающимися за счет отверстия 10, разделительная полость 3 соединена посредством отверстия 9 с дополнительной полостью 7 таким образом, маршевая 1, стартовая 2 ступени, а также разделительная 3 и дополнительная 7 полости являются газосвязанными. При запуске двигателя в маршевой ступени 1 повышается давление, а за счет газосвязанности оно повышается во всех сообщающихся с ней полостях. На узел расстыковки 4 действуют усилия от давления в разделительной полости 3 и от давления в дополнительной полости 7, в результате чего происходит расстыковка ступеней. Причем время расстыковки увеличивается за счет медленного нарастания градиента давления в дополнительной полости, обусловленного диаметром расходного отверстия 9. Величина диаметра расходного отверстия 9 выбирается такой, чтобы время нарастания давления в дополнительной полости 7 до величины, обеспечивающей расстыковку маршевой 1 и стартовой 2 ступеней, было больше времени, необходимого для надежного запуска стартовой ступени 2, что исключает возможное ее выключение после расстыковки.

Таким образом, использование изобретения позволит приблизить условия проведения испытаний к натурным, исключить превышение давления в маршевой ступени над расчетным значением, обеспечить надежный запуск стартовой ступени, что повышает надежность работы узла стыковки ступеней ракеты в целом.

Формула изобретения

Узел стыковки ступеней ракеты, содержащий телескопически соединенные с образованием разделительной полости и возможностью отделения под действием давления детали стартовой и маршевой ступеней с элементами фиксации, отличающийся тем, что он снабжен газодинамическим компенсатором в виде двух телескопически соединенных наружных втулок с уплотнением между ними, образующих дополнительную полость, сообщенную с разделительной полостью расходным отверстием, при этом диаметр расходного отверстия выбран из условия превышения времени нарастания давления в дополнительной полости до давления расстыковки над временем, необходимым для надежного запуска стартовой ступени.

РИСУНКИ

Рисунок 1