Космический летательный аппарат

 

Изобретение относится к аэрокосмической технике, а именно к пилотируемым как в атмосфере, так и в космосе летательным аппаратам, и может быть применено для полетов на другие планеты. Космический аппарат содержит теплоизолированный корабль, внутри которого размещены двигательные установки, топливные баки, системы энергоснабжения, управления полетом, навигации, связи и контроля, жизнеобеспечения экипажа, отсек полезной нагрузки, кабина экипажа, в которой размещен пульт управления всеми системами. Корабль помещен внутрь оболочки из жаропрочного материала, имеющей форму эллипсоида. В последнем вырезаны окна, в проемы которых установлены турбинные лопатки. Окна и турбинные лопатки размещены в эллипсоиде на пути воздействия на оболочку газовых струй от двигательных установок корабля таким образом, чтобы эти газовые струи проходили через окна напрямую. В теплоизолированном корпусе корабля и в жаропрочной оболочке в районе полюсов вращения смонтирована электромагнитная система торможения в виде катушек, расположенных на теплоизолированном корпусе корабля, и "беличьей клетки", расположенной в жаропрочной оболочке. Теплоизолированный корабль в предстартовом состоянии фиксируется внутри жаропрочной оболочки при помощи выдвижных телескопических опор, которые после старта втягиваются внутрь корабля. Со стороны одного из полюсов вращения смонтирована стартово-посадочная платформа. Изобретение позволяет снизить энергетические затраты на запуск и выход в космическое пространство, а также улучшить летные характеристики аппарата при высокой его маневренности. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к аэрокосмической технике, а именно к пилотируемым как в атмосфере Земли, так и в космосе, летательным аппаратам, и может быть применено для полетов на другие планеты.

Известен летательный аппарат для околоземных космических полетов, содержащий корпус, установленную в корпусе подвижную массу, выполненную в виде маховика и снабженную приводом вращения относительно корпуса, энергодвигательную систему, а также вспомогательные системы /1/.

Недостатком этого летательного аппарата является трудность реализации полета в космосе, в силу специфичности предложенной конструкции и ожидаемых больших перегрузок на экипаж в момент старта.

Известен также многоразовый транспортный воздушно-космический аппарат, содержащий корпус-крыло, выполненное в виде круглого диска, основную и вспомогательную двигательные установки, аэродинамические поверхности стабилизации и управления, систему управления, топливные баки, бортовую энергетическую установку, отсек полезной нагрузки, кабину экипажа и шасси /2/.

Недостатком этого летательного аппарата является то, что для вылета в космос требуется ракетная установка, которая по своим энергетическим характеристикам мало экономична.

Наиболее близким из рассмотренных аналогов по технической сущности и достигаемому эффекту, а также базовым объектом, является техническое решение по авт. св. 862543 от 23.06.92, Б.И. 23.

Цель изобретения - снижение энергетических затрат на запуск и выход в космическое пространство. А так же улучшение летных характеристик аппарата при высокой его маневренности.

Поставленная цель достигается тем, что известный космический летательный аппарат, содержащий теплоизолированный корабль, внутри которого размещены двигательные установки, топливные баки, системы: энергоснабжения, управления полетом, навигации, связи и контроля, жизнеобеспечения экипажа, отсек полезной нагрузки, кабина экипажа, в которой размещен пульт управления всеми системами, помещен внутрь оболочки из жаропрочного материала, имеющий форму эллипсоида, в последнем вырезаны окна, в проемы которых установлены турбинные лопатки, окна и турбинные лопатки размещены в эллипсоиде на пути воздействия на оболочку газовых струй от двигательных установок корабля, таким образом, чтобы эти газовые струи проходили через окна напрямую, а в теплоизолированном корпусе корабля и в жаропрочной оболочке в районе полюсов вращения смонтирована электромагнитная система торможения в виде катушек, расположенных на теплоизолированном корпусе корабля, и "беличьей клетки", расположенной в жаропрочной оболочке, причем теплоизолированный корабль в предстартовом состоянии фиксируется внутри жаропрочной оболочки при помощи выдвижных телескопических опор, которые после старта втягиваются во внутрь корабля, кроме того. Со стороны одного из полюсов вращения смонтирована стартовопосадочная платформа.

При проведении патентных исследований не выявлено технических решений, порочащих новизну и существенность отличий изобретения.

Сущность изобретения поясняется нижеследующим описанием и прилагаемыми чертами, где на фиг.1 и 2 изображен схематично космический летательный аппарат.

Космический летательный аппарат содержит теплоизолированный корабль 1, внутри которого размещены двигательные установки 2, топливные баки, системы: энергоснабжения, управления полетом, навигации, связи и контроля, жизнеобеспечения экипажа, отсек полезной нагрузки, кабина экипажа, в которой размещены пульт управления всеми системами (непронумерованные и названные части космического корабля на чертеже не показаны, чтобы лишний раз не затемнять чертеж).

Теплоизолированный корабль 1 помещен внутрь оболочки 3 из жаропрочного материала, имеющий форму эллипсоида, в последнем вырезаны окна 4, в проемы которых установлены турбинные лопатки 5, окна 4 и турбинные лопатки 5 размещены в эллипсоиде на пути воздействия на оболочку 3 газовых струй от двигательных установок 2 корабля 1, таким образом, чтобы эти газовые струи проходили через окна 4 напрямую.

В теплоизолированном корпусе корабля 1 и в жаропрочной оболочке 3 в районе полюсов вращения смонтирована электромагнитная система торможения в виде катушек 6, расположенных на теплоизолированном корпусе корабля 1, и "беличьей клетки" 7, расположенной в жаропрочной оболочке 3. В предстартовом состоянии корабль 1 фиксируется внутри жаропрочной оболочки 3 при помощи выдвижных телескопических опор 8, которые после старта втягиваются во внутрь корабля. Со стороны одного из полюсов вращения смонтирована стартовопосадочная платформа 9. Кроме того, в районе полюсов вращения размещены входные люки снабжены телескопической системой 12, которая втягивается во внутрь корабля после посадки экипажа.

Космический летательный аппарат работает следующим образом. Предстартовое положение корабля 1 показано на фиг.1, при этом телескопические опоры 8, оконцованные колесами, фиксируют корпус корабля 1 внутри оболочки 3. Запускаются двигательные установки 2. Раскаленные газовые струи, создав давление внутри оболочки 3, вырываются наружу через оконные проемы 4. При этом, взаимодействуя с турбинными лопатками 5, газовые струи раскручивают оболочку 3. После набора оборотов последней, телескопические опоры 8 втягиваются во внутрь корабля 1, который остается в подвешенном состоянии, поскольку находится под действием электромагнитного поля, создаваемого обмотками катушек 6 и 7, расположенными в районе полюсов вращения. Как только оболочка 3 раскрутилась до требуемых оборотов, двигательные установки 2 выключаются. Теперь, чтобы взлететь достаточно на короткие промежутки времени включить пару нижних двигателей 2. Газовые струи от нижних двигателей 2, проходя напрямую через окна 4 и взаимодействуя с турбинными лопатками 5, раскручивают оболочку 3 и создают подъемную силу. В этом случае корабль 1 начнет подниматься вверх, увлекая за собой и оболочку 3. Поднявшись вверх и прекратив импульсное включение двигателей 2, космический летательный аппарат зависнет в атмосфере. Теперь, чтобы выйти в космическое пространство, достаточно импульсно включить. Например, пару левых двигателей 2. Возникнет эксцентриситет, космический аппарат получит ускорение, достаточное для того, чтобы выйти в космос. В космосе же космический аппарат будет двигаться за счет воздействия солнечных лучей. В этом случае двигатели 2 импульсно включаются только для выбора орбиты движения аппарата. При возвращении на Землю процедура управления космическим аппаратом производится в обратном порядке. При залете в атмосферу Земли, аппарат зависает, эксцентриситет равен нулю, импульсно включаются двигатели 2 и производится мягкая посадка на платформу 9. После этого выдвигаются телескопические опоры 8 и включается система электродинамического торможения. После остановки оболочки 3 выдвигаются телескопические входные люки, раздраиваются входы и экипаж выходит наружу.

Предлагаемая конструкция космического аппарата основана на реально существующей закономерности движения физических тел и поэтому не требует для выхода в космос таких больших энергетических затрат.

Источники информации 1. Патент РФ 2030339, МКИ В 64 G 1/40.

2. Авт. св. СССР 862543, МКИ В 64 G 1/44.

Формула изобретения

1. Космический летательный аппарат, содержащий теплоизолированный корабль, внутри которого размещены двигательные установки, топливные баки, системы энергоснабжения, управления полетом, навигации, связи и контроля, жизнеобеспечения экипажа, отсек полезной нагрузки, кабина экипажа, в которой размещен пульт управления всеми системами, отличающийся тем, что этот корабль помещен внутрь оболочки из жаропрочного материала, имеющей форму эллипсоида, в последнем вырезаны окна, в проемы которых установлены турбинные лопатки, окна и турбинные лопатки размещены в эллипсоиде на пути воздействия на оболочку газовых струй от двигательных установок корабля таким образом, чтобы эти газовые струи проходили через окна напрямую.

2. Космический летательный аппарат по п. 1, отличающийся тем, что в теплоизолированном корпусе корабля и в жаропрочной оболочке в районе полюсов вращения смонтирована электромагнитная система торможения в виде катушек, расположенных на теплоизолированном корпусе корабля, и "беличьей клетки", расположенной в жаропрочной оболочке.

3. Космический летательный аппарат по п. 1, отличающийся тем, что теплоизолированный корабль в предстартовом состоянии фиксируется внутри жаропрочной оболочки при помощи выдвижных телескопических опор, которые после старта втягиваются внутрь корабля.

4. Космический летательный аппарат по п. 1, отличающийся тем, что со стороны одного из полюсов вращения смонтирована стартово-посадочная платформа.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2