способ разделения ступеней ракеты-носителя пакетной схемы

Формула изобретения

1. Способ разделения ступеней ракеты-носителя пакетной схемы, характеризующийся тем, что в расчетный момент времени разрывают нижние узлы связи, разворачивают первую ступень вокруг верхних узлов связи за счет силы тяги двигателей первой ступени, разрывают верхний узел связи и производят отвод передней части первой ступени от второй ступени, отличающийся тем, что угол и скорость поворота первой ступени относительно верхнего узла связи регулируют углом поворота сопел двигателей первой ступени, разрыв верхнего узла связи производят в момент, когда ускорение первой ступени становится равным ускорению второй ступени, после чего производят отвод передней части первой ступени от второй ступени с помощью отталкивающей силы.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что отталкивающую силу при отводе передней части первой ступени от второй ступени производят двигателями реактивной системы управления многоразовой первой ступени.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что отталкивающую силу при отводе передней части первой ступени от второй ступени производят пружинными толкателями.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что отталкивающую силу при отводе передней части первой ступени от второй ступени производят пневматическими толкателями.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что отталкивающую силу при отводе передней части первой ступени от второй ступени производят пиротолкателями.

6. Способ по п.1, отличающийся тем, что отталкивающую силу при отводе передней части первой ступени от второй ступени производят пороховыми реактивными двигателями.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к космической технике и может использоваться при разработке способов разделения ступеней ракеты-носителя пакетной схемы.

Из патентной литературы известен способ разделения ступеней ракеты-носителя (РН) пакетной схемы, характеризующийся тем, что в расчетный момент времени разрывают нижние узлы связи, разворачивают первую ступень вокруг верхних узлов связи за счет силы тяги двигателей первой ступени, разрывают верхний узел связи и производят отвод передней части первой ступени от второй ступени (см., например, патент РФ № 2149125, МКИ B64G 1/00, 1/14, 1/40, 1999 г., патент РФ № 2306242, МКИ B64G 1/00,1/22, 2006 г., патент РФ № 2368542, МКИ B64G 1/00, 2008 г.).

Недостатком известных технических решений является неконтролируемость и нерегулируемость момента разрыва верхнего узла связи первой и второй ступеней и отвода боковых блоков.

Задачей данного изобретения является создание способа разделения ступеней ракеты-носителя пакетной схемы с достижением технического результата - управляемости процесса разворота первой ступени и использования тяги (последействия) выключенных двигателей первой ступени, а также снижения, до минимальных, нагрузок, действующих на узлы связи первой и второй ступеней при их разделении, что в конечном итоге приводит к повышению надежности, а также расширению арсенала технических средств и приемов проведения способа разделения.

Эта задача решается тем, что в способе разделения ступеней ракеты-носителя пакетной схемы, характеризующемся тем, что в расчетный момент времени разрывают нижние узлы связи, разворачивают первую ступень вокруг верхних узлов связи за счет силы тяги двигателей первой ступени, разрывают верхний узел связи и производят отвод передней части первой ступени от второй ступени, в соответствии с изобретением, угол и скорость поворота первой ступени относительно верхнего узла связи регулируют углом поворота сопел двигателей первой ступени, разрыв верхнего узла связи производят в момент, когда ускорение первой ступени становится равным ускорению второй ступени, после чего производят отвод передней части первой ступени от второй ступени с помощью отталкивающей силы.

При этом отталкивающую силу при отводе передней части первой ступени от второй ступени производят:

- двигателями реактивной системы управления многоразовой первой ступени,

- пружинными толкателями,

- пневматическими толкателями,

- пиротолкателями,

- пороховыми реактивными двигателями.

Предлагаемый способ осуществляется следующим образом. Для пояснения способа прилагаются чертежи, где на фиг.1 показана РН до разделения ступеней, а на фиг.2 показана РН после разделения.

На конечном этапе совместной работы первой 1 и второй 2 ступеней ракеты-носителя (РН) в момент подачи команды на останов двигателей 3 первой ступени нижний узел связи 4 разрывают и первая ступень под действием силы тяги останавливающихся двигателей поворачивается вокруг верхнего узла связи 5. Угол и скорость поворота зависят от угла поворота сопел двигателей первой ступени. Поэтому угол и скорость поворота первой ступени относительно верхнего узла связи регулируют углом поворота сопел двигателей первой ступени. При падении тяги останавливающихся двигателей первой ступени до уровня, когда ускорение первой ступени (в направлении движения второй ступени) становится равным ускорению второй ступени, а угол и скорость поворота первой ступени относительно верхнего узла связи достигают расчетных величин, производят разрыв верхнего узла связи и отвод передней части первой ступени от второй ступени, прикладывая отталкивающую силу, создаваемую, например, двигателями реактивной системы управления многоразовой первой ступени, пиротолкателями и т.п.

Расчетный угол и скорость поворота первой ступени относительно верхнего узла связи выбирают такими, чтобы обеспечить траекторию увода первой ступени, исключающую повреждение конструкции первой ступени (что особенно важно для многоразовой первой ступени) ядром струи газов двигателей обгоняющей второй ступени при минимальных величине и времени действия отталкивающей силы.

В принципе, отталкивающая сила также может быть создана либо толкателями (пружинными, пневматическими или гидравлическими), либо специальными пороховыми реактивными двигателями или реактивными двигателями, использующими сброс газов наддува из баков одноразовых первых ступеней, либо комбинацией этих способов.

Изложенный способ разделения позволяет также обойтись в процессе разделения уже имеющимися на ракете-носителе устройствами (практически без специальных устройств для разделения).