RU150686U1 - CARRIER ROCKET FOR LIGHT LOADS - Google Patents
CARRIER ROCKET FOR LIGHT LOADS Download PDFInfo
- Publication number
- RU150686U1 RU150686U1 RU2014139489/11U RU2014139489U RU150686U1 RU 150686 U1 RU150686 U1 RU 150686U1 RU 2014139489/11 U RU2014139489/11 U RU 2014139489/11U RU 2014139489 U RU2014139489 U RU 2014139489U RU 150686 U1 RU150686 U1 RU 150686U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- stage
- tank
- launch vehicle
- compartment
- vehicle according
- Prior art date
Links
Images
Abstract
1. Ракета-носитель, включающая, по крайней мере, две ступени, отличающаяся тем, что жидкостный реактивный двигатель ракетного блока второй ступени создан на основе камеры сгорания двигателя первой ступени.2. Ракета-носитель по п.1, отличающаяся тем, что ракетный блок первой ступени состоит из переходного отсека, бака окислителя, приборного отсека, бака горючего и хвостового отсека.3. Ракета-носитель по п.2, отличающаяся тем, что хвостовой отсек первой ступени включает в себя бак жидкого азота, бак перекиси водорода и маршевый жидкостный реактивный двигатель.4. Ракета-носитель по п.3, отличающаяся тем, что наддув бака окислителя первой ступени осуществляется газифицированным кислородом, бака горючего - газифицированным азотом.5. Ракета-носитель по п.4, отличающаяся тем, что баки окислителя и горючего первой ступени имеют гладкую цилиндрическую поверхность и изготовлены из алюминиевого сплава АМг6.6. Ракета-носитель по п.5, отличающаяся тем, что в качестве жидкостного реактивного двигателя первой ступени используется РД-108А, выполненный по незамкнутой схеме с газогенератором на перекиси водорода.7. Ракета-носитель по пп.1-6, отличающаяся тем, что ракетный блок второй ступени состоит из приборного отсека, бака окислителя, межбакового отсека, бака горючего и хвостового отсека.8. Ракета-носитель по п.7, отличающаяся тем, что баки окислителя и горючего второй ступени подвесные, сферические, из алюминиевого сплава АМг6.9. Ракета-носитель по п.8, отличающаяся тем, что межбаковый и хвостовой отсеки второй ступени имеют коническую форму.10. Ракета-носитель по п.10, отличающаяся тем, что в хвостовом отсеке второй ступени установлен марш1. A booster rocket comprising at least two stages, characterized in that the liquid-propellant rocket engine of the second stage rocket block is based on the combustion chamber of the first stage engine. The launch vehicle according to claim 1, characterized in that the first stage rocket unit consists of a transition compartment, an oxidizer tank, an instrument compartment, a fuel tank and a tail compartment. The launch vehicle according to claim 2, characterized in that the tail compartment of the first stage includes a liquid nitrogen tank, a hydrogen peroxide tank and a marching liquid engine. The launch vehicle according to claim 3, characterized in that the first stage oxidizer tank is charged with gasified oxygen, and the fuel tank with gasified nitrogen. The launch vehicle according to claim 4, characterized in that the oxidant and fuel tanks of the first stage have a smooth cylindrical surface and are made of aluminum alloy AMg6.6. The launch vehicle according to claim 5, characterized in that the RD-108A is used as a liquid-propellant first-stage engine, made in an open circuit with a hydrogen peroxide gas generator. The launch vehicle according to claims 1 to 6, characterized in that the second stage rocket unit consists of an instrument compartment, an oxidizer tank, an inter-tank compartment, a fuel tank and a tail compartment. The carrier rocket according to claim 7, characterized in that the oxidizer and fuel tanks of the second stage are suspended, spherical, from an aluminum alloy AMg6.9. The launch vehicle of claim 8, wherein the inter-tank and tail compartments of the second stage are conical in shape. The launch vehicle of claim 10, characterized in that a march is installed in the tail compartment of the second stage
Description
Область техникиTechnical field
Полезная модель относится к области ракетной техники и может быть использовано при разработке ракеты-носителя (РН) для легких нагрузок. Уровень техникиThe utility model relates to the field of rocketry and can be used in the development of a launch vehicle (LV) for light loads. State of the art
В течение последних 10-ти лет наблюдается тенденция к переходу от тяжелых спутников массой несколько тонн к аппаратам микро и нано-классов. Развитие микро, мини и наноспутниковых платформ наблюдаются по всему миру. В создании аппаратов подобных классов участвуют как частные и государственные компании, так и учебные заведения. Современные отечественные средства выведения легкого класса имеют избыточную полезную нагрузку для выведения на орбиту единичных микро и наноспутников, что приводит к необходимости кластерных пусков. Подобная практика неудобная для заказчиков запусков отдельных аппаратов. С учетом того, что современные наноспутники имеют массу от 1-10 кг, а микроспутники от 10-10 кг, назревает острая необходимость создания легкой и сравнительно недорогого РН для подобных космических аппаратов. В настоящий момент множество стран и частных компаний проводят работы по данному направлению, однако не одна страна или частная фирма не обладает легкой и сравнительно недорогой PH. В случае использования ракет среднего класса для попутного запуска микро и наноспутников, нередко возникает ситуация, когда задержка с созданием основной полезной нагрузки приводит к тому, что сроки запуска попутных нагрузок срываются. Соблюдение графика выведения особенно критично при развертывании орбитальных группировок, состоящих из нескольких аппаратов. Предлагаемая полезная модель решает проблему высокой оперативности и удобства запусков космических аппаратов микро и нано класса.Over the past 10 years, there has been a tendency to move from heavy satellites weighing several tons to micro and nano-class satellites. The development of micro, mini and nanosatellite platforms are observed around the world. Both private and state-owned companies and educational institutions participate in the creation of devices of such classes. Modern domestic light-class launch vehicles have an excess payload to bring single micro and nanosatellites into orbit, which leads to the need for cluster launches. This practice is inconvenient for customers launching individual devices. Given the fact that modern nanosatellites have a mass of 1-10 kg, and microsatellites from 10-10 kg, there is an urgent need to create an easy and relatively inexpensive launch vehicle for such spacecraft. Currently, many countries and private companies are working in this direction, but not one country or private company does not have a light and relatively inexpensive PH. In the case of using middle-class missiles for the simultaneous launch of micro and nanosatellites, a situation often arises when the delay in creating the main payload leads to the fact that the launch time for associated loads is disrupted. Compliance with the withdrawal schedule is especially critical when deploying orbital groups consisting of several devices. The proposed utility model solves the problem of high efficiency and convenience of launches of spacecraft micro and nano class.
Из уровня техники известна конверсионная военная трехступенчатая космическая ракета-носитель "Рокот", созданная на базе баллистических ракет УР-100Н УТТХ. Ракета использует высокотоксичные топливные компоненты - НДМГ + AT. Нет унификации двигательной установки на всех ступенях ракеты. Наличие специального разгонного блока для улучшения энергетических характеристик баллистической ракеты для превращения ее в космический носитель, что усложняет конструкцию и снижает надежность всего носителя. Также следует учесть, что МБР УР-100Н УТТХ в настоящий момент не производится. Для справки, у «Рокота» коммерческая стоимость 1 кг на орбите 18261 USD.The prior art conversion military three-stage space rocket launcher "Rokot", created on the basis of ballistic missiles UR-100N UTTX. The missile uses highly toxic fuel components - UDMH + AT. There is no unification of the propulsion system at all stages of the rocket. The presence of a special booster block to improve the energy characteristics of a ballistic missile to turn it into a space carrier, which complicates the design and reduces the reliability of the entire carrier. It should also be noted that the ICBM UR-100N UTTX is not currently being produced. For reference, “Rokot” has a commercial value of 1 kg in orbit of 18261 USD.
Из уровня техники известна конверсионная военная трехступенчатая космическая ракета-носитель "Днепр", созданная на базе подлежащих ликвидации межконтинентальных баллистических ракет РС-20. Ракета использует высокотоксичные топливные компоненты - НДМГ + AT. Наличие специального разгонного блока для улучшения энергетических характеристик баллистической ракеты для превращения ее в космический носитель усложняет конструкцию и снижает надежность всего носителя. Нет унификации двигательной установки на всех ступенях ракеты. Для справки, у "Днепра" коммерческая стоимость 1 кг на орбите 37500 USD.The prior art conversion military three-stage space launch vehicle "Dnepr", created on the basis of the liquidation of intercontinental ballistic missiles RS-20. The missile uses highly toxic fuel components - UDMH + AT. The presence of a special booster block to improve the energy characteristics of a ballistic missile to turn it into a space carrier complicates the design and reduces the reliability of the entire carrier. There is no unification of the propulsion system at all stages of the rocket. For reference, Dnepr has a commercial cost of 1 kg in orbit of 37500 USD.
Из уровня техники известна трехступенчатая ракета-носитель среднего класса «Союз-2.1в». Наиболее близкий аналог полезной модели. На первой ступени используется ракетный двигатель НК-33, который в настоящий момент не производится. В ракете применена сложная конструкция для двигательной установки. Нет унификации двигательной установки на ступенях ракеты, что обуславливает низкое удобство в обслуживании и при запуске. Использование турбонасосных агрегатов (система подачи топлива в ракетный двигатель) на всех двигателях усложняет конструкцию. Для справки, у "Союз-2.1в" коммерческая стоимость 1 кг на орбите 99000 USD.The prior art three-stage launch vehicle of the middle class Soyuz-2.1v. The closest analogue of a utility model. The first stage uses the NK-33 rocket engine, which is currently not being produced. The rocket uses a complex structure for a propulsion system. There is no unification of the propulsion system at the rocket stages, which leads to low ease of maintenance and at launch. The use of turbopump units (fuel supply system in a rocket engine) on all engines complicates the design. For reference, Soyuz-2.1v has a commercial value of 1 kg in orbit of 99,000 USD.
Техническая задача и технический результатThe technical problem and the technical result
Технической задачей является повышение отказоустойчивости (надежности) блоков ракеты-носителя, упрощение конструкции, обеспечение возможность серийного производства и запусков. Технический результат совпадает с технической задачей.The technical task is to increase the fault tolerance (reliability) of the launch vehicle blocks, simplifying the design, providing the possibility of mass production and launches. The technical result coincides with the technical task.
РешениеDecision
Для решения поставленной технической задачи предлагается ракета-носитель, включающая, по крайней мере, две ступени, при этом, жидкостный реактивный двигатель ракетного блока второй ступени создан на основе камеры сгорания двигателя первой ступени. Ракетный блок первой ступени может состоять из переходного отсека, бака окислителя, приборного отсека, бака горючего и хвостового отсека. Хвостовой отсек первой ступени может включать в себя бак жидкого азота, бак перекиси водорода и маршевый жидкостный реактивный двигатель.To solve the technical problem, a launch vehicle is proposed that includes at least two stages, while the second-stage liquid-propellant rocket engine is based on the combustion chamber of the first-stage engine. The rocket unit of the first stage may consist of a transition compartment, an oxidizer tank, an instrument compartment, a fuel tank and a tail compartment. The tail compartment of the first stage may include a liquid nitrogen tank, a hydrogen peroxide tank, and a liquid propellant propulsion engine.
Ракета-носитель может быть выполнена таким образом, что наддув бака окислителя первой ступени осуществляется газифицированным кислородом, бака горючего - газифицированным азотом. Баки окислителя и горючего первой ступени могут иметь гладкую цилиндрическую поверхность и быть изготовлены из алюминиевого сплава АМг6.The launch vehicle can be designed in such a way that the first stage oxidizer tank is pressurized with gasified oxygen, and the fuel tank with gasified nitrogen. The oxidizer and fuel tanks of the first stage can have a smooth cylindrical surface and be made of aluminum alloy AMg6.
Ракета-носитель может быть выполнена таким образом, что в качестве жидкостного реактивного двигателя первой ступени используется РД-108А, выполненный по незамкнутой схеме с газогенератором на перекиси водорода. Блок второй ступени может состоять из приборного отсека, бака окислителя, межбакового отсека, бака горючего и хвостового отсека. При этом баки окислителя и горючего второй ступени могут быть подвесные, сферические, из алюминиевого сплава АМг6.The launch vehicle can be designed in such a way that RD-108A is used as a liquid-propellant jet engine of the first stage, made according to an open circuit with a gas generator based on hydrogen peroxide. The second stage unit may consist of an instrument compartment, an oxidizer tank, an inter-tank compartment, a fuel tank and a tail compartment. In this case, the oxidizer and fuel tanks of the second stage can be suspended, spherical, from the aluminum alloy AMg6.
Ракета-носитель может быть выполнена таким образом, что межбаковый и хвостовой отсек второй ступени имеют коническую форму. В хвостовом отсеке второй ступени может быть установлен маршевый жидкостный реактивный двигатель, созданный на основе РД-108А с вытеснительной подачей топлива и углепластикого соплового насадка.The launch vehicle may be designed such that the inter-tank and tail section of the second stage are conical in shape. In the tail compartment of the second stage, a marching liquid propellant engine based on the RD-108A with fuel displacement and carbon-fiber nozzle nozzle can be installed.
Описание чертежейDescription of drawings
Сущность полезной модели поясняется фиг., на которой приведена конструктивно-компоновочная схема ракеты-носителя "Адлер". Введены следующие обозначенияThe essence of the utility model is illustrated in Fig., Which shows the structural and layout diagram of the launch vehicle "Adler". The following notation is introduced
1 - головной обтекатель,1 - head fairing,
2 - полезная нагрузка,2 - payload,
3 - приборный отсек,3 - instrument compartment
4 - бак окислителя,4 - oxidizer tank,
5 - межбаковый отсек,5 - inter-tank compartment,
6 - бак горючего,6 - fuel tank,
7 - хвостовой отсек,7 - tail compartment
8 - ЖРД на базе камеры РД-108,8 - LRE based on the RD-108 camera,
9 - переходный отсек,9 - transition compartment
10 - бак окислителя,10 - oxidizer tank,
11 - приборный отсек,11 - instrument compartment
12 - бак горючего,12 - fuel tank
13 - бак жидкого азота,13 - tank of liquid nitrogen,
14 - бак перекиси водорода,14 - tank of hydrogen peroxide,
15 - ЖРД РД-108А,15 - RD-108A LPRE,
16 - хвостовой отсек.16 - tail compartment.
Детальное описание решенияDetailed Solution Description
Решение представляет собой ракету-носитель, включающую, по крайней мере, две ступени, отличающаяся тем, что жидкостный реактивный двигатель ракетного блока второй ступени создан на основе камеры сгорания двигателя первой ступени. При этом ракетный блок первой ступени состоит из переходного отсека 9, бака окислителя 4, приборного отсека 3, бака горючего 6 и хвостового отсека 7, включающего в себя бак жидкого азота, бак перекиси водорода и маршевый жидкостный реактивный двигатель (см. фиг.). Наддув бака окислителя первой ступени осуществляется газифицированным кислородом, бака горючего - газифицированным азотом. Для упрощения технологических издержек баки окислителя и горючего первой ступени имеют гладкую цилиндрическую поверхность и изготовлены из алюминиевого сплава АМг6. В качестве жидкостного реактивного двигателя первой ступени используется РД-108А, выполненный по незамкнутой схеме с газогенератором на перекиси водорода. Этот жидкостный ракетный двигатель, с четырьмя рулевыми камерами, использует в качестве топлива экологически чистые компоненты, кислород и керосин, и серийно производится с 1957 года, продемонстрировав высокую надежность. Использование серийного, освоенного в производстве, ракетного двигателя обеспечивает высокую степень надежности (безотказность) и обеспечивает высокую технологичность ракетных двигателей полезной модели.The solution is a launch vehicle comprising at least two stages, characterized in that the liquid-propellant rocket engine of the second-stage rocket unit is based on the combustion chamber of the first-stage engine. In this case, the rocket unit of the first stage consists of a transition compartment 9, an oxidizer tank 4, an
Ракетный блок второй ступени состоит из приборного отсека 11, бака окислителя 10, межбакового отсека, бака горючего 12 и хвостового отсека 16. Баки окислителя и горючего второй ступени подвесные, сферические, из алюминиевого сплава АМг6, а межбаковый и хвостовой отсек второй ступени имеют коническую форму. При этом в хвостовом отсеке второй ступени установлен маршевый жидкостный реактивный двигатель, созданный на основе РД-108А с вытеснительной подачей топлива и углепластикого соплового насадка.The rocket block of the second stage consists of the
Создание двухступенчатой ракеты-носителя с использованием для двигателей второй ступени камеры сгорания двигателя первой ступени позволяет значительно упростить и сократить количество элементов, исключив дополнительные разгонные блоки и ступени при незначительном увеличении массы топлива (для справки стоимость топлива составляет порядка 4-5% от стоимости всей ракеты-носителя), и обеспечить возможность серийного производства и запусков.The creation of a two-stage launch vehicle using a first-stage engine combustion chamber for second-stage engines can significantly simplify and reduce the number of elements, eliminating additional booster blocks and stages with a slight increase in fuel mass (for reference, the cost of fuel is about 4-5% of the cost of the entire rocket -carrier), and provide the possibility of mass production and launches.
Пример реализацииImplementation example
В качестве примера реализации приведена ракета-носитель «Адлер», которая состоит из двух ракетных блоков, соединенных по тандемной схеме. На всех ступенях используются ЖРД на экологически безопасных компонентах топлива: окислитель - жидкий кислород, горючее - керосин. Ракетный блок первой ступени состоит из переходного отсека, бака окислителя, приборного отсека, бака горючего и хвостового отсека. Баки окислителя и горючего - цилиндрические, гладкие, из алюминиевого сплава АМг6. Хвостовой отсек включает в себя бак жидкого азота, бак перекиси водорода и маршевый ЖРД. ЖРД РД-108А (применяется на центральном блоке РН «Союз») выполнен по незамкнутой схеме с газогенератором на перекиси водорода. Наддув бака окислителя осуществляется газифицированным кислородом, бака горючего - газифицированным азотом. Управление на этапе полета первой ступени осуществляется за счет поворотных рулевых камер маршевого ЖРД по всем трем осям. Ракетный блок второй ступени состоит из приборного отсека, бака окислителя, межбакового отсека, бака горючего и хвостового отсека. Баки окислителя и горючего -подвесные, сферические, из алюминиевого сплава АМг6. Межбаковый и хвостовой отсек - конические. В хвостовом отсеке установлен маршевый ЖРД, созданный на основе одной камеры сгорания серийного двигателя РД-108А с вытеснительной подачей топлива и углепластикого соплового насадка. Управление по каналам курса и тангажа осуществляется за счет установки маршевого ЖРД в кардановом подвесе, по крену - за счет двух поворотных управляющих двигателей. Разделение ступеней происходит по холодной схеме с помощью разрывных пироболтов. В таблице приведены основные параметры и характеристики ракеты.As an example of implementation, the Adler launcher, which consists of two missile units connected in a tandem scheme, is shown. At all stages, liquid propellant rocket engines are used on environmentally friendly fuel components: oxidizing agent - liquid oxygen, fuel - kerosene. The rocket unit of the first stage consists of a transition compartment, an oxidizer tank, an instrument compartment, a fuel tank and a tail compartment. The oxidizer and fuel tanks are cylindrical, smooth, made of aluminum alloy AMg6. The tail compartment includes a liquid nitrogen tank, a hydrogen peroxide tank and a marching rocket engine. The RD-108A liquid propellant rocket engine (used on the central unit of the Soyuz launch vehicle) is designed according to an open circuit with a hydrogen peroxide gas generator. The oxidizer tank is pressurized with gasified oxygen, the fuel tank with gasified nitrogen. The control at the stage of flight of the first stage is carried out due to the rotary steering chambers of the marching rocket engine in all three axes. The missile unit of the second stage consists of an instrument compartment, an oxidizer tank, an inter-tank compartment, a fuel tank and a tail compartment. The oxidizer and fuel tanks are suspended, spherical, made of aluminum alloy AMg6. The inter-tank and tail section are conical. In the tail compartment there is a marching liquid propellant rocket engine created on the basis of a single combustion chamber of the RD-108A serial engine with a displacing fuel supply and a carbon-plastic nozzle nozzle. Control over the channels of the course and pitch is carried out by installing a marching rocket engine in a universal joint suspension, along the roll - due to two rotary control engines. The separation of the steps occurs according to the cold scheme using explosive pyro-bolts. The table shows the main parameters and characteristics of the rocket.
Claims (10)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014139489/11U RU150686U1 (en) | 2014-09-30 | 2014-09-30 | CARRIER ROCKET FOR LIGHT LOADS |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014139489/11U RU150686U1 (en) | 2014-09-30 | 2014-09-30 | CARRIER ROCKET FOR LIGHT LOADS |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU150686U1 true RU150686U1 (en) | 2015-02-20 |
Family
ID=53293146
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2014139489/11U RU150686U1 (en) | 2014-09-30 | 2014-09-30 | CARRIER ROCKET FOR LIGHT LOADS |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU150686U1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2714573C2 (en) * | 2018-07-06 | 2020-02-18 | Акционерное Общество "Государственное Машиностроительное Конструкторское Бюро "Радуга" Имени А.Я. Березняка" | Cooling system of high-speed aircraft instrumentation compartment |
-
2014
- 2014-09-30 RU RU2014139489/11U patent/RU150686U1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2714573C2 (en) * | 2018-07-06 | 2020-02-18 | Акционерное Общество "Государственное Машиностроительное Конструкторское Бюро "Радуга" Имени А.Я. Березняка" | Cooling system of high-speed aircraft instrumentation compartment |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Pascoa et al. | A review of propulsion systems for cubesats | |
Faenza et al. | Getting ready for space: Nammo’s development of a 30 kN hybrid rocket based technology demonstrator | |
Barr | The ACES stage concept: higher performance, new capabilities, at lower recurring cost | |
RU150686U1 (en) | CARRIER ROCKET FOR LIGHT LOADS | |
Chen et al. | Development of a small launch vehicle with hybrid rocket propulsion | |
RU2532321C2 (en) | Light-class single-stage carrier rocket | |
Ko et al. | Space Launch vehicle development in Korea aerospace research institute | |
Naumann et al. | Gelled green propellant rocket motor and gas generator technology at bayern-chemie-status and applications for space systems | |
Naumann et al. | Green, Highly Throttleable and Safe Gelled Propellant Rocket Motors–Application Potentials for In-Space Propulsion | |
Hunley | The Development of Propulsion Technology for US Space-launch Vehicles: 1926-1991 | |
RU161738U1 (en) | SUPER-LIGHT TWO-STAGE CARRIER ROCKET | |
Suresh | History of Indian launchers | |
Haemmerli et al. | The Norwegian Initiative for a Satellite Nano-launcher | |
Schiller | Innovation at united launch alliance | |
Ramakrishnan | Liquid Propulsion Systems in ISRO-Evolution and Perspective | |
Honeycutt et al. | NASA's Space Launch System: Progress Toward Unmatched Exploration Capability | |
RU2254265C9 (en) | Method of injection of artificial satellites as main and accompanying payloads into geocentric orbit and device for realization of this method | |
Netoa et al. | Launch vehicle project based on brazilian sounding rockets | |
RU2518499C1 (en) | Single-stage booster | |
McRight et al. | INSPACE CHEMICAL PROPULSION SYSTEMS AT NASA's MARSHALL SPACE FLIGHT CENTER: HERITAGE AND CAPABILITIES | |
Long et al. | Vehicle Architecture Study Using the Aerojet Rocketdyne Bantam Rocket Engine Family | |
Gopalaswami | The Spaceplane Equation | |
Honeycutt et al. | NASA's Space Launch System Moves into Testing and Integration | |
Eremichev et al. | Positive experience of studying modifications of the UR-100 missile | |
Lee et al. | Optimal supersonic air-launching rocket design using multidisciplinary system optimization approach |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM9K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20171001 |