RU2006132958A - Устройство среднеразмерного космолета каркасной конструкции без общего внешнего корпуса с пакетом параллельных вертикально установленных цилиндрических топливных баков и неподвижными посадочными опорами, оснащенного встречноимплозивной двигательной установкой на основе восьми компрессионных толстостенных пужрд высокого рабочего давления с поршневой системой подачи компонентов топлива, работающих в пульсирующем режиме с временными автоматическими отсечками подачи компонентов топлива, также использование в двигателях внутреннего сгорания примененных в космолете кольцевых щелевых сопельных уплотнений вместо поршневых колец и свечей зажигания с протяженной изогнутой действующей объемно электрической искрой с центральным сферическим и охватывающим его крестовидным электродом - Google Patents

Claims (4)

1. Устройство среднеразмерного космолета каркасной конструкции без общего внешнего корпуса, включающее пакет параллельных вертикально установленных цилиндрических топливных баков, скрепленных тремя стяжными бандажами, посадочные опоры с опорными пятами, где все элементы закреплены или приварены непосредственно либо через тяги и стойки к силовому каркасу космолета, состоящему из центральных вварных опорных элементов - межотсечного вертикального перехода, переходного тамбура и боковых ярусных вварных опорных элементов - опорного кольца двигательной установки (ДУ) и трех опорных днищ между которыми расположены топливные баки, а отсеки космолета (на некоторых помещениях с иллюминаторами) разделены на нижние технические и вспомогательные помещения с входным тамбуром и входной наружной дверью космолета, расположенной над одной из посадочных опор, к которой приварен наклонный входной трап с трубчатыми опорами для рук и верхние помещения, защищенные от столкновений с мелкими метеоритами двухстенным броневым носовым обтекателем космолета, с находящейся сверху рубкой управления космолетом, средним постоянно обитаемым помещением экипажа и расположенным ниже техническим помещением, со связью между верхним и нижним отсеками через межотсечный вертикальный переход с установленным в нем вертикальным трапом с невысокими трубчатыми опорами для рук и расположенной под герметичным настилом нижних помещений космолета, приваренной снаружи к сферической мультипликационно-расходной камере (МРК) ДУ герметичной гравитационной емкостью, также

с накачиваемыми под углом основными соплами, имеющими полусферическую форму с небольшими цилиндрическими удлиняющими насадками и (или) круглыми вогнутыми расширяющими насадками, с низким расположением четырех попарно противоположенно установленных под углом 90° друг к другу прижимающе-тормозных сопел и высоким расположением четырех попарно подобно установленных сопел углового положения (управления по тангажу и курсу) и дополнительного ускорения, с двумя противоположенно направленными по касательной к боковой поверхности космолета соплами вращения (управления по крену), с восемью попарно расположенными в верхней и нижней частях космолета под углом 90° друг к другу соплами бокового смещения и стабилизации положения космолета, с шестью попарно противоположно симметрично расположенными на расширяющем насадке маршевого взлетно-посадочного сопла соплами дополнительной тяги и с расположенным по оси космолета наибольшим по размеру маршевым взлетно-посадочным соплом с самым крупным расширяющим насадком, кроме того, оснащенного встречноимплозивной толстостенной ДУ, состоящей из сваренных в единую конструкцию на сферической МРК четырех находящихся под углом 90° друг к другу горловин с коническими сужающимися соплами, установленными внутри МРК и четырех сферических камер мультипликации (КМ) рабочего давления с восьмью толстостенными попарно встречно расположенными на них работающими в пульсирующем режиме ПуЖРД высокого рабочего давления, охлаждаемыми потоком окружающей среды через два противоположно направленных (один действует при взлете, другой - при посадке космолета) сужающихся кольцевых щелевых заборника, при этом в состав ПуЖРД и ДУ входят следующие элементы:

камеры сгорания (КС) с коническими расширяющимися соплами, выходящими в КМ, с входной полусферической частью, где размещается центральная сферическая зажигательная форкамера с двумя расположенными противоположно полусферическими форсуночными форкамерами и установленной на резьбе сверку в центре электрической искровой свечой зажигания с центральным сферическим и охватывающим его крестовидным электродом с прямой схемой подачи электрического напряжения на электроды - без задействования на массу ДУ охватывающего крестовидного электрода и находятся четыре расположенных под углом 90° друг к другу боковых полусферических смесительных форкамеры с четырьмя расположенными под углом 90° друг к другу на каждой смесительной форкамере полусферическими форсуночными форкамерами ее струйными форсунками, выполненными в виде отверстий в стенках форсуночных форкамер под углом навстречу друг другу - по одной форсунке окислителя и одной форсунке горючего;

работающие автоматически в двух направлениях поршневые мультипликаторы впрыска (ПМВ) компонентов топлива в КС, задействованные на каждую пару встречно работающих на КМ ПуЖРД (один ПМВ на трубопроводе подачи окислителя и один ПМВ на трубопроводе подачи горючего), с насосным (от ТНА) наполнением полостей их цилиндров впрыска в тактах наполнения и подводом приводящего в действие ПМВ давления, в полости их управляющих цилиндров в тактах нагружения при запуске ДУ от пускового АСГ, при работе ДУ из КС, имеющие поршни, связанные друг с другом при помощи штоков, с диаметром управляющего цилиндра как минимум в три раза и более превышающим диаметр цилиндра впрыска - в зависимости от степени форсирования ДУ;

трехступенчатые сопельные акселераторы впрыска (САВ) с последовательно расположенными цилиндрическими и коническими сужающимися участками с диаметром на входе CAB, в 30-50 раз большим его диаметра на выходе;

автоматические отсечные клапаны с цилиндрическими ступенчатыми золотниками, имеющие три управляющие полости, в которые одновременно подается встречно действующее (передавливающее) управляющее давление из КМ и КС, также управляющее давление, возвращающее клапаны в исходное открытое положение, которые в наиболее форсированных и экономичных ДУ с ПуЖРД установлены как на трубопроводах впрыска компонентов топлива в зажигательные форкамеры (имеющие соотношение диаметров своих цилиндрических ступенчатых золотников, обеспечивающее опережающее создание зажигательных факелов в КС в процессе их пульсирующей работы), так и на трубопроводах впрыска компонентов топлива в смесительные форкамеры, а в среднефорсированных ДУ с ПуЖРД данные клапаны установлены только на трубопроводах впрыска компонентов топлива в смесительные форкамеры, при этом зажигательные форкамеры таких ДУ с ПуЖРД с момента запуска до их останова работают непрерывно;

дистанционно управляемые клапаны, распределители золотникового типа с пневмоприводом, имеющие две торцевые управляющие полости, попеременно нагружаемые управляющим давлением, и пневмораспределители (ПНР) золотникового типа с электрическим управлением от одного или двух электромагнитов с использованием в этих элементах арматуры, также в автоматических отсечных клапанах, ПМВ и в цилиндрических задвижках (установленных на трубопроводах накачки сопел) кольцевых щелевых сопельных уплотнений, подающих давление рабочей среды в трущиеся соединения через отверстия и кольцевые выточки с параллельными боковыми поверхностями, переходящие на выходе в кольцевые щелевые расширяющиеся сопла /для продуктов сгорания и любой газовой рабочей среды/ или в кольцевые щелевые ступенчатые сопла (для компонентов топлива и любой жидкой рабочей среды);

пусковой и главный сферические крупноразмерные аккумуляторы сжатого газа (АСГ) ДУ;

установленные на трубопроводах накачки сопел ДУ дистанционно управляемые цилиндрические задвижки с пневмоприводом с демпфирующим перепусканием потока, совмещенные с четырехканальными, двухканальными рассекателями потока и без рассекателей потока, также дополнительно установленные на некоторых из данных трубопроводов двух-, четырех- и пятиканальные рассекатели потока с демпфирующим перепусканием.

2. Космолет по п.1, отличающийся тем, что в нем использована подобная по конструкции упрощенная нефорсированная ДУ - с низким коэффициентом мультипликации давления ПМВ, приблизительно равным двум-трем, полностью без CAB, полностью без автоматических отсечных клапанов и с в два меньшим количеством непрерывно работающих без данных клапанов ЖРД высокого рабочего давления (ЖРДВ) - с четырьмя ЖРДВ попарно встречно расположенными на КМ, также с в два раза меньшим количеством КМ - с двумя КМ встречно расположенными на МРК и с в два раза меньшим количеством ЖГГ, ТНА и ПМВ, кроме того, этот более простой по конструкции облегченный и более экономичный по расходу топлива вариант ДУ может иметь ту же или меньшую (до половины прежнего размера) высоту топливных баков и должен иметь уменьшенный на 30-40% диаметр МРК и в два раза большее количество сопел дополнительной тяги.

3. Кольцевые щелевые сопельные уплотнения, примененные в арматуре и ПМВ ДУ космолета по п.1, отличающиеся тем, что при использовании их в двигателях внутреннего сгорания вместо поршневых колец давление газовой рабочей среды (продуктов сгорания и топливной смеси) подводится в два верхних уплотнения с кольцевыми щелевыми расширяющимися соплами, расположенные снаружи по периметру головки поршня, из надпоршневого пространства через выходящие на наружную поверхность днища поршня возле кромки два кольцевых ряда параллельных оси поршня отверстий, а давление преимущественно жидкой рабочей среды (капель масла и воздуха) подводится в два нижних уплотнения с кольцевыми щелевыми ступенчатыми соплами (которые имеются только в поршнях четырехтактных двигателей и дизелей, поршни двухтактных двигателей нижних уплотнений не имеют) из подпоршневого пространства через два ряда перпендикулярных оси поршня радиальных отверстий.

4. Электрические искровые свечи зажигания с центральным сферическим и охватывающим его крестовидным электродом, примененные в зажигательных форкамерах КС и ЖГГ ДУ космолета по п.1, отличающиеся тем, что при использовании их в двигателях внутреннего сгорания с электроискровым воспламенением рабочей смеси вместо обычных свечей зажигания применяется автомобильная схема подачи электрического напряжения на электроды - с задействованием через массу двигателя крестовидного электрода и подачей электрического напряжения на центральный сферический электрод через центральный стержень свечи.