RU2085449C1 - Method and system for recovery of aero-space plane to space - Google Patents
Method and system for recovery of aero-space plane to space Download PDFInfo
- Publication number
- RU2085449C1 RU2085449C1 RU94036868A RU94036868A RU2085449C1 RU 2085449 C1 RU2085449 C1 RU 2085449C1 RU 94036868 A RU94036868 A RU 94036868A RU 94036868 A RU94036868 A RU 94036868A RU 2085449 C1 RU2085449 C1 RU 2085449C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- fuel
- aircraft
- aerospace
- refueling
- plane
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к авиации и космонавтике, а более точно к способам и воздушно-космическим системам доставки полезной нагрузки на земную орбиту или отправки ее в дальний космос. The invention relates to aviation and astronautics, and more specifically to methods and aerospace systems for delivering a payload to Earth orbit or sending it to deep space.
Существующие способы и системы для вывода полезных грузов на земную орбиту используют две основные технологии: это применение летательных аппаратов вертикального взлета (ракетная технология) и применение летательных аппаратов горизонтального взлета воздушно-космических самолетов (ВКС), называемая также технологией сверхзвуковых полетов. Под горизонтальным взлетом в данной заявке понимается также взлет по наклонной плоскости, при котором летательный аппарат после отрыва от наклонной плоскости осуществляет полет с использованием аэродинамической подъемной силы (см. Балашов В.В. Наземный разгон и наклонный старт космических летательных аппаратов. Развитие идей К.Э.Циолковского// Транспорт: Наука, Техника, Управление. М. ВИНИТИ, 1992. Вып. N 5, с. 46-54). The existing methods and systems for putting payloads into Earth orbit use two main technologies: this is the use of vertical take-off aircraft (rocket technology) and the use of horizontal take-off aircraft of aerospace aircraft (VKS), also called supersonic flight technology. Horizontal take-off in this application also means take-off along an inclined plane, in which the aircraft, after taking off from the inclined plane, performs flight using aerodynamic lift (see Balashov V.V. Ground-based acceleration and oblique launch of spacecraft. Development of ideas K. E. Tsiolkovsky // Transport: Science, Technology, Management. M. VINITI, 1992.
Имеется, кроме того, и смешанная технология, когда ВКС стартует не с земли, а с ракеты-носителя или с самолета-носителя, поднимающих ВКС в верхние слои атмосферы. Ракетная технология использовалась в таких программах освоения космоса, как полеты первых советских космонавтов, Союз, Восток, Меркурий, Джемини, Апполон. Смешанный вариант (старт с ракеты-носителя) использовался в программах Спейс Шаттл, Энергия-Буран. There is, in addition, a mixed technology, when VKS starts not from the ground, but from a booster rocket or from a carrier aircraft that lifts a VKS into the upper atmosphere. Rocket technology was used in such space exploration programs as the flights of the first Soviet cosmonauts, Union, East, Mercury, Gemini, Apollo. The mixed version (launch from the launch vehicle) was used in the programs of the Space Shuttle, Energy-Buran.
Считается, что ракетную технологию целесообразно использовать для доставки в космос полезных грузов большого веса, а технологию сверхзвуковых полетов желательно использовать для доставки в космос полезных грузов среднего и небольшого веса. It is believed that rocket technology is advisable to use for the delivery of large payloads into space, and it is advisable to use supersonic flight technology for the delivery of medium and light payloads into space.
Применение технологии доставки в космос полезных грузов, предусматривающей горизонтальный взлет с Земли, имеет перед ракетной технологией то преимущество, что взлет летательного аппарата с Земли можно осуществлять с территорий, имеющих любые географические координаты, т.е. с большинства дооборудованных современных больших аэродромов, а значит для них не нужны специальные космодромы. Кроме того, при горизонтальном взлете самолета меньше зависимости от погодных условий, чем при старте ракеты, а также не требуется отчуждения больших площадей земли, подвергающихся опасности падения первых ступеней ракет-носителей. Самолеты-носители и ВКС возвращаются на Землю и могут быть вторично использованы. The application of the technology of delivering payloads into space, which involves horizontal take-off from the Earth, has the advantage over rocket technology that take-off of an aircraft from the Earth can be carried out from territories having any geographical coordinates, i.e. from the majority of modernized large airdromes, which means they do not need special cosmodromes. In addition, with horizontal take-off the aircraft is less dependent on weather conditions than at the start of the rocket, and it does not require alienation of large areas of land that are at risk of falling first stages of launch vehicles. Carriers and VKS return to Earth and can be reused.
К настоящему времени рассматривались несколько вариантов технологии сверхзвуковых полетов. To date, several options for supersonic flight technology have been considered.
В соответствии с одним из них ВКС стартует не с Земли, а с самолета-носителя, поднимающего его в верхние слои атмосферы. К такой технологии относятся, например, система, разрабатывавшаяся в СССР по проекту "Спираль" в 60-х годах, а также китайский двухступенчатый ВКС с горизонтальным взлетом и посадкой (см. "От "Спирали" к МАКСу". Беседа с Г.Е.Лозино-Лозинским. //Человек и Космос. М. 1992. N1. с. 26-28; "Китайский ВКС", там же, с. 28. Cormier L. Utility of high bypass turbofans for a two-stage space transport. A1AA/NASA Conference on Advanced Technology for Future Space Systems, 8-10 May, 1979, Hampton, Virginia, p. 113-122). In accordance with one of them, the VKS does not start from Earth, but from a carrier aircraft that lifts it into the upper atmosphere. Such technology includes, for example, the system developed in the USSR under the Spiral project in the 60s, as well as the Chinese two-stage VKS with horizontal take-off and landing (see “From Spiral to MAKS.” Conversation with G.E. .Lozino-Lozinsky. // Man and Space. M. 1992. N1. Pp. 26-28; "Chinese VKS", ibid., P. 28. Cormier L. Utility of high bypass turbofans for a two-stage space transport A1AA / NASA Conference on Advanced Technology for Future Space Systems, 8-10 May, 1979, Hampton, Virginia, p. 113-122).
Недостатком этого варианта является необходимость создания и эксплуатации самолета-носителя, который, неся на себе ВКС и запас топлива для своего полета и полета ВКС в космос, является сложным сооружением, имеющим большой вес из-за требований достаточной прочности и из-за требований очень большой грузоподъемности, т.к. для доставки в космос полезного груза весом в 2,27 - 4,24 т требуется нести на борту самолета-носителя одного только топлива 375
695 т, соответственно. При этом полный вес всего многоцелевого воздушно-космического аппарата (МВКА) достигает, соответственно 593 1022 т (см. "Исследование концепций трансатмосферного летательного аппарата TAV". //Техническая информация. Новости зарубежной науки и техники. Серия: Авиационная и ракетная техника. М. ЦАГИ, 1985. Вып. N 17 (1519)".The disadvantage of this option is the need to create and operate a carrier aircraft, which, carrying the VKS and the fuel supply for its flight and the flight of the VKS into space, is a complex structure that has a lot of weight due to the requirements of sufficient strength and because of the requirements of a very large load capacity for delivery of space payload weighing 2.27 - 4.24 tons it is required to carry 375 fuel alone on board the carrier aircraft
695 tons, respectively. At the same time, the total weight of the entire multi-purpose aerospace apparatus (MVKA) reaches 593 1022 tons, respectively (see. "Study of the concepts of the transatmospheric aircraft TAV". // Technical information. News of foreign science and technology. Series: Aviation and rocket technology. M TsAGI, 1985. Issue No. 17 (1519). "
По другому варианту с Земли взлетает самолет-носитель с размещенным на нем космическим летательным аппаратом, способным возвращаться на Землю, используя аэродинамический полет, причем для увеличения полезной нагрузки (транспортируемого в космос груза) перед взлетом топливные баки самолета-носителя заполнены лишь частично, а топливные баки космического летательного аппарата могут быть не заполнены. На некоторой высоте самолет-носитель встречается с самолетом-заправщиком, стыкуется с ним, производится дозаправка топливом самолета-носителя и космического летательного аппарата, после чего самолет-носитель поднимается в более высокие слои атмосферы, где с него и происходит запуск в космос космического летательного аппарата (см. High altitude launch platform: Международная заявка N PCT/US92/09570, номер международной публикации WO 93/09030, MКИ5 В 64 G 1.14 /Palmer W.R. (USA). Дата международной публикации 13 мая 1993 г). According to another option, a carrier aircraft takes off from Earth with a spacecraft placed on it, capable of returning to Earth using aerodynamic flight, and to increase the payload (cargo transported into space) before takeoff, the fuel tanks of the carrier aircraft are only partially filled, and the fuel tanks spacecraft tanks may not be full. At a certain height, the carrier aircraft meets the refueling aircraft, docked with it, refuel the carrier aircraft and the spacecraft with fuel, after which the carrier aircraft rises to higher atmospheric layers, where the spacecraft is launched from it (see High altitude launch platform: International application N PCT / US92 / 09570, international publication number WO 93/09030, MKI5 64 G 1.14 / Palmer WR (USA). Date of international publication May 13, 1993).
Недостатком этого варианта является потеря времени на нахождение самолета-заправщика, выравнивание курсов с ним и соединение трубопроводов. Кроме того, вес самолета-носителя, по необходимости, должен быть очень значительным для обеспечения необходимой прочности (как и в первом рассмотренном варианте), т.к. на нем находится космический летательный аппарат. The disadvantage of this option is the loss of time to find a tanker plane, aligning courses with it and connecting pipelines. In addition, the weight of the carrier aircraft, if necessary, must be very significant to ensure the necessary strength (as in the first considered option), because on it is a spacecraft.
По третьему варианту ВКС взлетает с Земли, его топливные баки заполнены лишь настолько, чтобы обеспечить ему полет до высоты, где он стыкуется с одним или двумя самолетами-заправщиками, из которых при совместном параллельном горизонтальном полете и производится дозаправка баков космического самолета (см. Henry B.Z. and Decker J.P. Future Earth-Orbit Trasportation Sistems/Technology Implications. //Astronautics and Aeronautics. 1976. Vol/ 14, N 9. PP. 18 28). По варианту, описанному в указанной статье, ВКС взлетает, используя воздушно-реактивную двигательную установку, заправляется от двух больших криогенных топливозаправщиков на высоте примерно 6100 м, при скорости порядка 0,7 М. Кроме того, ВКС имеет двигательную установку на жидком кислороде/ жидком водороде. Указанные в этом варианте технологии сверхзвуковых полетов способ вывода воздушно-космического самолета в космос и система для его осуществления являются ближайшими аналогами (прототипами) предлагаемого изобретения. In the third option, the VKS takes off from the Earth, its fuel tanks are only filled so that it can fly to a height where it is docked with one or two refueling aircraft, of which, in a joint parallel horizontal flight, refueling of the space plane’s tanks is carried out (see Henry BZ and Decker JP Future Earth-Orbit Trasportation Sistems / Technology Implications // Astronautics and Aeronautics. 1976. Vol / 14,
Недостатком прототипа является потеря времени и соответствующее дополнительное потребление топлива на сближение ВКС с самолетом-заправщиком, выравнивание курсов с ним и соединение в полете трубопроводов для дозаправки. Кроме того, при параллельном горизонтальном полете, во время которого происходит дозаправка, ВКС прекращает подъем и наращивание скорости, продолжая тратить топливо. The disadvantage of the prototype is the loss of time and the corresponding additional fuel consumption for rapprochement between the aerospace forces and the refueling aircraft, course alignment with it and connection of in-flight pipelines for refueling. In addition, during parallel horizontal flight, during which refueling occurs, the VKS stops lifting and increasing speed, while continuing to spend fuel.
Необходимость сокращения времени горизонтального полета заставляет производить перекачку топлива с большим объемом перекачиваемого топлива в единицу времени, например, в указанной выше статье скорость перекачки 75700 л в минуту. Это требует применения мощных и тяжелых насосов для перекачки топлива. The need to reduce horizontal flight time makes it necessary to pump fuel with a large volume of pumped fuel per unit time, for example, in the above article, the pumping speed is 75,700 l per minute. This requires the use of powerful and heavy pumps for pumping fuel.
Кроме того, недостатком прототипа является то, что в полете трудно состыковать с ВКС одновременно два самолета-заправщика, т.к. сложно осуществить одновременный подход двух самолетов и работу двух ловушек трубопроводов. А последовательная стыковка двух самолетов-заправщиков заняла бы недопустимо много времени. In addition, the disadvantage of the prototype is that in flight it is difficult to dock two refueling aircraft simultaneously with the aerospace forces, because it is difficult to implement the simultaneous approach of two aircraft and the operation of two pipeline traps. A consistent docking of two tanker aircraft would take an unacceptably long time.
Предложенный в прототипе способ соединения ВКС и самолета-заправщика (СЗ) в воздухе для дозаправки потребует применения сложных автоматических конструктивных элементов подсоединения шлангов. При работе сложных автоматических систем подсоединения вероятны большие выбросы топлива в воздух, что неприемлемо по экологическим соображениям. Кроме того, сложная автоматическая стыковка при одновременной дозаправке двумя компонентами топлива в воздухе очень опасна, потому что со значительной долей вероятности может привести к контакту двух компонентов топлива, что создает обстановку, чреватую взрывом. Proposed in the prototype method of connecting the VKS and the refueling aircraft (SZ) in the air for refueling will require the use of complex automatic structural elements for connecting hoses. During the operation of complex automatic connection systems, large emissions of fuel into the air are likely, which is unacceptable for environmental reasons. In addition, complex automatic docking while simultaneously refueling with two fuel components in the air is very dangerous, because with a high degree of probability it can lead to the contact of two fuel components, which creates an atmosphere fraught with explosion.
В предлагаемом изобретении поставлены и решены следующие технические задачи. In the invention, the following technical problems are set and solved.
Обеспечена возможность начинать дозаправку практически сразу же после отрыва ВКС от Земли за счет стыковки баков ВКС и СЗ на Земле и исключения подготовительных операций для дозаправки в ходе полета. Также с помощью исключения указанных подготовительных операций обеспечено увеличение времени, отводимого для дозаправки, и тем самым уменьшен необходимый объем передаваемого топлива в единицу времени, что приводит к уменьшению веса и габаритов устройства передачи топлива (УПТ) и соответственно к увеличению веса полезного груза. При соединении топливных систем ВКС и СЗ на Земле может быть обеспечено упрощение конструкции гибкого средства передачи топлива (ГСПТ) и исключение автоматических ловушек ГСПТ (шлангов) в полете. It was possible to start refueling almost immediately after the separation of the aerospace forces from the Earth by docking the tanks of the aerospace forces and SZ on Earth and the exclusion of preparatory operations for refueling during the flight. Also, by eliminating the indicated preparatory operations, an increase in the time allotted for refueling is ensured, and thereby the required amount of transmitted fuel is reduced per unit time, which leads to a decrease in the weight and dimensions of the fuel transfer device (UPT) and, accordingly, to an increase in the weight of the payload. By connecting the fuel systems of the HVS and SZ on Earth, simplification of the design of a flexible means of fuel transmission (GSPT) and the elimination of automatic GSPT traps (hoses) in flight can be achieved.
Обеспечено уменьшение расхода топлива за счет исключения "холостого" полета СЗ до его соединения с ВКС для дозаправки. The fuel consumption was reduced due to the exclusion of the "idle" flight of SZ before it was connected to the VKS for refueling.
Обеспечены условия для сокращения расхода топлива, т.к. дозаправка ВКС проводится на активном участке его траектории (т.е. на участке разгона и набора высоты), а не в ходе горизонтиального полета ВКС во время дозаправки, который фактически "вырезается" из активного участка полета ВКС. Conditions are provided for reducing fuel consumption, as refueling the VKS is carried out on the active section of its trajectory (i.e., on the acceleration and climb section), and not during the horizontal flight of the VKS during the refueling, which is actually “cut out” from the active section of the flight of the VKS.
В предлагаемом изобретении соединение ГСПТ на Земле перед полетом позволяет выполнить его особо надежным. In the present invention, the connection of the GSPT on Earth before flight allows it to be made particularly reliable.
Обеспечена возможность использования на ВКС двигателей одного типа, например, жидкостно-реактивных двигателей (ЖРД), а не двух разного типа двигателей, за счет обеспечения возможности поступления на ВКС достаточного количества топлива от СЗ непосредственно сразу же после взлета. It is possible to use engines of the same type on the VKS, for example, liquid-propellant engines (LRE), and not two different types of engines, due to the possibility of entering the VKS of a sufficient amount of fuel from the SZ immediately after take-off.
Обеспечены большая безопасность при дозаправке, особенно двухкомпонентным топливом, и соблюдение более строгих допусков на загрязнение окружающей среды во время дозаправки. Предложенное изобретение практически исключает проливы топлива в процессе стыковки и дозаправки. Greater safety is ensured during refueling, especially with two-component fuel, and compliance with stricter tolerances for environmental pollution during refueling. The proposed invention virtually eliminates fuel spills during docking and refueling.
Существенные признаки способа вывода ВКС в космос заключаются в том, что
размещают топливо для ВКС в баке СЗ,
обеспечивают совместный синхронный и параллельный полет ВКС и СЗ во время полета ВКС по части его траектории,
передают топливо из СЗ в ВКС с помощью по крайней мере одного гибкого средства передачи топлива,
отсоединяют гибкое средство передачи топлива после окончания передачи топлива в воздушно-космический самолет,
возвращают СЗ на Землю после передачи топлива в ВКС (далее следуют отличительные признаки),
соединяют СЗ с ВКС перед взлетом с помощью по крайней мере одного гибкого средства передачи топлива,
осуществляют одновременный и параллельный взлет ВКС и СЗ с подсоединенным к ним по крайней мере одним гибким средством передачи топлива.The essential features of the method for launching space video crew into space are that
place fuel for the VKS in the SZ tank,
provide joint synchronous and parallel flight of the VKS and SZ during the flight of the VKS along its trajectory,
transfer fuel from the NW to the VKS using at least one flexible means of fuel transfer,
the flexible fuel transfer means is disconnected after the end of the fuel transfer to the aerospace plane,
return the NW to the Earth after the transfer of fuel to the aerospace forces (distinguishing features follow),
connect the SZ with the VKS before take-off using at least one flexible means of fuel transfer,
carry out simultaneous and parallel take-off of the VKS and SZ with at least one flexible means of fuel transfer connected to them.
Это позволяет начать дозаправку ВКС топливом непосредственно после взлета и, в конечном счете, позволяет значительно увеличить полезный груз на ВКС. This allows you to start refueling the VKS with fuel immediately after take-off and, ultimately, significantly increasing the payload on the VKS.
В другом варианте существенные признаки способа вывода ВКС в космос заключаются в том, что
размещают топливо для ВКС в баке СЗ,
обеспечивают совместный синхронный и параллельный полет ВКС и СЗ во время полета ВКС по части его траектории,
передают топливо из СЗ в ВКС с помощью по крайней мере одного гибкого средства передачи топлива,
отсоединяют гибкое средство передачи топлива после окончания передачи топлива в воздушно-космический самолет,
возвращают СЗ на Землю после передачи топлива в ВКС (далее следуют отличительные признаки),
располагают СЗ и ВКС последовательно друг за другом на одной взлетной полосе,
соединяют перед взлетом СЗ и ВКС буксировочным тросом,
соединяют СЗ с ВКС перед взлетом с помощью по крайней мере одного гибкого средства передачи топлива,
осуществляют одновременный последовательно друг за другом взлет ВКС и СЗ с подсоединенными к ним буксировочным тросом и по крайней мере одним гибким средством передачи топлива.In another embodiment, the essential features of the method of launching VCS into space are that
place fuel for the VKS in the SZ tank,
provide joint synchronous and parallel flight of the VKS and SZ during the flight of the VKS along its trajectory,
transfer fuel from the NW to the VKS using at least one flexible means of fuel transfer,
the flexible fuel transfer means is disconnected after the end of the fuel transfer to the aerospace plane,
return the NW to the Earth after the transfer of fuel to the aerospace forces (distinguishing features follow),
have NW and VKS successively one after another on the same runway,
connected before take-off NW and VKS towing rope,
connect the SZ with the VKS before take-off using at least one flexible means of fuel transfer,
take off simultaneously VKS and SZ simultaneously sequentially one after another with the towing cable connected to them and at least one flexible means of fuel transfer.
В этом варианте существенно уменьшается стоимость разработки и изготовления системы управления и синхронизации совместного полета ВКС и СЗ. In this option, the cost of developing and manufacturing a control system and synchronization of the joint flight of the aerospace forces and SZ is significantly reduced.
В другом варианте существенные признаки способа вывода ВКС в космос заключаются в том, что
размещают топливо для ВКС в баках первого и второго СЗ,
обеспечивают совместный синхронный и параллельный полет ВКС и СЗ во время полета ВКС по части его траектории,
передают топливо из СЗ и ВКС с помощью первого и второго гибких средств передачи топлива,
отсоединяют гибкие средства передачи топлива после окончания передачи топлива в воздушно-космический самолет,
возвращают СЗ на Землю после передачи топлива в ВКС, (далее следуют отличительные признаки),
соединяют первый и второй СЗ с ВКС перед взлетом с помощью первого и второго гибких средств передачи топлива, соответственно,
осуществляют одновременный и параллельный взлет ВКС и СЗ с подсоединенными к ним гибкими средствами передачи топлива.In another embodiment, the essential features of the method of launching VCS into space are that
place fuel for the VKS in the tanks of the first and second SZ,
provide joint synchronous and parallel flight of the VKS and SZ during the flight of the VKS along its trajectory,
transmit fuel from SZ and VKS using the first and second flexible means of fuel transfer,
disconnect flexible means of fuel transfer after the end of the transfer of fuel to an aerospace plane,
return the NW to the Earth after the transfer of fuel to the aerospace forces, (the distinguishing features follow),
connect the first and second SZ with the VKS before take-off using the first and second flexible means of fuel transfer, respectively,
carry out simultaneous and parallel take-off of the VKS and SZ with the flexible means of fuel transfer connected to them.
Этот вариант предусматривает использование двух СЗ, что позволяет уменьшить размеры СЗ и увеличить скорость дозаправки. This option involves the use of two SZ, which allows to reduce the size of the SZ and increase the speed of refueling.
В другом варианте существенные признаки способа вывода ВКС в космос заключаются в том, что
размещают топливо для ВКС в баках первого и второго СЗ,
обеспечивают совместный синхронный и параллельный полет ВКС и СЗ во время полета ВКС по части его траектории,
передают во время совместного полета топливо из СЗ в ВКС с помощью первого и второго гибких средств передачи топлива,
отсоединяют гибкие средства передачи топлива после окончания передачи топлива в воздушно-космический самолет,
возвращают СЗ на Землю после передачи топлива в ВКС (далее следуют отличительные признаки),
располагают первый и второй СЗ на двух параллельных взлетных полосах,
располагают ВКС позади СЗ и между ними на промежуточной между СЗ взлетной полосе,
соединяют перед взлетом ВКС с помощью первого буксировочного троса с первым СЗ и с помощью второго буксировочного троса со вторым СЗ,
соединяют с ВКС перед взлетом первый СЗ с помощью первого гибкого средства передачи топлива, а второй СЗ с помощью второго гибкого средства передачи топлива,
осуществляют одновременный параллельный взлет СЗ и следующего за ними ВКС с подсоединенными к ним буксировочными тросами гибкими средствами передачи топлива.In another embodiment, the essential features of the method of launching VCS into space are that
place fuel for the VKS in the tanks of the first and second SZ,
provide joint synchronous and parallel flight of the VKS and SZ during the flight of the VKS along its trajectory,
transmit fuel during the joint flight from NW to the aerospace forces using the first and second flexible means of transferring fuel,
disconnect flexible means of fuel transfer after the end of the transfer of fuel to an aerospace plane,
return the NW to the Earth after the transfer of fuel to the aerospace forces (distinguishing features follow),
have the first and second NW on two parallel runways,
position the airborne forces behind the NW and between them on the intermediate runway between the NW,
connect before the take-off VKS using the first tow rope with the first SZ and using the second tow rope with the second SZ,
connected to the VKS before takeoff, the first SZ using the first flexible means of transmitting fuel, and the second SZ using the second flexible means of transmitting fuel,
carry out simultaneous parallel take-off of NW and the next VKS with towing cables connected to them by flexible means of fuel transfer.
В этом варианте способа существенно упрощается система управления и синхронизации полета ВКС с двумя СЗ. In this variant of the method, the control system and synchronization of the flight of the VKS with two SZ is greatly simplified.
В другом варианте способа при использовании в двигателе ВКС двухкомпонентного топлива отличительные существенные признаки заключаются в том, что
размещают в баке первого СЗ первую компоненту двухкомпонентного топлива, а в баке второго СЗ размещают вторую компоненту двухкомпонентного топлива для ВКС.In another embodiment of the method, when using a two-component fuel in the VKS engine, the distinguishing essential features are that
place the first component of the two-component fuel in the tank of the first SZ, and the second component of the two-component fuel for the VKS is placed in the tank of the second SZ.
Такое размещение топлива позволяет упростить и удешевить всю систему. This placement of fuel allows you to simplify and reduce the cost of the entire system.
В другом варианте существенные признаки способа вывода воздушно-космического самолета в космос заключаются в том, что
размещают топливо для воздушно-космического самолета в баке самолета-заправщика,
обеспечивают совместный синхронный и параллельный полет воздушно-космического самолета и самолета-заправщика во время полета воздушно-космического самолета по части его траектории,
передают топливо из самолета-заправщика в воздушно-космический самолет с помощью по крайней мере одного гибкого средства передачи топлива,
отсоединяют гибкое средство передачи топлива после окончания передачи топлива в воздушно-космический самолет,
возвращают самолет-заправщик на Землю после передачи топлива, (далее следуют отличительные признаки)
соединяют самолет-заправщик с воздушно-космическим самолетом перед взлетом с помощью соединительного троса,
осуществляют одновременный и параллельный взлет воздушно-космического самолета и самолета-заправщика с подсоединенным к ним соединительным тросом,
втягивают в воздушно-космический самолет соединительный трос с подсоединенным к нему гибким средством передачи топлива так, чтобы один конец ГСПТ остался соединенным с самолетом-заправщиком, а другой конец ГСПТ оказался соединенным с воздушно-космическим самолетом,
отсоединяют соединительный трос после окончания передачи топлива в воздушно-космический самолет.In another embodiment, the essential features of the method of launching an aerospace aircraft into space are that
place fuel for an aerospace aircraft in a tanker tanker,
provide joint synchronous and parallel flight of the aerospace aircraft and the refueling aircraft during the flight of the aerospace aircraft along part of its trajectory,
transferring fuel from a refueling aircraft to an aerospace plane using at least one flexible means of transferring fuel,
the flexible fuel transfer means is disconnected after the end of the fuel transfer to the aerospace plane,
the refueling aircraft is returned to Earth after the transfer of fuel, (distinguishing features follow)
connect a refueling aircraft with an aerospace plane before take-off using a connecting cable,
carry out simultaneous and parallel take-off of an aerospace aircraft and a refueling aircraft with a connecting cable connected to them,
pulling a connecting cable into the aerospace plane with a flexible fuel transfer means connected to it so that one end of the GSPT remains connected to the refueling aircraft, and the other end of the GSPT is connected to the aerospace plane,
disconnect the connecting cable after the end of the transfer of fuel to the aerospace plane.
В отличие от предыдущих вариантов способа ГСПТ находится в СЗ до взлета, а после взлета с помощью соединительного троса вытягивается из СЗ и подсоединяется к КТЗ. Unlike the previous versions of the method, the GSPT is in the NW before take-off, and after take-off with the help of a connecting cable it is pulled out of the NW and connected to the KTZ.
В другом варианте существенные признаки способа вывода воздушно-космического самолета в космос заключаются в том, что
размещают топливо для воздушно-космического самолета в баке самолета-заправщика,
обеспечивают совместный синхронный и параллельный полет воздушно-космического самолета и самолета-заправщика во время полета воздушно-космического самолета по части его траектории,
передают топливо из самолета-заправщика в воздушно-космический самолет с помощью по крайней мере одного гибкого средства передачи топлива,
отсоединяют гибкое средство передачи топлива после окончания передачи топлива в воздушно-космический самолет,
возвращают самолет-заправщик на Землю после передачи топлива, (далее следуют отличительные признаки)
соединяют самолет-заправщик с воздушно-космическим самолетом перед взлетом с помощью соединительного троса,
осуществляют одновременный и параллельный взлет воздушно-космического самолета и самолета-заправщика с подсоединенным к ним соединительным тросом,
втягивают в самолет-заправщик соединительный трос с подсоединенным к нему гибким средством передачи топлива так, чтобы один конец ГСПТ остался соединенным с воздушно-космическим самолетом, а другой конец ГСПТ оказался соединенным с самолетом-заправщиком,
отсоединяют соединительный трос после окончания передачи топлива в воздушно-космический самолет.In another embodiment, the essential features of the method of launching an aerospace aircraft into space are that
place fuel for an aerospace aircraft in a tanker tanker,
provide joint synchronous and parallel flight of the aerospace aircraft and the refueling aircraft during the flight of the aerospace aircraft along part of its trajectory,
transferring fuel from a refueling aircraft to an aerospace plane using at least one flexible means of transferring fuel,
the flexible fuel transfer means is disconnected after the end of the fuel transfer to the aerospace plane,
the refueling aircraft is returned to Earth after the transfer of fuel, (distinguishing features follow)
connect a refueling aircraft with an aerospace plane before take-off using a connecting cable,
carry out simultaneous and parallel take-off of an aerospace aircraft and a refueling aircraft with a connecting cable connected to them,
pulling a connecting cable into the refueling aircraft with a flexible fuel transfer means connected to it so that one end of the GSPT remains connected to the aerospace plane and the other end of the GSPT is connected to the refueling aircraft,
disconnect the connecting cable after the end of the transfer of fuel to the aerospace plane.
В отличие от предыдущих вариантов способа ГСПТ находится в ВКС до взлета, а после взлета с помощью соединительного троса вытягивается из ВКС и подсоединяется к СЗ. In contrast to the previous versions of the method, the GSPT is located in the VKS before take-off, and after take-off with the help of a connecting cable it is pulled out of the VKS and connected to SZ.
Существенные признаки другого объекта изобретения системы вывода ВКС в космос заключаются в том, что эта система содержит
ВКС с жидкостно-реактивным двигателем и топливным баком,
по крайней мере один СЗ с баком для топлива ВКС,
устройство передачи топлива между указанным баком СЗ и баком ВКС, и
по крайней мере одно гибкое средство передачи топлива, (далее следуют отличительные признаки),
указанное по крайней мере одно гибкое средство передачи топлива подсоединено до взлета и во время взлета к топливному баку ВКС и через указанное устройство передачи топлива к баку с топливом для ВКС, расположенному на СЗ.The essential features of another object of the invention of the system for the launch of space-borne space systems are that this system contains
VKS with a jet engine and a fuel tank,
at least one SZ with a VKS fuel tank,
a fuel transfer device between said SZ tank and a VKS tank, and
at least one flexible means of fuel transfer, (the following are the distinguishing features)
said at least one flexible fuel transfer means is connected prior to take-off and during take-off to the VKS fuel tank and through said fuel transmission device to the fuel tank for the VKS located on SZ.
Эта система позволяет начать дозаправку ВКС топливом непосредственно после взлета, уменьшить начальный запас топлива на ВКС и, в конечном счете, значительно увеличить полезный груз на ВКС. This system allows you to start refueling the VKS with fuel immediately after take-off, reduce the initial fuel supply on the VKS and, ultimately, significantly increase the payload on the VKS.
В другом варианте существенные отличительные признаки системы заключаются в том, что
она содержит буксировочный трос, подсоединенный между СЗ и ВКС до взлета, во время взлета и полета и до окончания передачи топлива из СЗ в ВКС.In another embodiment, the salient features of the system are that
it contains a tow rope connected between the NW and the VKS before take-off, during take-off and flight, and until the end of the transfer of fuel from the NW to the VKS.
Это существенно упрощает и удешевляет систему управления и синхронизации совместного полета ВКС и СЗ. This greatly simplifies and reduces the cost of the control system and synchronization of the joint flight of the aerospace forces and NW.
В другом варианте существенные отличительные признаки системы заключаются в том, что она содержит поддерживающее устройство, расположенное между СЗ и ВКС до взлета и во время разбега, причем гибкое средство передачи топлива закреплено на указанном поддерживающем устройстве до взлета с возможностью отсоединения в момент отрыва СЗ и ВКС от взлетной полосы. Это позволяет защитить топливный шланг (ГСПТ) от возможных повреждений при взлете. In another embodiment, the essential distinguishing features of the system are that it contains a support device located between SZ and VKS before take-off and during take-off, and a flexible means of fuel transfer is mounted on the specified support device until take-off with the possibility of disconnecting at the moment of separation of SZ and VKS from the runway. This protects the fuel hose (GSPT) from possible damage during take-off.
В другом варианте существенные признаки системы вывода ВКС в космос заключаются в том, что она содержит
ВКС с жидкостно-реактивным двигателем и топливным баком,
первый и второй СЗ с баками для топлива ВКС,
первое и второе устройства передачи топлива между указанными баками СЗ и по крайней мере одним баком ВКС
и первое и второе гибкие средства передачи топлива, (далее следуют отличительные признаки), причем
указанное первое гибкое средство передачи топлива подсоединено до взлета и во время взлета к топливному баку ВКС и через указанное первое устройство передачи топлива к баку с топливом для ВКС, расположенному на первом СЗ, а указанное второе гибкое средство передачи топлива подсоединено до взлета и во время взлета к топливному баку ВКС и через указанное второе устройство передачи топлива к баку с топливом для ВКС, расположенному на втором СЗ.In another embodiment, the essential features of the system for the launch of spacecraft into space are that it contains
VKS with a jet engine and a fuel tank,
the first and second SZ with tanks for VKS fuel,
first and second fuel transfer devices between said SZ tanks and at least one VKS tank
and the first and second flexible means of transferring fuel, (followed by distinguishing features), and
said first flexible fuel transfer means is connected prior to take-off and during take-off to the VKS fuel tank and through said first fuel transfer device to a fuel tank for VKS located on the first SZ, and said second flexible fuel transfer means is connected before take-off and during take-off to the VKS fuel tank and through said second fuel transfer device to the fuel tank for the VKS located on the second SZ.
Это позволяет уменьшить размеры СЗ и ускорить дозаправку. This allows you to reduce the size of the SZ and accelerate refueling.
В другом варианте существенные признаки системы вывода ВКС в космос заключаются в том, что она содержит
первый и второй буксировочные тросы, подсоединенные между первым и вторым СЗ и ВКС до взлета, во время взлета и полета и до окончания передачи топлива из СЗ и ВКС.In another embodiment, the essential features of the system for the launch of spacecraft into space are that it contains
the first and second tow cables connected between the first and second SZ and VKS before take-off, during take-off and flight and before the end of the transfer of fuel from the NW and VKS.
Это существенно упрощает и удешевляет систему управления и синхронизации совместного полета ВКС и СЗ. This greatly simplifies and reduces the cost of the control system and synchronization of the joint flight of the aerospace forces and NW.
В другом варианте существенные признаки системы вывода ВКС в космос заключаются в том, что она содержит
ВКС с работающим на двухкомпонентном топливе жидкостно-реактивным двигателем и с первым и вторым топливными баками,
первый СЗ с баком для первой компоненты топлива ВКС,
второй СЗ с баком для второй компоненты топлива ВКС,
первое устройство передачи топлива между указанным баком первого СЗ и первым баком ВКС,
второе устройство передачи топлива между указанным баком второго СЗ и вторым баком ВКС,
первое и второе гибкие средства передачи топлива (далее следуют отличительные признаки), причем
указанное первое гибкое средство передачи топлива подсоединено до взлета и во время взлета к первому топливному баку ВКС и через указанное первое устройство передачи топлива к указанному топливному баку первого СЗ, а указанное второе гибкое средство передачи топлива подсоединено до взлета и во время взлета ко второму топливному баку ВКС и через указанное второе устройство передачи топлива к указанному топливному баку второго СЗ.In another embodiment, the essential features of the system for the launch of spacecraft into space are that it contains
VKS with a two-component liquid fuel jet engine and with the first and second fuel tanks,
first SZ with a tank for the first VKS fuel component,
second SZ with a tank for the second component of the VKS fuel,
a first fuel transfer device between said first SZ tank and the first VKS tank,
a second fuel transfer device between said second SZ tank and the second VKS tank,
the first and second flexible means of fuel transfer (the following are the distinguishing features), and
said first flexible fuel transfer means is connected prior to take-off and during take-off to the first VKS fuel tank and through said first fuel transfer device to said fuel tank of the first SZ, and said second flexible fuel transfer means is connected before take-off and during take-off to the second fuel tank VKS and through the specified second fuel transfer device to the specified fuel tank of the second SZ.
Такое размещение топлива на СЗ позволяет упростить систему. This placement of fuel in the NW makes it possible to simplify the system.
В другом варианте существенные отличительные признаки системы заключаются в том, что она содержит первый и второй буксировочные тросы, подсоединенные между первым и вторым СЗ и ВКС до взлета, во время взлета и полета и до окончания передачи топлива из СЗ в ВКС. Это существенно упрощает и удешевляет систему управления и синхронизации совместного полета ВКС и СЗ. In another embodiment, the essential distinguishing features of the system are that it contains the first and second tow cables connected between the first and second SZ and VKS before takeoff, during takeoff and flight, and before the end of the transfer of fuel from the NW to the VKS. This greatly simplifies and reduces the cost of the control system and synchronization of the joint flight of the aerospace forces and NW.
В другом варианте существенные признаки системы вывода ВКС в космос заключаются в том, что она содержит
воздушно-космический самолет с жидкостно-реактивным двигателем и топливным баком,
самолет-заправщик с баком для топлива воздушно-космического самолета,
устройство передачи топлива между указанным баком самолета-заправщика и баком воздушно-космического самолета, и
гибкое средство передачи топлива, (далее следуют отличительные признаки),
соединительный трос, устройство приема соединительного троса, устройство хранения ГСПТ и соединительного троса, причем
соединительный трос включен между ВКС и СЗ до взлета, во время взлета и полета и подсоединен к устройству приема соединительного троса и к устройству хранения ГСПТ и соединительного троса, а ГСПТ подсоединен к соединительному тросу с возможностью перемещения ГСПТ между ВКС и СЗ вместе с соединительным тросом.In another embodiment, the essential features of the system for the launch of spacecraft into space are that it contains
aerospace aircraft with a jet engine and fuel tank,
refueling aircraft with fuel tank for aerospace aircraft,
a fuel transfer device between said tank of a refueling aircraft and a tank of an aerospace aircraft, and
flexible means of transferring fuel, (distinguishing features follow),
connecting cable, receiving device for connecting cable, storage device GSPT and connecting cable, and
the connecting cable is connected between the VKS and SZ before take-off, during takeoff and flight and connected to the receiving device of the connecting cable and to the storage device of the GSPT and the connecting cable, and the GSPT is connected to the connecting cable with the ability to move the GSPT between the VKS and SZ together with the connecting cable.
В этом варианте системы используется подсоединенный к ВКС и СЗ соединительный трос, с помощью которого после взлета устанавливается соединение ВКС и СЗ посредством ГСПТ. In this version of the system, a connecting cable connected to the VKS and SZ is used, with which, after takeoff, the connection of the VKS and SZ is established by means of the GSPT.
В другом варианте системы отличительные существенные признаки заключаются в том, что
устройство хранения ГСПТ и соединительного троса расположено в СЗ, а устройство приема соединительного троса расположено в ВКС.In another embodiment of the system, the salient features are that
the storage device for the GSPT and the connecting cable is located in the NW, and the receiving device for the connecting cable is located in the VKS.
В этом варианте уточняется расположение устройств хранения и приема соединительного троса. In this embodiment, the location of the storage and reception devices of the connecting cable is specified.
В другом варианте системы отличительные существенные признаки заключаются в том, что устройство хранения ГСПТ и соединительного троса расположено в ВКС, а устройство приема соединительного троса расположено в СЗ. In another embodiment of the system, the distinguishing essential features are that the storage device for the GSPT and the connecting cable is located in the VKS, and the receiving device for the connecting cable is located in the SZ.
В этом варианте расположение устройств хранения и приема соединительного троса противоположно предыдущему варианту. In this embodiment, the arrangement of the storage and reception devices of the connecting cable is opposite to the previous embodiment.
На фиг. 1 изображена система вывода ВКС в космос с параллельным расположением ВКС и СЗ (вид сверху и вид сзади); на фиг. 2 система вывода ВКС в космос с последовательным расположением ВКС и СЗ (вид сверху); на фиг. 3 система вывода ВКС в космос с одним ВКС и двумя СЗ, расположенными параллельно (вид сверху и вид сзади); на фиг. 4 система вывода ВКС в космос с двумя СЗ и одним ВКС, расположенным между и позади СЗ (вид сверху и вид в полете); на фиг. 5 система вывода ВКС в космос с одним ВКС, имеющим два бака, и двумя СЗ, расположенными параллельно (вид сверху и вид сзади); на фиг. 6 система вывода ВКС в космос с поддерживающим ГСПТ устройством (вид сверху и вид сзади); на фиг. 7 система приема ГСПТ при соединении ВКС и СЗ соединительным тросом. In FIG. 1 shows a system for launching VCS into space with a parallel arrangement of VCS and NW (top view and rear view); in FIG. 2 a system for launching an aerospace system into space with a sequential arrangement of an aerospace system and SZ (top view); in FIG. 3 a system for launching space-borne spacecraft with one space-borne system and two SZ located in parallel (top view and rear view); in FIG. 4 a system for launching an aerospace system into space with two SZ and one VKS located between and behind the SZ (top view and view in flight); in FIG. 5 a system for launching space-borne spacecraft with one space-borne system having two tanks and two SZ located in parallel (top view and rear view); in FIG. 6 a system for launching an aerospace system into space with a supporting GSPT device (top view and rear view); in FIG. 7 receiving system GSPT when connecting the VKS and SZ connecting cable.
На фигурах приняты следующие обозначения:
1 воздушно-космический самолет (ВКС); 2 самолет-заправщик (СЗ); 3 - полезный груз; 4 бак ВКС; 5 гибкое средство передачи топлива (ГСПТ); 6 - взлетная полоса; 7 крыло ВКС; 8 крыло СЗ; 9 бак СЗ; 10 устройство передачи топлива; 11 двигатель ВКС; 12 двигатель СЗ; 13 буксировочный трос; 14 первый СЗ; 15 второй СЗ; 16 первое ГСПТ; 17 второе ГСПТ; 18 - первый бак ВКС; 19 второй бак ВКС; 20 поддерживающее устройство для ГСПТ; 21 соединительный трос; 22 устройство приема соединительного троса; 23 - устройство хранения ГСПТ и соединительного троса; 24 замковое устройство ГСПТ; 25 приемное устройство ГСПТ.The following notation is used in the figures:
1 aerospace aircraft (VKS); 2 refueling aircraft (NW); 3 - payload; 4 tank VKS; 5 flexible means of fuel transfer (GSPT); 6 - runway; 7 wing of the videoconferencing; 8 wing SZ; 9 tank SZ; 10 fuel transfer device; 11 VKS engine; 12 SZ engine; 13 tow rope; 14 first SZ; 15 second SZ; 16 first GSPT; 17 second GSPT; 18 - the first tank VKS; 19 second VKS tank; 20 supporting device for GSPT; 21 connecting cable; 22 connection cable receiving device; 23 - storage device GSPT and connecting cable; 24 locking device GSPT; 25 receiver GSPT.
Изобретение касается вывода ВКС в космос. Нафиг. 1 показаны вид сверху и вид сзади на ВКС 1 и СЗ 2. Под ВКС 1 в заявке имеется в виду летательный аппарат с крыльями, создающими в полете аэродинамическую подъемную силу и позволяющими ВКС осуществлять горизонтальный взлет с аэродрома, набор высоты и скорости в атмосфере. ВКС затем постепенно переходит на полет по траектории, расположенной под значительным углом к поверхности Земли, под действием подъемной силы реактивного двигателя ВКС выходит за пределы атмосферы в открытый космос, выполняет назначение ВКС, например, вывод полезного груза 3 (спутника связи и т.п.) или выполнение каких-то других операций в космосе. Затем осуществляется спуск и горизонтальная посадка ВКС на аэродром с использованием аэродинамических свойств крыльев ВКС. ВКС несет полезный груз 3 в космос, и чем меньше затраты на единицу веса полезного груза и чем больше сам полезный груз, тем эффективнее в общем случае способ и система вывода ВКС в космос. The invention relates to the withdrawal of aerospace forces into space. Haha. 1 shows a top view and a rear view of the
В предложенных способе и системе вывода ВКС в космос используется взлет практически "пустого" ВКС 1 в том смысле, что его топливные баки 4 имеют при взлете минимум топлива, необходимого только для набора заданной скорости для отрыва ВКС от взлетной полосы и возникновения подъемной силы крыльев ВКС, а также для возможной аварийной посадки. Сразу же после взлета ВКС 1 в него начинает поступать топливо из СЗ 2, взлетающего совместно с ВКС 1 и соединенного с ним гибким средством передачи топлива 5. При сравнительно небольших крыльях ВКС, его взлет практически без топлива, конечно, облегчается, что позволяет разместить на ВКС существенно больший полезный груз 3. Конструкция ВКС 1 может быть рассчитана на меньшую нагрузку, т.к. на Земле он свободен от топлива, а в полете увеличивающийся за счет заправки топливом вес ВКС компенсируется подъемной силой крыльев и тягой ракетного двигателя. В целом конструкция ВКС рассчитывается только на "сухой" вес ВКС (без учета веса топлива). The proposed method and system for launching space-borne VCS into space uses the take-off of practically “empty”
Предложенный способ вывода ВКС в космос предусматривает выполнение следующих операций. The proposed method for the withdrawal of aerospace forces into space involves the following operations.
ВКС 1 и СЗ 2 располагают на единой широкой взлетной полосе 6 аэродрома или на двух параллельных взлетных полосах, расположенных друг от друга на незначительном расстоянии (5 20 м). ВКС и СЗ располагают на взлетной полосе так, чтобы они были рядом и параллельны друг другу, например, чтобы концы крыла 7 ВКС 1 и крыла 8 СЗ 2 находились напротив друг друга. Размещают в баке 4 ВКС 1 такое количество топлива, которое необходимо для взлета и аварийной посадки, а также размещают на ВКС 1 полезный груз 3. Размещают в баке 9 СЗ 2 такое количество топлива, которое необходимо для вывода ВКС 1 в космос, а также топливо, необходимое для взлета и полета СЗ 2 вместе с ВКС 1 и для возвращения СЗ 2 на Землю после окончания дозаправки ВКС 1.
Затем подсоединяют гибкое средство передачи топлива 5, например, топливный шланг, между устройством передачи топлива 10 (в простейшем случае, топливным насосом), размещенным на СЗ 2 и подключенным к топливному баку 9 СЗ 2, и к топливному баку 4 ВКС 1. Длина шланга может быть, например, 5 20 м. Трубопроводы от баков ВКС 1 и СЗ 2 к месту подсоединения с ГСПТ 5 могут проходить в крыльях 7 ВКС 1 и 8 СЗ 2. Then, a flexible fuel transfer means 5, for example, a fuel hose, is connected between the fuel transfer device 10 (in the simplest case, the fuel pump) located on
После этого осуществляют синхронный и параллельный взлет ВКС 1 и СЗ 2 с подключенным гибким средством передачи топлива 5. Одинаковые скорость разбега и длины пробега до отрыва от взлетной полосы обеспечиваются пилотами или беспилотной системой управления, контролирующей взаимное положение ВКС 1 и СЗ 2 и регулирующей тягу двигателя 11 ВКС 1 и двигателей 12 СЗ 2 так, чтобы обеспечить необходимые скорости. After that, synchronous and parallel take-off of
Затем осуществляют набор высоты и увеличение скорости ВКС 1 и СЗ 2, при этом увеличивается подъемная сила крыльев 7 ВКС 1, что позволяет осуществлять дозаправку из СЗ 2 топлива в бак 4 ВКС 1 с помощью насоса устройства передачи топлива 10, направляющего топливо по гибкому средству передачи топлива 5 в бак 4 ВКС 1. Then they climb and increase the speed of the
При этом ВКС 1 и СЗ 2 осуществляют синхронный параллельный полет и подъем. Увеличивающаяся подъемная сила крыльев 7 ВКС 1 позволяет подавать все больше топлива из СЗ 2 в ВКС 1, причем это топливо тратится как на увеличение скорости и высоты подъема ВКС 1, так и на увеличение запаса топлива в баке 4 ВКС 1. Количество перекачиваемого в единицу времени топлива становится постоянным после того, как достигается максимально возможное значение для установленного на СЗ 2 насоса и для пропускной способности подключенного шланга. Полет ВКС 1 и СЗ 2 проходит по заданной траектории с постоянным увеличением скорости и высоты. Как только все заданное количество топлива из СЗ 2 в ВКС 1 оказывается переданным, происходит отключение гибкого средства передачи топлива 5 от ВКС 1 и закрепление ГСПТ 5 на СЗ 2. Для исключения пролива топлива перед отключением гибкого средства передачи топлива 5 производится закрытие клапанов (на фиг. не показаны) на входе и выходе гибкого средства передачи топлива 5 и устройств передачи топлива 10. In this case,
Таким образом, после отключения гибкого средства передачи топлива 5 и окончания дозаправки ВКС 1 оказывается на сравнительно большой высоте (6-20 км), имеет довольно высокую скорость (0,8-5 м) и полный бак с топливом. Thus, after disabling the flexible means of
Вся дозаправка производится на активном участке траектории, т.е. при непрерывном увеличении высоты и скорости полета. Если в двигателе ВКС 1 используется двухкомпонентное топливо, то гибкое средство передачи топлива 5 должно иметь два трубопровода, или могут быть использованы два ГСПТ 5. При этом, на ВКС 1 должно быть два бака 4, на СЗ 2 также два бака 9 и два устройства передачи топлива 10. All refueling is performed on the active part of the trajectory, i.e. with a continuous increase in altitude and speed. If two-component fuel is used in the
В другом варианте способа вывода ВКС 1 в космос СЗ 2 и ВКС 1 располагают на одной взлетной полосе 6 друг за другом. (фиг. 2). Расположение двигателей 12 СЗ 2, например, на крыльях 8 позволяет это сделать. In another embodiment of the method for launching
СЗ 2 и ВКС 1 соединяют буксировочным тросом 13. Во время взлета и всего совместного полета работают все двигатели СЗ 2 и ВКС 1 в таком режиме, что часть тяговой силы СЗ 2 передают на трос 13 для ВКС 1. Этим приемом обеспечивается полусамолетный (или полупланерный) режим полета ВКС 1, что позволяет упростить и удешевить систему управления и синхронизации совместного полета ВКС и СЗ.
(Впервые о возможности буксировки звездолета см. Циолковский К.Э. Звездолет с предшествующими ему машинами (1933 г.)// Избранные труды. М. Издательство АН СССР, 1962, с. 426 434). (For the first time on the possibility of towing a spaceship, see KE Tsiolkovsky. Starship with its predecessors (1933) // Selected Works. M. Publishing House of the USSR Academy of Sciences, 1962, p. 426 434).
Кроме того, буксировочный трос 13 позволяет обеспечить большую безопасность ГСПТ 5, т.е. предохраняет его от обрыва. Возможно конструктивное объединение буксировочного троса 13 и ГСПТ 5. In addition, the
В другом варианте способа вывода ВКС 1 в космос (фиг. 3) используют два СЗ, первый 14 и второй 15. Это позволяет либо увеличить размеры ВКС (а, следовательно, увеличить полезный груз), либо вдвое уменьшить размеры и вес СЗ. В свою очередь, это может позволить свести разработку СЗ к модернизации под СЗ какого-либо серийного тяжелого самолета, например, типа "Руслан" или "Боинг". Тем самым уменьшается также время дозаправки, размер и вес насосов УПТ 10. In another embodiment of the method for launching
Два СЗ (14 и 15) и ВКС 1 соединяют перед взлетом с помощью первого 16 и второго 17 гибких средств передачи топлива, осуществляют одновременный и параллельный взлет двух СЗ (14 и 15) и ВКС 1 по одной широкой полосе или по трем параллельным взлетным полосам с подсоединенными гибкими средствами передачи топлива 16 и 17. В другом варианте способа вывода ВКС 1 в космос (фиг. 4) располагают два СЗ 14 и 15 параллельно и рядом друг с другом, например, так, чтобы концы их крыльев были напротив друг друга, а ВКС 1 располагают несколько сзади от СЗ 14 и 15 и между ними. Каждый СЗ соединяют с ВКС 1 буксировочными тросами 13 и гибкими средствами передачи топлива 16 и 17. Затем осуществляют одновременный взлет и полет в полусамолетном (или полупланерном) режиме двух СЗ 14 и 15 и ВКС 1. На фиг. 4 показан вид СЗ 14 и 15 и ВКС 1 на взлетной полосе и в полете. Two SZ (14 and 15) and
В другом варианте способа вывода ВКС 1 в космос (фиг. 5), при использовании в двигателе ВКС 1 двухкомпонентного топлива, в баке 9 первого СЗ 14 размещают первую компоненту топлива, а в баке 9 второго СЗ 15 вторую компоненту топлива, причем перекачка осуществляется в два бака 18 и 19, находящихся на ВКС 1, и с помощью двух УПТ 10 и двух ГСПТ 16 и 17. In another embodiment of the method for launching
В другом варианте способа вывода ВКС в космос (фиг. 7) на Земле до взлета ВКС 1 и СЗ 2 соединяют с помощью соединительного троса 21. В ВКС 1 соединительный трос 21 крепится в устройстве 22 приема соединительного троса. В СЗ соединительный трос 21 крепится в устройстве 23 хранения ГСПТ и соединительного троса. ГСПТ 5 до взлета находится в устройстве 23 хранения ГСПТ и соединительного троса. Соединительный трос 21 и ГСПТ 5 соединены так, что при перемещении соединительного троса 21 вместе с ним перемещается и ГСПТ 5. После взлета ВКС и СЗ соединительный трос 21 перемещают в устройство 22 приема соединительного троса и вытягивают тем самым ГСПТ 5 из устройства 23 хранения ГСПТ и соединительного троса до сочленения замкового устройства 24 ГСПТ с приемным устройством 25 ГСПТ, находящимся в ВКС 1. Затем осуществляется передача топлива и после ее окончания осуществляют расчленение замкового устройства 24 ГСПТ с приемным устройством 25 ГСПТ. ГСПТ 5 с помощью соединительного троса 21 втягивается обратно в устройство 23 хранения ГСПТ и соединительного троса. In another embodiment of the method for launching VCS into space (Fig. 7) on Earth before take-off,
В этом варианте способа ГСПТ 5 перемещают из СЗ и ВКС и обратно. В другом варианте способа ГСПТ 5 перемещают наоборот из ВКС, в котором оно первоначально хранится, в СЗ и, после окончания передачи топлива, обратно. In this embodiment of the method,
Другой объект изобретения система вывода ВКС 1 в космос (фиг. 1) - содержит ВКС 1 с ЖРД 11 и по крайней мере одним топливным баком 4, СЗ 2 с по крайней мере одним баком 9 для топлива ВКС 1. Указанная система содержит по крайней мере одно УПТ 10 между баком 9 СЗ 2 и баком 4 ВКС 1, расположенное на СЗ 2, и по крайней мере одно ГСПТ 5. Указанное ГСПТ 5 подсоединено до взлета, во время взлета и совместного полета ВКС 1 и СЗ 2 к баку 4 ВКС 1 и через УПТ 10 к баку 9 с топливом для ВКС 1, находящемуся на СЗ 2. ВКС 1 имеет крылья 7, позволяющие ему осуществлять горизонтальный взлет в аэродрома, подъем в атмосфере и посадку на аэродром. ВКС 1 имеет ЖРД 11, позволяющий ему достигать скорости, необходимой для выхода на орбиту вокруг Земли или для выхода с дальний космос. В качестве окислителя может использоваться жидкий кислород, а в качестве горючего жидкий водород. Another object of the invention is a system for putting
Различные виды ВКС рассмотрены в обзоре Новичкова Н.Н. и Поздышева Д.В. Исследование концепций трансатмосферного летательного аппарата TAV//Техническая информация. Новости зарубежной науки и техники. Серия: Авиационная и ракетная техника. М. ЦАГИ, 1985. Вып. N 17(1519). Various types of videoconferencing are considered in the review of Novichkova N.N. and Pozdysheva D.V. The study of the concepts of the transatmospheric aircraft TAV // Technical information. News of foreign science and technology. Series: Aviation and rocket technology. M. TsAGI, 1985. Issue. N 17 (1519).
ВКС 1 может иметь несколько двигателей на жидком топливе с равной тягой, обеспечивающих наиболее экономичные режимы полета на разных участках траектории: при взлете, при наборе высоты и скорости в атмосфере и при выходе на орбиту. ВКС 1 может иметь также и разного типа двигатели, например, кроме ЖРД можно иметь турбореактивные двигатели для полета на некоторых участках траектории. Известные ЖРД описаны, например, в книге Сатона Д. Ракетные двигатели. М. Издательство иностранной литературы, 1952, с. 141-198, 308 - 310.
В двигателях могут быть использованы различные известные виды топлива (Сатон Д. Ракетные двигатели. М. Издательство иностранной литературы, 1952. с. 126 140). In engines can be used various well-known types of fuel (Saton D. Rocket engines. M. Publishing house of foreign literature, 1952. S. 126 140).
В качестве устройства передачи топлива УПТ 10 могут быть использованы известные турбонасосные агрегаты (Сатон Д. Ракетные двигатели. М. Издательство иностранной литературы, 1952. с. 200 243). As a fuel
В качестве гибких средств передачи топлива ГСПТ 5 могут быть использованы известные шланги, применяемые при дозаправке самолетов в воздухе. Такие шланги могут для повышения прочности включать в себя проволочную арматуру и/или металлические кольца. ГСПТ может быть выполнено также в виде шарнирно-соединенных отрезков негибких трубопроводов, причем гибкость ГСПТ обеспечивается несколькими степенями свободы движения шарнирных соединений. As flexible means of
Устройства подсоединения шлангов к трубопроводам баков могут быть упрощены по сравнению с устройствами, применяемыми при соединении шлангов в полете, т. к. операция подсоединения ГСПТ 5 в предложенном изобретении производится вручную на аэродроме. ГСПТ 5 должно иметь дистанционно управляемые вентили (клапаны), перекрывающие трубопровод после окончания передачи топлива для того, чтобы не допустить пролива топлива после отсоединения шланга. ГСПТ 5 должно также иметь такие устройства крепления шлангов к трубопроводам баков, которые обеспечивают их автоматическое отсоединение от ВКС 1. Это могут быть, например, пиротехнические замки или механические замки с соленоидным или другим управлением. Devices for connecting hoses to tank pipelines can be simplified in comparison with devices used for connecting hoses in flight, since the operation of connecting
Самолет-заправщик СЗ 2 является обычным самолетом. Если в двигателях СЗ 2 используется топливо, отличающееся от топлива для ВКС 1, число топливных баков СЗ 2 увеличивается. Двигатели СЗ 2 должны обеспечивать тягу, необходимую для параллельного полета СЗ 2 с набирающим скорость и высоту ВКС 1. На СЗ 2 могут быть установлены ракетные или турбореактивные двигатели (Д. Сатон. Ракетные двигатели. М. Издательство иностранной литературы, 1952, с. 311). The
В одном из вариантов выполнения системы вывода ВКС 1 в космос (фиг. 2) она содержит буксировочный трос 13, подсоединяемый до взлета на взлетной полосе к СЗ 2, стоящему впереди, и к ВКС 1, стоящему позади него. Крепление буксировочного троса 13 должно позволять автоматически отсоединять буксировочный трос 13 от ВКС 1 после, например, окончания совместного полета СЗ 2 и ВКС 1. In one embodiment of the
В другом варианте выполнения системы вывода ВКС 1 в космос (фиг. 6) она содержит поддерживающее устройство 20, расположенное между ВКС 1 и СЗ 2 и несущее ГСПТ 5 во время взлета. Это устройство 20 может быть выполнено, например, в виде тележки на колесах. Крепление ГСПТ 5 к тележке должно обеспечивать отсоединение ГСПТ 5 от тележки непосредственно после взлета. In another embodiment of the
В другом варианте выполнения системы вывода ВКС 1 в космос (фиг. 3) она содержит два СЗ 14 и 15, каждый из которых имеет свое УПТ 10. Два ГСПТ 16 и 17 подсоединены до взлета и во время взлета и полета к ВКС 1 и УПТ 10 на соответствующем СЗ 14 и 15. Каждый СЗ (14 и 15) может быть соединен своим буксировочным тросом 13 с ВКС 1 (фиг. 4). In another embodiment of the
В другом варианте выполнения системы вывода ВКС в космос (фиг. 5) она содержит ВКС 1 с ЖРД 11, работающем на двухкомпонентном топливе. ВКС 1 имеет два бака 18 и 19 для этих двух компонент топлива. Два СЗ 14 и 15, каждый из которых несет свою компоненту топлива, подсоединены до взлета и во время взлета и полета через свои УПТ 10 и ГСПТ 16 и 17 к указанным соответствующим бакам 18 и 19 ВКС 1. Оба СЗ 14 и 15 могут быть до взлета подсоединены к ВКС 1 с помощью буксировочных тросов 13 (фиг. 4). In another embodiment, the implementation of the system for the withdrawal of space-borne spacecraft (Fig. 5), it contains a space-borne
Система вывода ВКС в космос может быть устроена таким образом, что ГСПТ 5 до взлета не соединяет ВКС и СЗ, а находится, например, в СЗ. До взлета между ВКС и СЗ включен соединительный трос 21. На фиг. 7 показана система приема ГСПТ 5 при соединении ВКС 1 и СЗ 2 соединительным тросом 21. В СЗ 2 (например, в его крыле 8) расположено устройство 23 хранения ГСПТ и соединительного троса. В этом устройстве хранятся до взлета в свернутом состоянии ГСПТ 5 и соединительный трос 21. ГСПТ 5 подсоединено в СЗ 2 к топливному баку СЗ, в котором хранится топливо для ВКС 1 (на фиг. 7 не показан). В ВКС 1 (например, в его крыле 7) расположено устройство 22 приема соединительного троса. В ВКС 1 также содержится приемное устройство 25 ГСПТ, которое посредством трубопровода соединено с топливным баком ВКС 1 (на фиг. 7 трубопровод и бак не показаны). Конец подсоединенного к соединительному тросу ГСПТ 5 имеет замковое устройство 24, предназначенное для сочленения ГСПТ 5 после взлета с приемным устройством 25 ГСПТ, находящимся в ВКС 1. The system for launching VKS into space can be arranged in such a way that
После взлета ГСПТ 5 соединяет баки СЗ и ВКС, а часть соединительного троса хранится в устройстве 22 приема соединительного троса. Устройство 22 приема соединительного троса и устройство 23 хранения ГСПТ и соединительного троса могут быть выполнены в виде барабанов с необходимыми приводами. Замковое устройство 24 ГСПТ и приемное устройство 25 ГСПТ могут быть выполнены, как и известные устройства (ловители), используемые для сочленения шлангов при дозаправке самолетов в полете. В другом варианте ГСПТ 5 находится до взлета в находящемся в ВКС устройстве 23 хранения ГСПТ и соединительного троса, а устройство 22 приема соединительного троса и приемное устройство 25 ГСПТ находятся в СЗ. After takeoff, the
Работа системы вывода ВКС 1 в космос была уже фактически описана при описании различных вариантов способа вывода ВКС 1 в космос. Параллельный и синхронный взлет и полет ВКС 1 и СЗ 2 может быть обеспечен выбором соответствующих режимов взлета и полета, задающих тягу и положение управляющих поверхностей крыльев. Управление взлетом и полетом может быть обеспечено как с помощью пилотов, так и в беспилотном режиме с использованием известных систем управления, автопилотов и т.п. К известным самолетным системам управления могут быть добавлены системы контроля взаимного расположения летательных аппаратов, используемые, например, при стыковке космических аппаратов, а также известные системы контроля высоты самолета над Землей при посадке самолета на аэродром. Это различные радиолокационные, лазерные и иные системы, иногда использующие отражающие мишени и т.п. The operation of the system for launching
По мере набора системой ВКС 1 СЗ 2 скорости и образования достаточной подъемной силы, необходимой для подъема перекачиваемого из СЗ 2 топлива с заданным секундным расходом, включают УПТ 10 (насосы для перекачки топлива в ВКС 1), расположенные на СЗ 2. As the
Количество топлива, передаваемого из СЗ 2 в ВКС 1 в единицу времени, должно быть достаточным для работы двигателя 11 ВКС 1 и для одновременного накопления топлива в баке 4 ВКС 1. Увеличение количества топлива в баке 4 ВКС 1 должно быть приблизительно пропорционально увеличению подъемной силы крыльев 7 ВКС 1 за вычетом той ее части, которая необходима для обеспечения непрерывного подъема ВКС 1 и увеличения его скорости. В полете будет происходить изменение веса ВКС 1 и СЗ 2, при этом для обеспечения их параллельного совместного полета будет необходимо изменять тяговые усилия двигателя 12 СЗ 2 и положение управляющих поверхностей крыльев 8. The amount of fuel transferred from
В некоторых вариантах выполнения системы вывода ВКС в космос (фиг. 2) используется последовательное расположение СЗ 2 и ВКС 1 с подсоединенным к ним буксировочным тросом 13. Конечно, двигатели 12 СЗ 2 должны позволять ВКС 1 находиться позади СЗ 2, т.е. должна быть обеспечена защита ГСПТ 5 и буксировочного троса 13 от воздействия выхлопных струй работающих двигателей 12 СЗ 2. В полете ВКС 1 может находиться позади и несколько ниже СЗ 2, что позволит СЗ 2 использовать свои двигатели 12 для того, чтобы помогать ВКС 1 в увеличении скорости и высоты полета. In some embodiments of the VCS space-launching system (Fig. 2), a sequential arrangement of
В варианте с двумя СЗ 2 (фиг. 4) ВКС 1 находится сзади них и между ними, так что влияние выхлопных струй работающих двигателей 12 СЗ 2 на ВКС 1 уменьшается. In the variant with two SZ 2 (Fig. 4)
Рассмотрим полет ВКС 1 совместно с одним СЗ 2. Consider the flight of
Изобретение реализует план полета, который может быть разбит на три различных этапа. The invention implements a flight plan, which can be divided into three different stages.
Первым является этап подготовки к взлету. На этом этапе производятся:
транспортировка ВКС 1 и СЗ 2 на стартовую позицию на взлетной полосе 6 (фиг. 1),
размещение выводимого в космос полезного груза 3 в ВКС 1,
заправка баков 4 ВКС 1 и 9 СЗ 2 топливом,
соединение ВКС 1 и СЗ 2 гибким средством передачи топлива 5,
соединение ВКС 1 и СЗ 2 буксировочным тросом 13, если он используется (фиг. 2).The first is the stage of preparation for take-off. At this stage:
transportation of
placement of
refueling of
the connection of the
the connection of the
Вторым этапом является взлет ВКС 1 и СЗ 2. На этом этапе производятся
запуск двигателей 11 ВКС 1 и 12 СЗ 2,
одновременный и параллельный разбег ВКС 1 и СЗ 2 по двум параллельным взлетным полосам (или по одной достаточно широкой взлетной полосе 6), или одновременный разбег и взлет последовательно следующих друг за другом СЗ 2 и ВКС 1 по одной полосе 6 при использовании буксировочного троса 13,
одновременный отрыв ВКС 1 и СЗ 2 от взлетной полосы 6 и совместный полет ВКС 1 и СЗ 2 по параллельным траекториям или по одной траектории двуг за другом,
синхронный полет ВКС 1 и СЗ 2 до достижения скорости, позволяющей начать перекачку топлива,
перекачка топлива из СЗ 2 в ВКС 1, причем количество передаваемого топлива в единицу времени должно быть равным сумме количества топлива, потребляемого двигателем 11 ВКС 1, и количества топлива, поступающего в бак 4 ВКС 1.The second stage is the take-off of
starting
simultaneous and parallel take-off of
simultaneous separation of
synchronous flight of
pumping fuel from
ВКС 1 и СЗ 2 двигаются параллельно до перекачки установленного количества топлива. (Оставшегося топлива в баке 9 СЗ 2 должно быть достаточно для его возвращения на Землю).
Третьим этапом является окончание совместного полета ВКС 1 и СЗ 2, при котором производятся:
прекращение передачи топлива из СЗ 2 в ВКС 1 путем остановки работы УПТ 10, закрытие вентилей в трубопроводах,
отсоединение ГСПТ 5 от ВКС 1 и закрепление его на СЗ 2,
выход ВКС 1 на полностью автономный полет,
возвращение СЗ 2 на место взлета или другой аэродром с посадкой, аналогичной посадке обычного самолета.The third stage is the end of the joint flight of
stopping the transfer of fuel from
disconnecting the
the return of
Автономный полет ВКС 1 продолжается до выхода на земную орбиту или в дальний космос. The autonomous flight of
Возвращение ВКС 1 на Землю производится обычным способом, т.е. вначале производится торможение, а затем аэродинамический полет в атмосфере и посадка на том же или другом аэродроме. The return of
Конечно, подразумевается, что ВКС 1 и, по необходимости, СЗ 2 имеют средства для обеспечения снижения скорости в атмосфере и необходимые средства тепловой защиты. Кроме того, они могут иметь парашютные средства для торможения при посадке. Спук может осуществляться по типу спуска ВКС "Буран" или "Спейс-Шаттл". Of course, it is understood that
Для реализации способа вывода ВКС в космос могут быть использованы известные и имеющиеся в авиации и космонавтике элементы, в том числе базовые конструкции самолетов ("Руслан", "Боинг"), известные авиационные и ракетные двигатели, УПТ, ГСПТ и т.п. To implement the method for launching the spacecraft into space, the known and available elements in aviation and astronautics can be used, including the basic structures of aircraft (Ruslan, Boeing), known aircraft and rocket engines, UPT, GSPT, etc.
Например, в патенте США N 3100614, НКИ 244-135, 1963 г. описана система дозаправки в полете. Устройство для заправки самолета в полете описано также в патенте США N 3008674, НКИ 244-135, 1961 г. Турбонасосный агрегат самолета-заправщика описан в авторском свидетельстве СССР N 137770, МКИ В 64 D 39/00, 1963 г. Устройство для автоматической стыковки и расстыковки гидросистем описано в авторском свидетельстве СССР N 185241, МКИ В 64 D 39/06, 1966 г. В патенте США N 5141178, НКИ 244-135А, 1992 г. Система дозаправки в воздухе описан барабан для наматывания и разматывания шланга для передачи топлива при стыковке и расстыковке самолета-заправщика. В авторском свидетельстве СССР N 453339, МКИ В 64 D 3/00, 1974 г. описано устройство для буксировки летательных аппаратов, которое позволяет отсоединить буксировочный трос с помощью пневмоцилиндра. For example, US Pat. No. 3,100,614, NKI 244-135, 1963, describes a flight refueling system. A device for refueling an aircraft in flight is also described in US patent N 3008674, NKI 244-135, 1961. The turbopump assembly of a refueling aircraft is described in USSR author's certificate N 137770, MKI B 64 D 39/00, 1963. Device for automatic docking and uncoupling of hydraulic systems is described in USSR author's certificate N 185241, MKI B 64 D 39/06, 1966. In US patent N 5141178, NKI 244-135A, 1992. An air refueling system describes a drum for winding and unwinding a hose for transferring fuel when docking and undocking a refueling aircraft. USSR author's certificate N 453339, MKI B 64
Конечно, известные устройства должны быть приспособлены для выполнения функций конкретной системы, но очевидно, что достигнутый уровень в авиации и космонавтике позволяет уже в настоящее время реализовать предлагаемые способ и систему, причем наличие известных и применимых составных частей позволяет реализовать способ и систему достаточно быстро и с небольшими затратами по сравнению с другими предлагаемыми способами и системами вывода ВКС в космос, требующими, например, разработки совершенно новых и очень громоздких самолетов-носителей с размещаемыми на них ВКС (см. Исследование концепций трансатмосферного летательного аппарата TAV.//Техническая информация. Новости зарубежной науки и техники. Серия: Авиационная и ракетная техника. М. ЦАГИ, 1985. Вып. N 17 (1519). Of course, known devices must be adapted to perform the functions of a particular system, but it is obvious that the achieved level in aviation and astronautics already allows us to implement the proposed method and system, and the presence of known and applicable components allows us to implement the method and system quite quickly and with low costs in comparison with other proposed methods and systems for launching spacecraft to space, requiring, for example, the development of completely new and very bulky aircraft lei with VKS placed on them (see. Study of the concepts of the transatmospheric aircraft TAV.//Technical information. News of foreign science and technology. Series: Aviation and rocket technology. M. TsAGI, 1985. Issue No. 17 (1519).
В России и США разрабатывались и исследовались разного типа системы вывода грузов в космос, но реализованы были только некоторые (Новиков Н.Н. Поздышев Д.В. Исследование концепций трансатмосферного летательного аппарата TAV//Техническая информация. Новости зарубежной науки и техники. Серия: Авиационная и ракетная техника. М. ЦАГИ, 1985. Вып. N 17(1519)). In Russia and the United States, various types of systems for loading cargo into space were developed and investigated, but only a few were implemented (Novikov N.N. Pozdyshev D.V. Study of the concepts of the transatmospheric aircraft TAV // Technical Information. News of foreign science and technology. Series: Aviation and rocket technology.M. TsAGI, 1985. Issue No. 17 (1519)).
Проанализируем преимущества и недостатки при выводе грузов в космос систем с вертикальным взлетом (СВВ) и систем с горизонтальным взлетом (СГВ). Let us analyze the advantages and disadvantages of the launch of cargo into space systems with vertical take-off (UHV) and systems with horizontal take-off (SGV).
Подъемная сила СВВ определяется мощностью двигателей. При этом своего максимума подъемная сила СВВ может достигнуть уже на старте, при отрыве от Земли. The lifting force of the UHV is determined by the power of the engines. At the same time, the UHV lift force can reach its maximum already at the start, when it is separated from the Earth.
Подъемная сила СГВ зависит от скорости летательного аппарата (и, конечно, от его аэродинамических характеристик, в частности, площади крыльев). Очевидно, что максимум подъемной силы может быть достигнут только на каком-то этапе полета летательного аппарата СГВ, а не при его взлете. The lifting power of the SGV depends on the speed of the aircraft (and, of course, on its aerodynamic characteristics, in particular, the area of the wings). Obviously, the maximum lifting force can be achieved only at some stage of the flight of the SGV aircraft, and not during its take-off.
Из приведенного выше ясно, что при одинаковом весе конструкций СВВ может "оторвать" от Земли больший полезный груз, чем СГВ. From the above it is clear that with the same weight of structures, the UHV can “tear” a larger payload from the Earth than the UHW.
Преимуществом же СГВ является ее большая оперативность в сравнении с СВВ, в смысле готовности к взлету в любое время, поскольку на первом этапе полет СГВ осуществляется в атмосфере, где она может маневрировать и может не быть жестко привязанной к положению Земли на орбите. The advantage of the SVG is its greater efficiency in comparison with the UHV, in terms of readiness for take-off at any time, since at the first stage the SVG flight is carried out in the atmosphere, where it can maneuver and may not be rigidly attached to the position of the Earth in orbit.
Еще одним преимуществом систем с горизонтальным взлетом является то, что удельная стоимость доставки груза на орбиту ниже, чем при доставке с помощью СВВ, за счет использования обычных аэродромов вместо специальных стартовых комплексов. Another advantage of systems with horizontal take-off is that the unit cost of delivering cargo into orbit is lower than when delivering it using ATS due to the use of conventional airfields instead of special launch complexes.
Если рассматривать преимущества систем с горизонтальным взлетом относительно реально существующих систем с вертикальным взлетом, то следует указать, что системы с возвращением на Землю и многоразовым использованием всех составных частей системы реальнее и проще осуществить для систем с горизонтальным взлетом, чем для систем с вертикальным взлетом. Действительно, системы с горизонтальным взлетом принципиально содержат устройства (крылья, соответствующие двигатели и т.п.), для аэродинамического полета, обеспечивающие возврат на Землю, а у систем с вертикальным взлетом эти элементы надо разрабатывать. If we consider the advantages of systems with horizontal take-off relative to actually existing systems with vertical take-off, it should be pointed out that systems with return to Earth and reuse of all components of the system are more real and easier to implement for systems with horizontal take-off than for systems with vertical take-off. Indeed, systems with horizontal take-off fundamentally contain devices (wings, corresponding engines, etc.) for aerodynamic flight, providing a return to the Earth, and for systems with vertical take-off, these elements must be developed.
Кроме того, существующие системы с вертикальным взлетом, не обеспечивающие возврат некоторых частей (например, первых ступеней ракет), требуют отчуждения больших территорий для безопасного падения этих частей. Этот недостаток систем с вертикальным взлетом особенно важен для России, где по известным обстоятельствам, отчуждаемые земли лежат на территории других государств. In addition, existing vertical take-off systems that do not provide the return of some parts (for example, the first stages of missiles) require the alienation of large areas for the safe fall of these parts. This drawback of vertical take-off systems is especially important for Russia, where due to well-known circumstances, alienated lands lie on the territory of other states.
Из сказанного выше следует, что системы с горизонтальным взлетом следует применять для вывода в космос сравнительно небольших грузов, особенно при необходимости делать это в оперативном (ускоренном) порядке. From the foregoing, it follows that systems with horizontal take-off should be used to launch relatively small loads into space, especially if necessary, in an operational (expedited) manner.
Далее рассмотрим некоторые возможные варианты систем с горизонтальным взлетом, в том числе предлагаемый в данном изобретении:
1. Воздушно-космический самолет (ВКС), самостоятельно взлетающий с аэродрома, развивающий необходимую для выхода в космос скорость и возвращающийся как самолет на аэродром.Next, we consider some possible options for systems with horizontal take-off, including those proposed in this invention:
1. Aerospace aircraft (VKS), independently taking off from the airfield, developing the speed necessary for going out into space and returning like an airplane to the airfield.
2. Самолет-разгонщик (СР) (в другой терминологии самолет-носитель (СН), несущий на себе ВКС и обеспечивающий системе набор скорости и высоты. Для полета в космос ВКС стартует с СР. Возвращение СР и ВКС на Землю происходит в разное время с использованием крыльев для полета в атмосфере. 2. Accelerator aircraft (SR) (in another terminology, a carrier aircraft (SN) carrying a VKS and providing the system with a set of speed and altitude. For flight into space, the VKS starts from the SR. The return of the SR and VKS to the Earth occurs at different times using wings to fly in the atmosphere.
3. Система с ВКС и самолетом-заправщиком СЗ. В этом варианте взлет ВКС осуществляется, как и в первом варианте, с той разницей, что взлет ВКС производится с неполными топливными баками. Самостоятельно взлетающий СЗ стыкуется с ВКС в воздухе и передает ему топливо, необходимое для продолжения полета. 3. A system with a VKS and a SZ refueling aircraft. In this embodiment, the take-off of the aerospace forces is carried out, as in the first embodiment, with the difference that the take-off of the aerospace forces is performed with incomplete fuel tanks. A self-taking off NW docks with the aerospace forces in the air and transfers to it the fuel necessary to continue the flight.
4. Вариант системы, который является комбинацией второго и третьего вариантов. Система содержит СР, ВКС и СЗ, причем СР и ВКС при взлете имеют небольшое количество топлива, запас которого пополняется из СЗ в полете. Поскольку заправке подлежат баки и ВКС, и СР, возможно, потребуется их соединение с несколькими СЗ. 4. A variant of the system, which is a combination of the second and third options. The system contains SR, VKS and SZ, and SR and VKS during take-off have a small amount of fuel, the supply of which is replenished from the SZ in flight. Since tanks of both HVS and SR are subject to refueling, they may need to be connected to several SZ.
5. Вариант, предлагаемый в заявке в качестве изобретения, является разновидностью четвертого варианта, отличием от которого являются заблаговременное (на Землю) соединение ВКС с СЗ с помощью гибкой системы передачи топлива и одновременный параллельный взлет и подъем ВКС и СЗ до окончания передачи топлива в ВКС. 5. The option proposed in the application as an invention is a variation of the fourth option, the difference from which is the early (to Earth) connection of the aerospace system with SZ using a flexible fuel transfer system and the simultaneous parallel take-off and rise of the aerospace system and NW until the end of the fuel transfer .
Преимущества и недостатки перечисленных систем приведены в таблице. Advantages and disadvantages of these systems are shown in the table.
Приведенная таблица позволяет оценить преимущества предложенного изобретения по сравнению с описанными в различной литературе системами, предусматривающими горизонтальный взлет и возврат всех частей системы на Землю. The table below allows you to evaluate the advantages of the proposed invention in comparison with the systems described in various literature, providing for horizontal take-off and return of all parts of the system to Earth.
Следует подчеркнуть, что предложенные способ и система вывода воздушно-космического самолета в космос могут быть реализованы с меньшими затратами, чем известные способы и система с горизонтальным взлетом, так как создание систем в соответствии с предложенным изобретением может быть выполнено с помощью модернизации известных устройств, таких, например, как тяжелые смолеты, системы управления, системы перекачки топлива и т.п. It should be emphasized that the proposed method and system for launching an aerospace aircraft into space can be implemented at lower cost than the known methods and system with horizontal take-off, since the creation of systems in accordance with the proposed invention can be performed by modernizing known devices, such for example, as heavy tar, control systems, fuel transfer systems, etc.
В описанные выше конкретные варианты осуществления изобретения могут быть внесены различные изменения и дополнения, которые очевидны специалистам в данной области техники. Изобретение не ограничивается описанными примерами, могут быть предложены и другие варианты данного изобретения, не выходящие за пределы его объема, определенного формулой изобретения. Various changes and additions may be made to the specific embodiments described above that are obvious to those skilled in the art. The invention is not limited to the described examples, other variants of the present invention may be proposed without going beyond its scope defined by the claims.
Claims (17)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU94036868A RU2085449C1 (en) | 1994-09-30 | 1994-09-30 | Method and system for recovery of aero-space plane to space |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU94036868A RU2085449C1 (en) | 1994-09-30 | 1994-09-30 | Method and system for recovery of aero-space plane to space |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU94036868A RU94036868A (en) | 1996-07-10 |
| RU2085449C1 true RU2085449C1 (en) | 1997-07-27 |
Family
ID=20161205
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU94036868A RU2085449C1 (en) | 1994-09-30 | 1994-09-30 | Method and system for recovery of aero-space plane to space |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2085449C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2454355C1 (en) * | 2010-11-25 | 2012-06-27 | Александр Афанасьевич Нарижный | Method of launching spaceships by reusable system and system for multiple launching of spaceships |
-
1994
- 1994-09-30 RU RU94036868A patent/RU2085449C1/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Henry B.Z., Decker J.P. Future Earth-Orbit Transportation Systems /Technology Implications // Astronautics and Aeronautics, 1976, v. 14, N 9, р. 18 - 28. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2454355C1 (en) * | 2010-11-25 | 2012-06-27 | Александр Афанасьевич Нарижный | Method of launching spaceships by reusable system and system for multiple launching of spaceships |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU94036868A (en) | 1996-07-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2191145C2 (en) | System of injection of payload into low-altitude near-earth orbit | |
| RU2175933C2 (en) | Means method and system for launching spacecraft on basis of towed glider | |
| RU2683211C2 (en) | Systems for accessing outer space (variants) | |
| US5564648A (en) | High altitude launch platform payload launching apparatus and method | |
| US10106273B2 (en) | In-flight transfer of reactant from a towing or carrying airplane to an attached rocket or rocketplane | |
| US10384797B2 (en) | In-flight transfer of reactant from a towing or carrying airplane to an attached rocket or rocketplane | |
| JPS63184600A (en) | Horizontal take-off type atmosphere crossing launching device and method | |
| US11077960B2 (en) | Satellite launch system | |
| US5813632A (en) | Salvage hardware apparatus and method for orbiting objects | |
| RU2085449C1 (en) | Method and system for recovery of aero-space plane to space | |
| RU2401779C1 (en) | Air rocket complex | |
| RU2342288C1 (en) | Method of servicing cosmic articles and shuttle aerospace system for its implementation | |
| RU2160215C1 (en) | Aero-space system | |
| US20220332439A1 (en) | Device transport by air | |
| RU2085448C1 (en) | Method of delivery of cargoes to space and system for realization of this method | |
| RU2120397C1 (en) | Method of transportation of payload by means of non-expendable aero-space system | |
| RU2729912C1 (en) | Universal space transport system based on family of space rockets of light, medium and heavy classes with carrier rockets launching over water area of world ocean | |
| US11472576B2 (en) | Center of gravity propulsion space launch vehicles | |
| RU2108944C1 (en) | Recoverable aerospace transport system | |
| Vicenzi | Aerial Refueling-The First Century | |
| RU2265558C1 (en) | Method of injection of payload into near-earth space by means of aircraft rocket space complex and aircraft rocket space complex for realization of this method | |
| RU2359872C2 (en) | Aviation rocket complex | |
| RU2657113C1 (en) | Reusable aerospace system (rass), atmosphere-aviation system (aas) and methods of operation of rass and aas (options) | |
| RU2319644C2 (en) | Aircraft missile complex | |
| WO2020060549A1 (en) | In-flight transfer of reactant from a towing or carrying airplane to an attached rocket or rocketplane |