RU2092405C1 - Блок баков - Google Patents
Блок баков Download PDFInfo
- Publication number
- RU2092405C1 RU2092405C1 RU96100656A RU96100656A RU2092405C1 RU 2092405 C1 RU2092405 C1 RU 2092405C1 RU 96100656 A RU96100656 A RU 96100656A RU 96100656 A RU96100656 A RU 96100656A RU 2092405 C1 RU2092405 C1 RU 2092405C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- spacers
- block
- tanks
- tank
- main
- Prior art date
Links
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 claims abstract description 73
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 5
- 238000009966 trimming Methods 0.000 description 5
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 2
- 239000002828 fuel tank Substances 0.000 description 2
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 2
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000010006 flight Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 230000008447 perception Effects 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64G—COSMONAUTICS; VEHICLES OR EQUIPMENT THEREFOR
- B64G1/00—Cosmonautic vehicles
- B64G1/22—Parts of, or equipment specially adapted for fitting in or to, cosmonautic vehicles
- B64G1/40—Arrangements or adaptations of propulsion systems
- B64G1/402—Propellant tanks; Feeding propellants
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)
Abstract
Использование: в ракетно-космической технике, в частности в конструкциях блоков баков (ББ) двигательных установок разгонных блоков и космических аппаратов. Сущность изобретения: ББ содержит расположенные по окружности сферические тонкостенные основные баки и аналогично выполненные дополнительные баки и проставки между основными баками, причем каждая проставка усечена тремя плоскостями, две из которых расположены на одинаковом угловом расстоянии от плоскости, проходящей через центр проставки и продольную ось ББ, а третья параллельна указанной оси ББ, двумя первыми контурами усечения проставки соединены с основными, а третьим контуром - с дополнительным баками. Наиболее эффективно изобретение может быть использовано в составе разгонных блоков и двигательных установок автоматических межпланетных аппаратов. 4 з. п. ф-лы, 5 ил.
Description
Изобретение относится к ракетно-космической технике, а именно к устройству блоков баков двигательных установок разгонных блоков и космических аппаратов.
Известна конструкция блока баков разгонного блока "Центавр", включающая расположенные последовательно вдоль продольной оси баки горючего и окислителя, выполненные в виде тонкостенных оболочек, проставки и узлы крепления блока к смежной ступени носителя и полезной нагрузке, расположенные на верхнем и нижнем торце блока баков [1] Продольная компоновка блока "Центавр", включающая последовательное расположение основных емкостей блока, является удобной и обоснованной для блоков баков, рассчитанных на запас рабочего тела более 12-15 т. Однако использование такого устройства для блоков баков, рассчитанных на запас рабочего тела 2,5-6 т, приводит к нерациональному использованию зоны полезного груза обтекателей современных одноразовых ракет-носителей с характерным поперечным размером 3,5-4,5 м: оптимальные по массе конструкции блоки баков имеют поперечные габаритные размеры значительно меньшие, чем допускаемые обтекателями современных ракетоносителей.
Известен блок баков, содержащий основной сферический бак, расположенный по продольной оси блока, и дополнительные баки, соединенные с основным проставками, при этом каждая проставка соединяет основной и дополнительный бак [2] Недостатком данной конструкции является большой габаритный размер блока в продольном направлении. При размещении больших объемов топлива в блоке баков приходится выполнять баки большего диаметра, при этом возрастает строительная высота блока.
Наиболее близким аналогом (прототипом) к предлагаемому блоку баков является блок баков, использовавшийся в полетах автоматических межпланетных станций "Луна-16" "Луна-24" в составе унифицированной посадочной ступени [3]
Блок баков содержит расположенные в виде тонкостенных сферических оболочек, соединенные друг с другом проставками дополнительные баки, закрепленные на проставках, и узлы крепления блока баков, расположенные на верхнем и нижнем торце блока.
Блок баков содержит расположенные в виде тонкостенных сферических оболочек, соединенные друг с другом проставками дополнительные баки, закрепленные на проставках, и узлы крепления блока баков, расположенные на верхнем и нижнем торце блока.
Окружность, на которой размещены центры основных баков, расположена в плоскости, перпендикулярной продольной оси блока. Блок баков имеет кольцеобразную форму, которая образована двумя баками горючего, двумя баками окислителя, соединенными в общую конструкцию с помощью цилиндрических проставок. Дополнительные баки выполнены на проставках. На верхнем и нижнем торце блока баков расположены узлы крепления блока к полезной нагрузке и к разгонному блоку. На верхнем и нижнем торце узлы крепления расположены на основных баках.
В полете блок баков воспринимает внутреннее давление топливных баков и инерционную нагрузку от полезной нагрузки. Инерционная нагрузка от полезной нагрузки от узлов крепления, расположенных на верхнем торце блока, передается на оболочки баков. При выведении блока с полезной нагрузкой в составе ракеты-носителя инерционная нагрузка от блока и полезной нагрузки через узлы крепления, расположенные на нижнем торце, предается к ступени ракеты-носителя.
Размещение основных баков по окружности в сочетании с закреплением на проставках дополнительных баков дает возможность обеспечить для малых и средних ракетных блоков с массой топлива до 10 т приемлемое соотношение габаритных размеров, минимизирующее длину блока в зоне полезного груза носителя. Однако данной конструкции блока баков присущи и определенные недостатки.
Во-первых, блок баков имеет значительную массу, что делает невозможным использование этого блока в конструкции двигательных установок, предназначенных для выведения на орбиты тяжелых полезных нагрузок типа коммерческих спутников связи или перспективных межпланетных станций.
Во-вторых, неэффективно используются внутренние объемы проставок, что обусловливает большие габариты блока.
Техническим результатом изобретения является разработка блока баков, сочетающего высокое массовое совершенство в сочетании с минимальным продольным габаритом и эффективным использованием объема.
Это достигается следующим образом. В известном блоке баков, содержащем расположенные по окружности основные баки, выполненные в виде тонкостенных сферических оболочек, соединенные друг с другом проставками дополнительные баки, закрепленные на проставках, и узлы крепления блока баков, расположенные на верхнем и нижнем торце блока, новым является то, что дополнительные баки и проставки выполнены в виде тонкостенных сферических оболочек. Каждая из проставок усечена тремя плоскостями, две из которых расположены на одинаковом угловом расстоянии от плоскости, проходящей через центр данной проставки и продольную ось блока баков, а третья параллельна продольной оси блока. Двумя первыми контурами усечения проставки соединены с основными баками, а третьим контуром с дополнительным баком.
Центры оболочек дополнительных баков и проставок могут быть расположены в плоскости окружности центров основных баков.
Кроме этого, узлы крепления блока на нижнем торце могут быть расположены на проставках.
При этом узлы крепления на верхнем торце могут быть расположены также на проставках.
Кроме того, радиусы сферических оболочек проставок могут быть выбраны равными радиусам сферических оболочек основных баков.
Выполнение проставок в виде тонкостенных сферических оболочек позволяет создать прочную и жесткую конструкцию, так как сферическая поверхность с двойной кривизной хорошо воспринимает продольные и поперечные нагрузки. Использование сферической проставки позволяет использовать ее непосредственно для крепления дополнительных баков без использования переходных элементов.
Усечение каждой проставки тремя плоскостями, две из которых расположены на одинаковом расстоянии от плоскости, проходящей через центр данной проставки и продольную ось блока баков, а третья перпендикулярна этой плоскости образует на сферической поверхности проставок три контура усечения. Соединение при этом проставок по первым двум контурам усечения с основными баками обеспечивает образование кольцеобразной формы, эффективно воспринимающей продольные и поперечные нагрузки с минимальными затратами массы.
Соединение по третьему контуру усечения проставки с дополнительным баком обеспечивает эффективное использование внутреннего объема проставки: часть дополнительного бака врезана во внутреннюю полость проставки. При этом расположение третьего контура усечения с внешней стороны блока дает возможность использования в качестве дополнительных баков сферических емкостей с размерами, большими, чем размеры проставок и основных баков, что позволяет разместить в блоке значительные объемы топлива.
Расположение узлов крепления блока на нажнем торце на проставках разгружает бак от сосредоточенных локальных нагрузок, масса основных баков при этом уменьшается. Этот эффект усиливается при расположении узлов крепления блока на верхнем торце также на проставках. При этом осевая нагрузка эффективно может восприниматься жесткой конструкцией проставки. Комбинацию расположения узлов крепления блока на верхнем и нижнем торце на проставках удобно использовать при габаритах полезной нагрузки, больших, чем диаметр окружности, на которой расположены центры основных баков.
Расположение узлов крепления блока на верхнем торце на основных баках, а на нижнем торце на проставках удобно использовать при габаритах полезной нагрузки, меньших, чем диаметр окружности, на которой расположены центры основных баков.
Выбор радиусов сферических оболочек проставок, равными радиусам сферических оболочек основных баков, дает возможность упростить технологию изготовления блока баков.
На фиг. 1 представлен вид на блок баков сверху, при этом узлы крепления верхнего торца блока расположены на основных баках, а узлы крепления нижнего торца блока на проставках; на фиг. 2 продольный разрез блока баков, изображенного на фиг. 1; на фиг. 3 сечение проставки блока баков, изображенного на фиг. 1; на фиг. 4 схема усечения плоскостями проставки, вид на проставку сверху; на фиг. 5 вид сбоку на проставку блока баков с размещением узлов крепления блока верхнего и нижнего торца на проставке.
Предлагаемый блок баков устроен следующим образом.
Блок баков содержит основные баки 1, выполненные в виде тонкостенных сферических оболочек. Центры 2 основных баков 1 расположены по окружности 3. Плоскость, в которой размещена эта окружность, перпендикулярна продольной оси блока баков 4. Основные баки соединены друг с другом проставками 5. Блок баков снабжен дополнительными баками 6, закрепленными на проставках 5. Блок баков снабжен также узлами крепления 7 и 8 блока баков, расположенными на верхнем и нижнем торце блока. Дополнительные баки 6 и проставки 5 выполнены в виде тонкостенных сферических оболочек.
Схема усечения проставки показана на фиг. 4. Каждая из проставок усечена тремя плоскостями (9 и 10 следы плоскостей усечения на плоскости, перпендикулярной продольной оси блока), две из которых (9) расположены на одинаковом угловом расстоянии от плоскости (11 ее след на плоскости, перпендикулярной продольной оси блока), проходящей через центр 12 данной проставки и продольную ось 4 блока баков, а третья 10 -параллельна продольной оси блока. Двумя контурами усечения (13) проставки соединены с основными баками, а третьим контуром 14 с дополнительным баком. Контуры усечения проставок и оболочки основных и дополнительных баков в сечениях с проставками могут быть усилены шпангоутами (не показаны).
В представленном варианте блока баков блок содержит по четыре основных бака, четыре проставки и четыре дополнительных бака. Возможно и иное число этих элементов в блоке.
В изображенном на фиг. 1, 2 блоке баков центры оболочек 15 дополнительных баков и проставок расположены в плоскости окружности центров основных баков 2.
В изображенном на фиг. 1, 2 блоке баков третий контур усечения 10 проставки расположен с внешней стороны блока баков, при этом с внешней стороны по отношению к связке основных баков располагаются и дополнительные баки. Возможно расположение третьего контура усечения проставки внутри блока баков: на части оболочки проставки, обращенной к продольной оси блока.
На фиг. 1-3 узлы крепления блока на нижнем торце установлены на проставках.
Узлы крепления блока на верхнем торце могут быть установлены на проставках (фиг. 5) либо на основных баках (фиг. 1,2).
Блок баков может быть изготовлен из алюминиевого сплава типа АМГ-6.
При подготовке блока баков на технической позиции его емкости заполняются необходимыми компонентами под избыточным давлением 2-8 атм. На этапе выведения при работе двигательных установок продольные и поперечные нагрузки от полезной нагрузки воспринимаются узлами крепления верхнего торца и передаются конструкцией блока баков к узлам крепления нижнего торца. В случае расположения узлов крепления на верхнем торце нагрузка передается по проставкам. В случае расположения узлов крепления на верхнем торце на основных баках в восприятии усилий участвует оболочка бака.
Проектно-конструкторские оценки показывают возможность создания блока баков предлагаемого типа с массой заправляемого топлива 3-3,5 т при длине блока порядка 1,5 м. Максимальный диаметр блока при этом составляет 3,3-3,5 м. Масса блока баков лежит при этом в пределах 275-320 кг, что на 25-30% ниже известных аналогов.
Особенно эффективно использование предлагаемой конструкции блока баков в составе разгонных блоков, двигательных установок автоматических межпланетных аппаратов.
Claims (5)
1. Блок баков, содержащий расположенные по окружности основные баки, выполненные в виде тонкостенных сферических оболочек, соединенные друг с другом проставками, дополнительные баки, закрепленные на проставках, и узлы крепления блока баков, расположенные на верхнем и нижнем торцах блока, отличающийся тем, что дополнительные баки и проставки выполнены в виде тонкостенных сферических оболочек, причем каждая из проставок усечена тремя плоскостями, две из которых расположены на одинаковом угловом расстоянии от плоскости, проходящей через центр данной проставки и продольную ось блока баков, а третья параллельна указанной продольной оси, при этом двумя контурами усечения проставки соединены с основными баками, а третьим контуром с дополнительным баком.
2. Блок баков по п.1, отличающийся тем, что центры оболочек дополнительных баков и проставок расположены в плоскости окружности центров основных баков.
3. Блок баков по п.1, отличающийся тем, что узлы крепления блока на нижнем торце установлены на проставках.
4. Блок баков по п.1, отличающийся тем, что узлы крепления блока на верхнем торце расположены на проставках.
5. Блок баков по п.1, отличающийся тем, что радиусы сферических оболочек проставок выбраны равными радиусам сферических оболочек основных баков.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU96100656A RU2092405C1 (ru) | 1996-01-10 | 1996-01-10 | Блок баков |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU96100656A RU2092405C1 (ru) | 1996-01-10 | 1996-01-10 | Блок баков |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU96100656A RU96100656A (ru) | 1997-07-20 |
RU2092405C1 true RU2092405C1 (ru) | 1997-10-10 |
Family
ID=20175721
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU96100656A RU2092405C1 (ru) | 1996-01-10 | 1996-01-10 | Блок баков |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2092405C1 (ru) |
-
1996
- 1996-01-10 RU RU96100656A patent/RU2092405C1/ru not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
1. Ракетная и космическая техника.- М., ГОНТИ-1, N24, 1984, с.9 - 14. 2. Г.В.Малышев. Проектирование автоматических космических аппаратов.- М.: Машиностроение, 1982, с.127. 3. Передвижная лаборатория на Луне. Луноход-1.- М.: Наука, 1971, с.7 - 9. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0947424A2 (en) | Evolvable propulsion module | |
US4451017A (en) | Three stage rocket vehicle with parallel staging | |
US5474262A (en) | Spacecraft structure and method | |
US4664343A (en) | Satelite transfer vehicle | |
US4168718A (en) | Passive propellant system | |
EP3578466A1 (en) | Multiple space vehicle launch system | |
US6149104A (en) | Structural layout for spacecraft including specialized compartment configuration | |
EP1313643B1 (en) | Spacecraft adapter | |
ONEILL | The low/profile/ road to space manufacturing(space platform transport via mass driver using powdered Shuttle external tank as fuel) | |
US6547182B2 (en) | Solid rocket motor bolted thrust takeout structure | |
CN115371500A (zh) | 一种星箭载一体化飞行器 | |
RU2092405C1 (ru) | Блок баков | |
RU2043956C1 (ru) | Автономный ракетный блок | |
RU2059541C1 (ru) | Блок баков | |
RU2165379C1 (ru) | Ракетный разгонный блок | |
RU2190565C2 (ru) | Разгонный блок | |
RU2090465C1 (ru) | Ракетоноситель | |
RU2091275C1 (ru) | Устройство для связи космического объекта с ракетой-носителем | |
Regnier et al. | Design and development of a passive propellant management system | |
RU207383U1 (ru) | Универсальный приборный модуль космического аппарата | |
CN218723569U (zh) | 一种用于运载火箭回收的模块化子级 | |
Merino et al. | Orbital refill of propulsion vehicle tankage | |
RU2095294C1 (ru) | Ракетный блок | |
Bergeron et al. | Orbital transfer vehicle propulsion issues | |
CN115817860A (zh) | 携带大量推进剂、点式连接分离的小卫星平台结构 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20080111 |