RU2096273C1

RU2096273C1 - Method of launching flying vehicle by means of ejection launching trolley with booster

Info

Publication number: RU2096273C1
Application number: RU94032400A
Authority: RU
Inventors: Вадим Николаевич Пикуль
Original assignee: Вадим Николаевич Пикуль
Priority date: 1994-09-06
Filing date: 1994-09-06
Publication date: 1997-11-20
Also published as: RU94032400A

Abstract

FIELD: aeronautical engineering. SUBSTANCE: trolley with flying vehicle placed on it is lowered from hump changing to horizontal section and then to rising section coated with ice cover; engines of booster are started, after which rocket engines of flying vehicle are started and coupling of flying vehicle with launching trolley is broken; trolley is decelerated by jet of combustion products of flying vehicle engines acting on board of aft section of ejection trolley and flying vehicle is launched. Rocket engines are used as engines of booster. Combustion products of flying vehicle engine and booster engines are cooled down to decrease thermal loads on ice supporting surface; by the moment of breaking the coupling between flying vehicle and ejection trolley, mass of booster is reduced through separation of head section with board from trolley, after which engines are shifted to higher rating and board of head section is acted on by jet of combustion products of booster- engine. EFFECT: enhanced reliability. 2 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к области авиации, а именно к способам запуска летательного аппарата. The invention relates to the field of aviation, and in particular to methods of launching an aircraft.

Известен способ запуска летательного аппарата с помощью катапультной тележки с разгонным устройством (патент РФ N 2002681, кл. B 64 F 1/02, 1993). Известный способ заключается в том, что тележку с размещенным на ней ЛА спускают с трамплинной горки, переходящей в горизонтальный и далее подъемный участки с ледяными покрытием. В процессе спуска запускают вначале двигатели разгонного устройства, а затем ракетные двигатели ЛА, после чего разрывают связь ЛА с катапультной тележкой и производят старт ЛА. Катапультную тележку затем тормозят путем воздействия струей продуктов сгорания двигателей ЛА на щиток кормовой секции тележки. A known method of launching an aircraft using an ejection cart with an accelerating device (RF patent N 2002681, CL B 64 F 1/02, 1993). The known method consists in the fact that the trolley with the aircraft placed on it is lowered from the springboard, turning into horizontal and further lifting sections with ice cover. In the process of descent, first the engines of the booster device are launched, and then the rocket engines of the aircraft, after which they break the connection of the aircraft with the ejection cart and launch the aircraft. The ejection carriage is then braked by exposing the aircraft engine combustion products to the visor of the aft section of the carriage.

Недостаток известного способа заключается в том, что для достижения предстартовой скорости ЛА необходимо использовать трамплин большой высоты, что может быть технически трудноосуществимым. The disadvantage of this method is that to achieve the prelaunch speed of the aircraft, it is necessary to use a springboard of high altitude, which can be technically difficult to implement.

Задачей изобретения является устранение указанного недостатка. The objective of the invention is to remedy this drawback.

Поставленная задача решается тем, что в способе запуска летательного аппарата с помощью катапультной тележки с разгонным устройством, состоящем в том, что тележку с размещенным на ней ЛА спускают с трамплинной горки, переходящей в горизонтальный и далее подъемный участки с ледяными покрытием, запускают вначале двигатели разгонного устройства, а затем ракетные двигатели ЛА, после чего разрывают связь ЛА с катапультной тележкой, которую затем тормозят путем воздействия струей продуктов сгорания двигателей ЛА на щиток кормовой секции катапультной тележки и производят старт ЛА, согласно изобретению в качестве двигателей разгонного устройства используют ракетные двигатели, при этом продукты сгорания двигателей ЛА и разгонного устройства охлаждают для уменьшения тепловых нагрузок на ледяную опорную поверхность, а к моменту разрыва связи ЛА с катапультной тележкой уменьшают массу разгонного устройства путем отделения от него головной секции со щитком, связанным с катапультной тележкой, переводят двигатели разгонного устройства на форсированный режим работы и воздействуют на щиток головной секции струей продуктов сгорания двигателя разгонного устройства. The problem is solved in that in the method of launching an aircraft using an ejection trolley with an accelerating device, consisting in the fact that the trolley with the aircraft placed on it is lowered from the springboard, which goes into a horizontal and then lifting sections with ice cover, the accelerating engines are initially started devices, and then the rocket engines of the aircraft, after which they break the connection between the aircraft and the ejection cart, which is then slowed down by the action of a stream of combustion products of the aircraft engines on the shield of the aft section of the cat the remote cart and launch the aircraft, according to the invention, rocket engines are used as the engines of the acceleration device, while the combustion products of the aircraft engines and the acceleration device are cooled to reduce thermal loads on the ice support surface, and by the time the connection between the aircraft and the catapult truck is broken, the mass of the acceleration device is reduced by separating the head section from it with the shield associated with the ejection trolley, the engines of the booster device are transferred to the forced mode of operation and exposure comfort on the shield of the head section with a jet of combustion products of the engine of the booster.

Охлаждение продуктов сгорания ракетных двигателей ЛА и разгонного устройства может осуществляться путем воздействия выхлопными струями двигателей на щитки, размещенные в кормовой секции катапультной тележки и головной секции разгонного устройства и содержащие во внутренней полости жидкий азот. The cooling of the combustion products of rocket engines of an aircraft and an accelerating device can be carried out by exposing the exhaust flaps of the engines to the guards located in the aft section of the ejection cart and the head section of the accelerating device and containing liquid nitrogen in the internal cavity.

На фиг.1 показано начало спуска катапультной тележки с трамплинной горки; на фиг.2 поперечный разрез стартового сооружения по горизонтальному участку горки; на фиг.3 отделение головной секции тележки от разгонного устройства. Figure 1 shows the beginning of the descent of the ejection cart with a springboard slide; figure 2 is a cross-section of the launch structure on the horizontal section of the hill; figure 3 the separation of the head section of the trolley from the booster device.

Верхняя часть разгонной тележки с ЛА 1 включает ложементную секцию 2 и постоянно сцепленную с ней кормовую секцию 3. Обе секции установлены на рельсовые направляющие 4, проложенные по открытому тракту "B" на участке спуска. Нижняя часть тележки составлена из выдвинутой головной секции 5 и секции 6, несущей жидкостной ракетный двигатель (ЖРД) 7 с топливными баками, и образует разгонное устройство. При этом сопло ЖРД ориентировано в направлении разбега. Нижняя часть тележки также как и ее верхняя часть установлена на рельсовые направляющие 8, проложенные в туннеле "Т" (фиг.2). The upper part of the booster truck with LA 1 includes a lodgement section 2 and aft section 3 constantly connected to it. Both sections are mounted on rail guides 4 laid along the open path "B" in the descent section. The lower part of the truck is composed of an extended head section 5 and section 6, carrying a liquid rocket engine (LRE) 7 with fuel tanks, and forms an accelerating device. In this case, the nozzle of the rocket engine is oriented in the direction of take-off. The lower part of the truck as well as its upper part is mounted on rail guides 8, laid in the tunnel "T" (figure 2).

Обе части тележки связаны между собой шарнирным звеном 9 шатунного типа, проходящим сквозь щель "Щ" (фиг.2), образованном в потолочном перекрытии туннеля "Т". Головная секция нижней части тележки соединена с разгонным устройство посредством разрывного болта 10. Верхняя и нижняя части тележки взаимодействуют с ледяным покрытием 11 и 12 верхних и нижних направляющих соответственно. В такое покрытие внизу переходят рельсовые направляющие и далее плавно переходят в подъемный участок трамплина. Both parts of the trolley are interconnected by a connecting link of the connecting rod type 9, passing through the slot "Щ" (Fig.2), formed in the ceiling of the tunnel "T". The head section of the lower part of the carriage is connected to the booster device by means of a bursting bolt 10. The upper and lower parts of the carriage interact with the ice cover 11 and 12 of the upper and lower guides, respectively. Rail guides pass into such a coating below and then smoothly pass into the lifting section of the springboard.

Закрепленный на головной секции струеотражательный полый щиток 13 (фиг. 3) и кормовой щиток 14 на верхней части тележки своей вогнутой рабочей поверхностью сопряжен с продольными осями сопл двигателя разгонного устройства и ЛА соответственно. При этом направление трактов обоих ярусов на участке подъема расходятся в вертикальной плоскости на угол β, для которого выполняется условие
a+β+γ < 90^o,
где a угол атаки ЛА при взлете; g угол, образованный вектором скорости стартуемого ЛА и вертикалью.The jet-reflecting hollow flap 13 fixed on the head section (Fig. 3) and the stern flap 14 on the upper part of the cart with its concave working surface are mated with the longitudinal axes of the nozzles of the engine of the booster device and the aircraft, respectively. In this case, the direction of the paths of both tiers in the lifting section diverge in the vertical plane at an angle β, for which the condition
a + β + γ <90 ^o ,
where a is the angle of attack of the aircraft during take-off; g angle formed by the velocity vector of the launched aircraft and the vertical.

Способ осуществляется следующим образом. The method is as follows.

Катапультная тележка, несущая ЛА, начинает ускоренный спуск с вершины трамплина (фиг. 1). При движении тележки по горизонтальному участку стартового пути производят запуск двигателей 7 разгонного устройства нижней части тележки и после этого включают двигатели ЛА. Истекающие из сопл двигателей струи воздействуют на щитки 13, 14, приводя к вскипанию в их полостях жидкого азота и его истечению из щелей "Д" обеих щитков. Пары азота проникают к ледяному покрытию направляющих 11, 12, охлаждают его и тем самым защищают от разрушения продуктами сгорания топлив ракетных двигателей ЛА и тележки. После выхода тележки на участок подъема разрывают болт 10 и переводят двигатели ЛА на формированный режим. При этом верхняя часть тележки в результате уменьшения общей массы за счет отделения разгонного устройства продолжает с еще большим ускорением двигаться вверх под действием газодинамического импульса, сообщаемого ракетным двигателем 7 в результате отражения струй его двигателей от щитка 13 головной секции 5. Далее в конце подъема разрывают связь ЛА с ложементной секцией 2 верхней части тележки и производят старт ЛА. Тем временем за счет импульса стартующего ЛА тормозят головную секцию 3 тележки путем воздействия струй продуктов сгорания на щиток 14. При этом скорость верхней секции уменьшается и она скатывается вниз. The ejection cart carrying the aircraft begins an accelerated descent from the top of the springboard (Fig. 1). When the trolley moves along the horizontal section of the launching path, the engines 7 of the accelerating device of the lower part of the trolley are started and then the aircraft engines are turned on. The jets flowing from the nozzles of the engines act on the shields 13, 14, leading to the boiling of liquid nitrogen in their cavities and its outflow from the slots "D" of both shields. Nitrogen vapor penetrates the ice cover of the guides 11, 12, cools it and thereby protects it from destruction by the combustion products of the propellant rocket engines of the aircraft and the cart. After the cart enters the lifting section, the bolt 10 is torn and the aircraft engines are switched over to the formed mode. In this case, the upper part of the trolley, as a result of a decrease in the total mass due to the separation of the accelerating device, continues to move upward with even greater acceleration under the influence of a gas-dynamic pulse imparted by the rocket engine 7 as a result of reflection of the jets of its engines from the shield 13 of the head section 5. Then, at the end of the lift, the connection is broken LA with the lodgement section 2 of the upper part of the trolley and start the aircraft. Meanwhile, due to the impulse of the launch vehicle, the head section 3 of the carriage is inhibited by the action of the jets of combustion products on the shield 14. In this case, the speed of the upper section decreases and it rolls down.

Claims

1. A method of launching an aircraft using an ejection trolley with an accelerating device, which consists in lowering the trolley with the aircraft placed on it from the springboard, which goes into a horizontal and then lifting section with an ice cover, first the engines of the accelerator are launched, and then rocket aircraft engines, after which they break the connection between the aircraft and the ejection cart, which is then slowed down by the action of a jet of combustion products of the aircraft engines on the guard of the aft section of the ejection cart, and launch the aircraft, characterized in that rocket engines are used as the booster device, while the combustion products of the aircraft engines and the booster device are cooled to reduce thermal loads on the ice support surface, and by the time the aircraft is disconnected from the ejection cart, the mass of the booster device is reduced by separating the head section from it with the shield associated with the ejection trolley, the engines of the booster are transferred to the focused mode of operation and act on the shield of the head section with a stream of products anija engine accelerating device.

2. The method according to claim 1, characterized in that the cooling of the combustion products of the rocket engines of the aircraft and the booster device is carried out by exposing the exhaust flaps of the engines to the guards located in the aft section of the ejection cart and the head section of the booster device and containing liquid nitrogen in the internal cavity.