RU2131831C1

RU2131831C1 - Method of injection of rocket into near-earth orbit

Info

Publication number: RU2131831C1
Application number: RU97116475A
Authority: RU
Inventors: Б.П. Таланов
Original assignee: Таланов Борис Петрович
Priority date: 1997-09-24
Filing date: 1997-09-24
Publication date: 1999-06-20

Abstract

FIELD: aerospace engineering; injection of rockets with payload into near-earth orbits. SUBSTANCE: rocket is secured on glider by connecting the glider and rocket with several flying vehicles which are articulated in their turn by means of probes; glider and rocket are connected in succession with this probe by means of rod through roller. Starting the rocket engine and disconnecting the rocket from rod are effected after ascending to limiting altitude and attaining maximum flight speed. After disconnection of glider and flying vehicle (and disconnection of flying vehicle from probe) they are returned to Earth surface. Production aeroplanes may be used as flying vehicles. EFFECT: extended functional and tactical capabilities of method. 1 dwg

Description

Изобретение относится к аэрокосмической технике, а именно к выводу ракеты с грузом, например искусственным спутником или межпланетной станцией, на околоземную орбиту. The invention relates to aerospace engineering, namely, to the launch of a rocket with cargo, for example, an artificial satellite or an interplanetary station, into near-Earth orbit.

Известен способ пуска управляемой ракеты с летательного аппарата путем ее транспортировки совместно с этим летательным аппаратом и пуска ее в расчетной точке (патент США N 5137193, МПК B 64 D 1/00, 1992); аналогично действует система "Буран" с ракетой на фюзеляже орбитальной ступени, которая отсоединяется при включении двигателей ракеты. A known method of launching a guided missile from an aircraft by transporting it together with this aircraft and launching it at a design point (US patent N 5137193, IPC B 64 D 1/00, 1992); Similarly, the Buran system operates with a rocket on the fuselage of the orbital stage, which disconnects when the rocket engines are turned on.

Недостатками известной схемы запуска ракеты на околоземную орбиту можно считать:
- необходимость повышения мощности двигателей летательного аппарата, т. к. масса ракеты добавляется к массе летательного аппарата,
- возрастание аэродинамического сопротивления на участке совместного движения, т. к. ракета крепится так, что это приводит к увеличению площади всего комплекса, которая взаимодействует с набегающим потоком.The disadvantages of the known scheme of launching a rocket into Earth orbit can be considered:
- the need to increase the power of the aircraft engines, because the mass of the rocket is added to the mass of the aircraft,
- an increase in aerodynamic drag on the site of joint movement, because the rocket is mounted so that it leads to an increase in the area of the entire complex, which interacts with the oncoming flow.

Наиболее близким к изобретению является способ вывода ракеты на околоземную орбиту, включающий закрепление ракеты на планере, соединение планера при посредстве троса с летательным аппаратом, взлет и полет летательного аппарата с планером, отсоединение планера от летательного аппарата и ракеты от планера после набора скорости в атмосфере и включение двигателя ракеты (заявка PCT WO 96/15941 A1, опубл. 30.05.96). Closest to the invention is a method of launching a rocket into Earth orbit, including fixing the rocket on a glider, connecting the glider via a cable to the aircraft, taking off and flying the aircraft with the glider, disconnecting the glider from the aircraft and the rocket from the glider after speeding up in the atmosphere and starting the rocket engine (application PCT WO 96/15941 A1, publ. 30.05.96).

Недостатком известного способа является ограниченное число буксирующих летательных аппаратов (фактически - одного), выводящих ракету с планером на траекторию разгона ракеты. The disadvantage of this method is the limited number of towing aircraft (in fact - one), displaying a rocket with a glider on the path of acceleration of the rocket.

Целью изобретения является использование одновременно нескольких серийных летательных аппаратов реактивных (самолетов) для расширения функциональных и тактико-технических возможностей способа. The aim of the invention is to use simultaneously multiple serial jet aircraft (aircraft) to expand the functional and tactical capabilities of the method.

Поставленная цель достигается тем, что ракету и планер соединяют с несколькими летательными аппаратами (самолетами) - тягой через штангу, соединяющую летательные аппараты шарнирно, трос, закрепленный на концах штанги, и ролик, соединяющий тягу последовательно с планером и ракетой с возможностью отделения тяги, при этом включение двигателя ракеты и ее отсоединение от тяги осуществляют после набора предельной высоты и максимальной скорости полета. This goal is achieved in that the rocket and glider are connected to several aircraft (aircraft) - thrust through the rod connecting the aircraft articulated, a cable attached to the ends of the rod, and a roller connecting the rod in series with the glider and the rocket with the possibility of separation of thrust, this inclusion of the rocket engine and its disconnection from the thrust is carried out after gaining the maximum height and maximum flight speed.

Сущность способа поясняется нижеследующим. The essence of the method is explained below.

Планер предназначен для обеспечения взлета и удержания ракеты в полете в воздушных слоях, и его конструкция должна быть упрощена до предела, т.к. фактически только его несущие поверхности обеспечивают летные качества при взлете, наборе скорости в плотных слоях атмосферы. Желательно, чтобы на планере был оператор для последующего спуска планера, либо планированием, либо на парашюте (для многоразового использования). Его масса позволит с учетом площади крыльев осуществить любой из вариантов. Даже двигатель с ресурсом работы 10-15 минут может быть здесь использован. The glider is designed to provide take-off and hold the rocket in flight in the air layers, and its design should be simplified to the limit, because in fact, only its bearing surfaces provide flying qualities during take-off, speed gain in dense layers of the atmosphere. It is advisable that there be an operator on the glider for the subsequent descent of the glider, either by planning or by parachute (for reusable use). Its mass will allow for any of the options, taking into account the area of the wings. Even an engine with a working life of 10-15 minutes can be used here.

Летательные аппараты могут быть использованы как при параллельном, так и при последовательном их соединении. Это обеспечивается штангой, которая соединена шарнирно с каждым летательным аппаратом. Взлет выгоднее осуществлять при параллельном соединении летательных аппаратов. Если сила тяги в процессе полета у летательных аппаратов различна или один из летательных аппаратов не позволяет получить требуемую тягу, то планер своим роликом переместится в положение, которое позволит получить равновесие в системе сил тяги. Если же один из аппаратов неисправен, то он отсоединяет свое крепление к шарниру и уходит с курса. Отсоединение осуществляется любым силовым механизмом, например гидравлическим. Aircraft can be used both in parallel and in series connection. This is ensured by a rod which is pivotally connected to each aircraft. Take-off is more advantageous to carry out with the parallel connection of aircraft. If the thrust force during the flight is different for the aircraft or one of the aircraft does not allow to obtain the required thrust, then the glider with its roller will move to a position that will allow to obtain equilibrium in the system of thrust forces. If one of the devices is faulty, then it disconnects its mount to the hinge and leaves the course. Disconnection is carried out by any power mechanism, such as hydraulic.

Возможна перестройка летательных аппаратов "цугом". При этом их общая штанга повернется примерно на 90^o. При повороте штанга пройдет мимо элементов летательных аппаратов, т.к. шарниры их предусмотрительно размещены в параллельной плоскости выше или ниже корпуса каждого летательного аппарата (лучше выше, чтобы не получилось пересечение шасси, которое может быть выдвижным). При повороте штанги ролик ракеты будет скользить по тросу, и летательные аппараты с тягой и планером займут положение примерно на одной оси.Possible restructuring of aircraft "train". In this case, their total bar will rotate by about 90 ^o . When turning, the bar will pass by the elements of the aircraft, as their hinges are prudently placed in a parallel plane above or below the hull of each aircraft (it is better above to prevent the intersection of the landing gear, which can be retractable). When the rod is rotated, the rocket’s roller will slide along the cable, and aircraft with thrust and glider will occupy a position on approximately the same axis.

Сущность изобретения поясняется прилагаемым чертежом. The invention is illustrated by the attached drawing.

На чертеже представлен вид сверху на комплекс, реализующий способ по данному изобретению. Планер 1 несет расположенную на нем ракету 2, которая удерживается сзади упорами 3 на планере 1. Передняя часть ракеты удерживается ловителем 4, к которому через тягу (B) подсоединен трос 5, опирающийся на ролики 6 на краях штанги 7 и тяги. К штанге 7 присоединены летательные аппараты 8, например, тягами 9 на поворотных шарнирах 10. The drawing shows a top view of a complex that implements the method according to this invention. The glider 1 carries a rocket 2 located on it, which is held in the back by stops 3 on the glider 1. The front of the rocket is held by a catcher 4, to which a cable 5 is connected via a rod (B), resting on rollers 6 at the edges of the rod 7 and the rod. Aerial devices 8 are connected to the rod 7, for example, by rods 9 on the swivel joints 10.

После получения необходимых параметров для отсоединения ракеты 2 можно отсоединить трос 5 подрывом, если планер 1 предполагается бросить. Возможен запуск ракеты 2 без отсоединения планера. Когда ракета 2 запустит двигатели и наберет скорость больше скорости остального комплекса, она отойдет от упоров 3, откинет ловитель 4 и потеряет контакт с планером 1. Оставшийся комплекс уйдет вниз, при этом схема его соединения позволяет избежать воздействия реактивной струи ракеты. Трос 5 может закрепляться управляемым зажимом для снижения влияния разности тяг и фиксации штанги в пространстве. After obtaining the necessary parameters for disconnecting the rocket 2, you can disconnect the cable 5 undermining, if the glider 1 is supposed to be thrown. It is possible to launch rocket 2 without disconnecting the glider. When rocket 2 starts the engines and picks up speed greater than the speed of the rest of the complex, it will move away from the stops 3, tilt the catcher 4 and lose contact with the glider 1. The remaining complex will go down, while the scheme of its connection avoids the effects of a rocket jet. The cable 5 can be fixed with a controlled clamp to reduce the influence of the difference of the rods and fixing the rod in space.

Способ согласно примеру его реализации осуществляется следующим образом. The method according to an example of its implementation is as follows.

После набора скорости и выхода из плотных слоев атмосферы отсоединяют планер, и он начинает отставать от общей группы комплекса. (Поэтому планер должен иметь продольные направляющие и упор сзади для ракеты, чтобы этот маневр был осуществлен). After speeding up and leaving the dense layers of the atmosphere, the glider is disconnected, and it begins to lag behind the general group of the complex. (Therefore, the glider must have longitudinal guides and an emphasis on the back for the rocket, so that this maneuver is carried out).

После набора максимальной скорости, которую могут обеспечить используемые летательные аппараты, включают двигатели ракеты, она начинает повышать скорость и откидывать ловитель своей передней оконечности. After gaining the maximum speed that the used aircraft can provide, they turn on the rocket engines, it begins to increase speed and recline the catcher of its front end.

Следует иметь в виду, что расстояние по фронту между шарнирами летательных аппаратов должно быть не менее трех габаритов по оси летательных аппаратов, чтобы при перестройке "в колонну" не было значительного воздействия струи реактивного двигателя на сзади идущий летательный аппарат. Чем расстояние больше, тем лучше. It should be borne in mind that the distance along the front between the hinges of the aircraft must be at least three dimensions along the axis of the aircraft, so that during rearrangement "into the column" there is no significant effect of the jet of the jet engine on the rear of the flying aircraft. The greater the distance, the better.

После отсоединения ракеты штанга с тросом и тягой может быть отсоединена от всех летательных аппаратов и остаться закрепленной только на крайнем аппарате; строй распадается, и посадка осуществляется индивидуально. Некоторая сложность может возникнуть с летательным аппаратом, на котором закреплена штанга. Возможен случай ее сброса на определенное место у взлетно-посадочной полосы (на мягкое основание и с малой высоты). After the rocket is disconnected, the rod with the cable and thrust can be disconnected from all aircraft and remain fixed only on the last device; the system breaks up, and landing is carried out individually. Some difficulty may arise with the aircraft on which the boom is mounted. A case of its dumping to a certain place near the runway (on a soft base and from a low height) is possible.

Таким образом, пример реализации способа показывает, что достигается поставленная цель: использование нескольких серийных летательных аппаратов (самолетов) при экономии топлива и практически осуществимых способах пилотажа (управления комплексом), что позволяет также расширить диапазон использования ракет и мест их запуска. Thus, an example of the implementation of the method shows that the goal is achieved: the use of several serial aircraft (aircraft) with fuel economy and practicable methods of aerobatics (complex control), which also allows you to expand the range of missiles and their launch sites.

Claims

A method of launching a rocket into Earth orbit, including fixing the rocket to the glider, connecting the glider via a cable to the aircraft, taking off and flying the aircraft with the glider, disconnecting the glider from the aircraft and the rocket from the glider after speeding up in the atmosphere and turning on the rocket engine, different the fact that for take-off and flight use additional aircraft, and all aircraft are articulated by a rod, the glider and the rocket are successively connected by thrust Erez roller and the cable with the rod, and the inclusion of the rocket engine and its detachment from the traction is carried out after a set of aircraft altitude limit and maximum airspeed.