RU2199474C2 - Inflatable device of passive deceleration system of last stage of launch vehicle - Google Patents

Inflatable device of passive deceleration system of last stage of launch vehicle Download PDF

Info

Publication number
RU2199474C2
RU2199474C2 RU2000131539/28A RU2000131539A RU2199474C2 RU 2199474 C2 RU2199474 C2 RU 2199474C2 RU 2000131539/28 A RU2000131539/28 A RU 2000131539/28A RU 2000131539 A RU2000131539 A RU 2000131539A RU 2199474 C2 RU2199474 C2 RU 2199474C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
container
last stage
launch vehicle
secured
inflatable structure
Prior art date
Application number
RU2000131539/28A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2000131539A (en
Inventor
Ю.Н. Майоров
А.Д. Дукин
Original Assignee
Государственный научно-производственный ракетно-космический центр "ЦСКБ-Прогресс"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Государственный научно-производственный ракетно-космический центр "ЦСКБ-Прогресс" filed Critical Государственный научно-производственный ракетно-космический центр "ЦСКБ-Прогресс"
Priority to RU2000131539/28A priority Critical patent/RU2199474C2/en
Publication of RU2000131539A publication Critical patent/RU2000131539A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2199474C2 publication Critical patent/RU2199474C2/en

Links

Images

Abstract

FIELD: space engineering. SUBSTANCE: device includes container, developing mechanism and inflatable structure. Proposed device is made in form of autonomous monoblock rigidly secured on peripheral part adapter compartment of last stage of launch vehicle. Container is provided with spring-loaded doors engageable with swivel latches which are connected with locks-pushers of developing mechanism provided with pyro- hydraulic time relay engageable with locks-pushers. Units of developing mechanism are secured on outer side of container whose inner surface and surfaces of its doors are coated with elastic film secured to said surfaces over perimeter. Inflatable structure is made in form of set of spherical envelopes made from elastic polymer metallized film and enclosed in screen envelope which is secured to locking units found on container by means of lines. Lower rows of spherical envelopes are made from thicker film as compared with lower ones. EFFECT: simplified construction; enhanced reliability. 2 dwg

Description

Устройство относится к космической технике, а более конкретно к надувным устройствам пассивной системы торможения (ПСТ) последних ступеней ракет-носителей (РН). The device relates to space technology, and more specifically to inflatable devices of the passive braking system (PST) of the last stages of launch vehicles (LV).

Из литературы известны надувные тормозные устройства, предназначенные для замедления скорости полета и снижения высоты орбиты космических аппаратов КА, разворачиваемые в рабочее положение по командам от системы управления КА или по команде с Земли, и использующие для компенсации утечек газа из оболочки (производственные дефекты изготовления, попадание микрометеоритов или техногенных частиц) специальные бортовые запасы газа (БИНТИ-1, Космические исследования, SPACE 09.90 - 10.90, VG 5, р. 33; БИНТИ-1, Космические исследования, РУБ-89,15, 5.2.71 гю, 9). Inflatable braking devices are known from the literature, designed to slow the flight speed and reduce the orbit of the spacecraft, deployed to the working position on commands from the spacecraft control system or on command from the Earth, and used to compensate for gas leaks from the shell (manufacturing manufacturing defects, hit micrometeorites or technogenic particles) special onboard gas reserves (BINTI-1, Space Research, SPACE 09.90 - 10.90, VG 5, p. 33; BINTI-1, Space Research, RUB-89.15, 5.2.71 gyu, 9).

К недостаткам данных устройств относится сложность, обусловленная необходимостью наличия на борту аппарата (ступени РН) работающей системы управления, работающих источников питания, а также специальных бортовых запасов газа. Кроме того, как правило, такие конструкции имеют один надувной элемент с большими геометрическими размерами (шар диаметром 10 м и более), а следовательно, и большую степень вероятности поражения микрометеоритами и техногенными частицами. Наряду с этим технологически сложно изготовление и испытание таких крупных надувных конструкций, а наличие остатков воздуха в них (после вакуумирования и герметизации внутри оболочки остается объем воздуха, равный объему материала оболочки - определено опытным путем) не позволяет разворачивать оболочку в рабочее положение одномоментно. И, как правило, чтобы избежать разрыва оболочки ее развертывание осуществляется в два, три приема. The disadvantages of these devices include the complexity due to the need to have on board the device (stage LV) a working control system, working power sources, as well as special on-board gas reserves. In addition, as a rule, such structures have one inflatable element with large geometric dimensions (a ball with a diameter of 10 m or more), and, consequently, a greater degree of probability of damage by micrometeorites and technogenic particles. Along with this, it is technologically difficult to manufacture and test such large inflatable structures, and the presence of air residues in them (after evacuation and sealing inside the shell remains an air volume equal to the volume of the shell material - determined empirically) does not allow the shell to be deployed to the operating position simultaneously. And, as a rule, in order to avoid rupture of the shell, its deployment is carried out in two, three stages.

А следовательно, для перехода на каждую последующую ступень раскрытия необходима либо подача дополнительных команд на раскрывающие устройства, либо использование защитных оболочек из специального материала, разрушающегося со временем от воздействия ионизирующего и ультрафиолетового излучения в космическом пространстве. Therefore, to go to each subsequent stage of disclosure, it is necessary either to submit additional commands to the opening devices, or to use protective shells made of special material that collapses over time from exposure to ionizing and ultraviolet radiation in outer space.

Известен также способ создания надувных космических конструкций (патент RU 2026247 С1, 6 В 64 G 1/10), в котором описано устройство надувной космической конструкции. Устройство состоит из эластичной герметичной оболочки, в сложенном положении размещенной в контейнере, состоящем из двух половин, одна из которых жестко пристыкована к верхнему днищу бака последней ступени РН. Внутренняя полость оболочки магистралями через обратный клапан и регулятор давления соединена с полостью топливного бака и магистралью наддува, связанной с баллонами высокого давления, установленными на корпусе РН. На выходе магистралей и топливного бака установлены управляемые пироклапаны. Кроме того, система наддува содержит еще один управляемый пироклапан и регулятор давления наддува. There is also a method of creating inflatable space structures (patent RU 2026247 C1, 6 V 64 G 1/10), which describes the device of an inflatable space structure. The device consists of an elastic sealed shell, in the folded position placed in a container consisting of two halves, one of which is rigidly docked to the upper bottom of the tank of the last stage of the pH. The internal cavity of the shell by highways through a non-return valve and a pressure regulator is connected to the cavity of the fuel tank and the boost line associated with high-pressure cylinders mounted on the body of the launch vehicle. At the exit of the mains and fuel tank, controlled pyro valves are installed. In addition, the boost system contains another controlled pyrovalve and boost pressure regulator.

Устройство позволяет увеличить полезный объем надуваемой конструкции без использования специальных бортовых запасов газа. После выведения на орбиту и окончания работы двигательной установки последней ступени РН внутреннюю полость эластичной оболочки сообщают с системой наддува топливного бака и остатки газа в этой системе используются на наддув оболочки. The device allows to increase the useful volume of the inflatable structure without the use of special on-board gas reserves. After putting into orbit and the end of the propulsion system of the last stage of the launch vehicle, the internal cavity of the elastic shell is communicated with the pressurization system of the fuel tank and the remaining gas in this system is used to pressurize the shell.

Однако устройство для осуществления этого способа также не лишено недостатков. Предполагается контейнер устройства устанавливать непосредственно на топливном баке внутри конструкции последней ступени РН (сокращение длин магистралей, уменьшение их сопротивления), но в существующих конструкциях РН при плотной компоновке узлов и агрегатов в них произвольный выбор зоны для установки устройства нереален. Кроме того, устройство сложно и по конструкции, т. к. имеет в своем составе три пироклапана, использующиеся для срабатывания команды от системы управления последней ступени РН, два регулятора давления, обратный клапан. Наличие такого количества управляемых элементов и узлов автоматики снижает надежность устройства. However, the device for implementing this method is also not without drawbacks. It is assumed that the device’s container can be installed directly on the fuel tank inside the structure of the last stage of the launch vehicle (shortening the length of the lines, reducing their resistance), but in the existing structures of the launch vehicle with a tight arrangement of nodes and assemblies in them, an arbitrary choice of zone for installing the device is unrealistic. In addition, the device is also difficult in design because it incorporates three pyro valves used to actuate commands from the control system of the last stage of the launch vehicle, two pressure regulators, and a check valve. The presence of such a number of controlled elements and automation nodes reduces the reliability of the device.

Целью настоящего изобретения является устранение указанных недостатков и обеспечение возможности реализации устройства на существующих конструкциях последних ступеней РН за счет упрощения конструкции ПСТ и повышения ее надежности. The aim of the present invention is to remedy these disadvantages and to ensure the possibility of implementing the device on existing structures of the last stages of the pH by simplifying the design of the PST and increasing its reliability.

Указанная цель достигается тем, что устройство выполнено в виде автономного моноблока, жестко закрепленного на периферийной части переходного отсека последней ступени ракеты-носителя, при этом контейнер устройства снабжен подпружиненными створками, взаимодействующими с поворотными защелками, которые связаны с замками-толкателями механизма раскрытия, снабженного пирогидравлическим реле времени, взаимодействующим с замками-толкателями, при чем узлы механизма раскрытия закреплены на внешней стороне контейнера, внутренняя поверхность которого, а также его створок покрыты эластичной пленкой, приклеенной по периметру, а надувная конструкция выполнена в виде набора сферических оболочек (диаметром не более 4 м) из эластичной полимерной металлизированной пленки, заключенных в сетчатую оболочку, которая посредством строп закреплена к узлам фиксации, располагаемым на контейнере, при этом нижние ряды сферических оболочек выполнены из пленки большей толщины, чем верхние. This goal is achieved by the fact that the device is made in the form of an autonomous monoblock rigidly fixed on the peripheral part of the transition compartment of the last stage of the launch vehicle, while the device’s container is equipped with spring-loaded flaps interacting with pivoting latches that are associated with pusher-locks of the opening mechanism equipped with pyrohydraulic a time relay interacting with pusher locks, wherein the nodes of the opening mechanism are fixed on the outside of the container, the inner surface which, as well as its flaps, are covered with an elastic film glued around the perimeter, and the inflatable structure is made in the form of a set of spherical shells (with a diameter of not more than 4 m) of an elastic polymer metallized film enclosed in a mesh sheath, which is secured to the fixation nodes via slings, located on the container, while the lower rows of spherical shells are made of a film of a greater thickness than the upper ones.

На фиг.1, 2 изображено предлагаемое устройство надувной ПСТ. In Fig.1, 2 shows the proposed device inflatable PST.

Устройство состоит из контейнера, механизма его раскрытия и надувной конструкции. The device consists of a container, a mechanism for its disclosure and an inflatable structure.

Контейнер 1 представляет собой объемную конструкцию, жестко закрепленную к переходному отсеку последней ступени РН 2, с криволинейными днищем и крышкой и плоскими боковыми стенками, выполненными для обеспечения беспрепятственного выхода надувной конструкции наклонно по отношению к днищу. Крышка выполнена из двух подпружиненных в осях створок 3, удерживающихся в закрытом положении поворотными защелками 4. На днище выполнены узлы 5 для фиксации строп, удерживающих надувную конструкцию, а с внешней стороны закреплены узлы механизма раскрытия контейнера. The container 1 is a three-dimensional structure, rigidly fixed to the transition compartment of the last stage of the PH 2, with a curved bottom and a lid and flat side walls, made to ensure unhindered exit of the inflatable structure inclined with respect to the bottom. The cover is made of two leaflets 3 spring-loaded in the axes and held in the closed position by pivoting latches 4. On the bottom there are nodes 5 for fixing the slings holding the inflatable structure, and nodes of the container opening mechanism are fixed on the outside.

Механизм раскрытия контейнера включает в свой состав два замка-толкателя 6 и пирогидравлическое реле времени, состоящее из пирочеки 7, гидроцилиндра 8 и пружины 9. Поршень гидроцилиндра 8 снабжен дросселем 10, с помощью которого настраивается временная задержка срабатывания замков-толкателей 6, а следовательно, и время момента выведения надувной конструкции, для исключения возможности соударения отделяющейся последней ступени РН 2 с КА. Штоки замков-толкателей 6 связанны с рычагами поворотных защелок 4. В свою очередь, рычаги замков-толкателей 6 через кронштейн 11 связаны со штоком поршня гидроцилиндра 8. The mechanism for opening the container includes two pusher locks 6 and a pyro-hydraulic time switch, consisting of a pyrocheck 7, a hydraulic cylinder 8 and a spring 9. The piston of the hydraulic cylinder 8 is equipped with a throttle 10, with which the time delay of the operation of the pusher locks 6 is adjusted, and therefore and the time of withdrawal of the inflatable structure, to exclude the possibility of collision of the separating last stage of PH 2 with the spacecraft. The rods of the pusher locks 6 are connected with the levers of the rotary latches 4. In turn, the levers of the pusher locks 6 are connected through the bracket 11 to the piston rod of the hydraulic cylinder 8.

Надувная конструкция, обеспечивающая требуемую аэродинамическую поверхность торможения, состоит из набора сферических оболочек 12 малого диаметра (не более 4 м), выполненных из полимерной металлизированной пленки, устойчивой к воздействию факторов космического пространства, и заключенных в сетчатую оболочку 13, которая с помощью строп 14 закреплена к узлам 5. The inflatable structure that provides the required aerodynamic braking surface consists of a set of spherical shells 12 of small diameter (not more than 4 m) made of a polymer metallized film resistant to the effects of outer space and enclosed in a mesh shell 13, which is secured with straps 14 to nodes 5.

Развертывание надувной конструкции в рабочее состояние обеспечивается за счет остаточного воздуха (Р=0,1 МПа) внутри оболочек. Вследствие малого диаметра сферических оболочек не требуется ступенчатости их развертывания, т. к. в этом случае динамика раскрытия не сопровождается их разрушением. Кроме того, упрощается технология их изготовления и испытаний. И с точки зрения поражаемости микрометеоритами и техногенными частицами, наборная надувная конструкция надежней единой крупногабаритной. The deployment of the inflatable structure in working condition is ensured by the residual air (P = 0.1 MPa) inside the shells. Due to the small diameter of the spherical shells, the steps of their deployment are not required, because in this case the dynamics of the opening is not accompanied by their destruction. In addition, simplifies the technology of their manufacture and testing. And from the point of view of susceptibility to micrometeorites and technogenic particles, a stacked inflatable structure is more reliable than a single large-sized one.

Для обеспечения защищенности надувной конструкции при контакте ее с конструкцией последней ступени РН 2, имеющей угловые возмущения, и при выходе из контейнера 1 нижние ряды сферических оболочек 12 выполнены из пленки большей толщины, чем верхние, а внутренние поверхности контейнера 1 и створок 3 крышки проклеены герметично по контуру пленкой таким образом, что после раскрытия створок 3 и при выходе надувной конструкции пленочные покрытия образуют за счет остаточного воздуха защитные "подушки" 15. To ensure the safety of the inflatable structure when it comes in contact with the structure of the last stage of PH 2, which has angular perturbations, and when leaving the container 1, the lower rows of spherical shells 12 are made of a film of a greater thickness than the upper ones, and the inner surfaces of the container 1 and the casing 3 along the contour of the film in such a way that after the opening of the wings 3 and when the inflatable structure exits, the film coatings form protective “pillows” 15 due to the residual air.

Работа устройства осуществляется следующим образом. The operation of the device is as follows.

Одновременно с командой на отделение последней ступени РН 2 проходит команда на срабатывание пирочеки 7. Далее система работает автономно. Пирочека, срабатывая, освобождает пружину 9 пирогидравлического реле времени, которая, разжимаясь, передавливает жидкость через дроссель 10 в смежную полость гидроцилиндра 8, обеспечивая при этом перемещение поршня со штоком с заданной скоростью, обеспечивающей заданное время полного хода. Шток гидроцилиндра 8, связанный жестко с кронштейном 11, воздействует через него на рычаги замков-толкателей 6. Замки-толкатели 6 срабатывают и поворачивают защелки 5, освобождая подпружиненные створки 3 крышки контейнера 1. Створки открываются, освобождая зону выхода сферических оболочек надувной конструкции, которые, выходя из контейнера 1, раздуваются до рабочего состояния. Предложенное техническое решение позволит повысить надежность устройства и упростить его конструкцию. Simultaneously with the command to separate the last stage of the PH 2, the command to activate the pyrocheck 7 passes. Further, the system operates autonomously. The pyrocheck, when activated, releases the spring 9 of the pyrohydraulic time switch, which, unclenching, presses the fluid through the throttle 10 into the adjacent cavity of the hydraulic cylinder 8, while ensuring the movement of the piston with the rod at a given speed, providing a given full stroke time. The rod of the hydraulic cylinder 8, rigidly connected to the bracket 11, acts through it on the levers of the pusher locks 6. The pusher locks 6 act and turn the latches 5, releasing the spring-loaded flaps 3 of the container lid 1. The flaps open, freeing the exit area of the spherical shells of the inflatable structure, which leaving the container 1, inflate to a working state. The proposed technical solution will improve the reliability of the device and simplify its design.

Claims (1)

Устройство надувной пассивной системы торможения последней ступени ракеты-носителя, включающее контейнер, механизм его раскрытия и надуваемую конструкцию, отличающееся тем, что устройство выполнено в виде автономного моноблока, жестко закрепленного на периферийной части переходного отсека последней ступени ракеты-носителя, при этом контейнер устройства снабжен подпружиненными створками, взаимодействующими с поворотными защелками, которые связаны с замками-толкателями механизма раскрытия, снабженного пирогидравлическим реле времени, взаимодействующим с замками-толкателями, причем узлы механизма раскрытия закреплены на внешней стороне контейнера, внутренняя поверхность которого, а также его створок покрыты эластичной пленкой, приклеенной по периметру к указанным поверхностям, а надувная конструкция выполнена в виде набора сферических оболочек из эластичной полимерной металлизированной пленки, заключенных в сетчатую оболочку, которая посредством строп закреплена к узлам фиксации, расположенным на контейнере, причем нижние ряды сферических оболочек выполнены из пленки большей толщины, чем верхние. A device for an inflatable passive braking system of the last stage of the launch vehicle, including a container, a mechanism for opening it and an inflatable structure, characterized in that the device is an autonomous monoblock rigidly mounted on the peripheral part of the transition compartment of the last stage of the launch vehicle, while the device’s container is equipped with spring-loaded flaps interacting with pivoting latches, which are connected with pusher locks of the opening mechanism equipped with a pyro-hydraulic time relay nor interacting with pusher locks, and the nodes of the opening mechanism are fixed on the outside of the container, the inner surface of which and its wings are covered with an elastic film glued along the perimeter to these surfaces, and the inflatable structure is made in the form of a set of spherical shells made of elastic polymer metallized films enclosed in a mesh shell, which by means of slings is fixed to fixation nodes located on the container, the lower rows of spherical shells being made from a film of greater thickness than the upper ones.
RU2000131539/28A 2000-12-15 2000-12-15 Inflatable device of passive deceleration system of last stage of launch vehicle RU2199474C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2000131539/28A RU2199474C2 (en) 2000-12-15 2000-12-15 Inflatable device of passive deceleration system of last stage of launch vehicle

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2000131539/28A RU2199474C2 (en) 2000-12-15 2000-12-15 Inflatable device of passive deceleration system of last stage of launch vehicle

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2000131539A RU2000131539A (en) 2002-12-27
RU2199474C2 true RU2199474C2 (en) 2003-02-27

Family

ID=20243499

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2000131539/28A RU2199474C2 (en) 2000-12-15 2000-12-15 Inflatable device of passive deceleration system of last stage of launch vehicle

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2199474C2 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3144219A (en) Manned space station
ES2260396T3 (en) DEVICE AND PROCEDURE FOR CONTROL OF THE EMERGENCY OPENING OF AN AIRCRAFT DOOR EVACUATION.
US7490795B2 (en) Aircraft evacuation slide with primary gas relief valve
US6382563B1 (en) Aircraft with severable body and independent passenger cabins
US7823835B2 (en) Door pod assembly
US4263835A (en) Sonobuoy launcher system
Viquerat et al. Inflatable rigidisable mast for end-of-life deorbiting system
BR102016005493B1 (en) AIRCRAFT EMERGENCY EVACUATION SET
BR102017016282A2 (en) RELEASE SYSTEM, AIRCRAFT EVACUATION SLIP ASSEMBLY, AND METHOD FOR POSITIONING AN AIRCRAFT EVACUATION SLIP.
RU2521451C2 (en) Space vehicle landing device
RU2199474C2 (en) Inflatable device of passive deceleration system of last stage of launch vehicle
US2944771A (en) Air mat bumper pad
US6834608B1 (en) Assembly of underwater bodies and launcher therefor
CN116573170A (en) Spacecraft for sensing space debris
US3158336A (en) Assembly for recovering a capsule
US5328132A (en) Engine protection system for recoverable rocket booster
CN111268181B (en) Space low-speed release device
Tutt et al. Status of the development of an airbag landing system for the Orion crew module
RU2671067C2 (en) Device for aerodynamic braking of spacecraft
SU1764524A3 (en) Method of determining sign of phase difference of two sinusoidal signals
CN111361761A (en) Flexible foldable large porthole spacecraft structure
RU2166801C1 (en) Inflated reflector
Griebel Reaching High Altitudes on Mars With an Inflatable Hypersonic Drag Balloon
US4915052A (en) Method for restoring and maintaining buoyancy and apparatus for preventing loss of buoyancy for floatplanes
RU2131381C1 (en) Device for preservation of energy carrier by flying at emergency landing

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20041216