RU2265559C1 - Method of launching multi-stage space launch vehicle by means of carrier-aircraft and multi-stage space launch vehicle for realization of this method - Google Patents

Method of launching multi-stage space launch vehicle by means of carrier-aircraft and multi-stage space launch vehicle for realization of this method Download PDF

Info

Publication number
RU2265559C1
RU2265559C1 RU2005127794/11A RU2005127794A RU2265559C1 RU 2265559 C1 RU2265559 C1 RU 2265559C1 RU 2005127794/11 A RU2005127794/11 A RU 2005127794/11A RU 2005127794 A RU2005127794 A RU 2005127794A RU 2265559 C1 RU2265559 C1 RU 2265559C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
launch vehicle
aircraft
scc
carrier
space launch
Prior art date
Application number
RU2005127794/11A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Даниал Кенжетаевич Ахметов (KZ)
Даниал Кенжетаевич Ахметов
Ю.С. Соломонов (RU)
Ю.С. Соломонов
А.А. Дорофеев (RU)
А.А. Дорофеев
Л.С. Соломонов (RU)
Л.С. Соломонов
А.П. Сухадольский (RU)
А.П. Сухадольский
В.И. Андрюшин (RU)
В.И. Андрюшин
В.А. Французов (RU)
В.А. Французов
Original Assignee
Даниал Кенжетаевич Ахметов
Соломонов Юрий Семенович
Дорофеев Александр Алексеевич
Соломонов Лев Семенович
Сухадольский Александр Петрович
Андрюшин Виктор Иванович
Французов Вячеслав Аркадьевич
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 Даниал Кенжетаевич Ахметов, Соломонов Юрий Семенович, Дорофеев Александр Алексеевич, Соломонов Лев Семенович, Сухадольский Александр Петрович, Андрюшин Виктор Иванович, Французов Вячеслав Аркадьевич filed Critical Даниал Кенжетаевич Ахметов
Priority to RU2005127794/11A priority Critical patent/RU2265559C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2265559C1 publication Critical patent/RU2265559C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Road Paving Structures (AREA)

Abstract

FIELD: space engineering.
SUBSTANCE: proposed method includes transportation of space launch vehicle to launching position, preparation for launch, raising the space launch vehicle to preset altitude by carrier-aircraft, separation from carrier-aircraft, stabilization of space launch vehicle and starting the engine plant of first boost stage. Space launch vehicle is transported to launching position in transportation-and-operation container. Then, container is transferred by means of crane to erection trolley, detachable compartments are dismantled and space launch vehicle is transported to carrier-aircraft. Space launch vehicle is secured to carrier-aircraft by means of locks of carrier-aircraft. Space launch vehicle is equipped with boost stages with solid-propellant engine plants, stabilization unit and units for attachment of launch vehicle to carrier-aircraft. It is also equipped with separable tail fairing and lattice stabilizers made in form of cylindrical panels which are secured on it. After bringing the space launch vehicle to preset altitude, locks of carrier-aircraft are opened by command and lattice stabilizers of tail fairing are opened simultaneously. After preset pause, before separation of space launch vehicle, tail fairing with lattice stabilizers is separated from space launch vehicle. Proposed method makes it possible to reduce launch mass and ensure stabilization on flight leg of safe distance from carrier-aircraft till moment of start of 1st stage engine plant.
EFFECT: extended field of application.
7 cl, 5 dwg

Description

Данное изобретение относится к космической технике и может быть использовано при разработке технологии запуска многоступенчатой космической ракеты-носителя и при разработке конструкции многоступенчатой космической ракеты-носителя.This invention relates to space technology and can be used in developing technology for launching a multi-stage space launch vehicle and in developing the design of a multi-stage space launch vehicle.

В настоящее время ведущие космические державы и развивающиеся страны наращивают усилия в области освоения и использования космоса с помощью малых космических аппаратов (полезного груза).Currently, the leading space powers and developing countries are increasing their efforts in the field of space exploration and use with the help of small spacecraft (payload).

Спрос на малые космические аппараты (МКА) предполагает объемы заказов на их запуски и расширение этого сектора мирового рынка.Demand for small spacecraft (MCAs) implies volumes of orders for their launches and expansion of this sector of the world market.

Потребности рынка удовлетворяются запуском МКА со стационарного космодрома ракетой-носителем среднего или тяжелого классов в качестве дополнительной полезной нагрузки, при этом необходимым условием является наличие заказа на выведение крупногабаритной основной полезной нагрузки.Market needs are met by launching the spacecraft from a stationary spaceport with a medium or heavy class carrier rocket as an additional payload, and a prerequisite is the availability of an order to launch a large-sized main payload.

Недостатком этого способа запуска МКА является ограничение на их количество запусков, обусловленное наличием заказов на выведение крупногабаритных основных полезных нагрузок.The disadvantage of this method of launching the MCA is the limitation on their number of launches, due to the availability of orders for the removal of large-sized main payloads.

На практике в настоящее время решается задача обеспечения запуска МКА не только со стационарных космодромов, но и с территории страны заказчика или владельца КА.In practice, the problem of ensuring the launch of the spacecraft not only from stationary spaceports, but also from the territory of the country of the customer or owner of the spacecraft is currently being solved.

Анализ инфраструктуры ракетно-космических комплексов (РКК), как стационарных, так и подвижных, показывает, что для обеспечения вывода полезного груза в околоземное пространство основные параметры комплекса определяют: способ вывода полезного груза в околоземное пространство, способ запуска и конструкция космической многоступенчатой ракеты-носителя. При всем этом в состав РКК входят: радиотехнические средства приема внешней информации и формирования программы полета ракеты-носителя, средства наземного обслуживания; система базирования (космодром, аэродром, стартовая площадка, подготовленная в инженерном отношении, подводный крейсер); средства транспортирования ракеты-носителя; измерительные пункты приема телеметрической информации о параметрах траектории движения ракеты носителя, отделения ступеней и отделения МКА.An analysis of the infrastructure of space-rocket complexes (RSC), both stationary and mobile, shows that in order to ensure the payload is brought into near-Earth space, the main parameters of the complex determine: the method of putting payload into near-Earth space, the launch method and the design of a space multi-stage launch vehicle . With all this, the RKK includes: radio engineering means of receiving external information and forming a flight program of the launch vehicle, ground handling facilities; basing system (cosmodrome, aerodrome, launch pad, prepared in engineering terms, submarine cruiser); means of transporting the launch vehicle; measuring points for receiving telemetric information about the parameters of the trajectory of the carrier rocket, separation of steps and separation of the ICA.

Задача по выводу МКА в околоземное пространство с использованием РКК считается выполненной, если МКА отделился от ракеты-носителя на заданной высоте орбиты с точностью, оговоренной условиями договора. Дальнейшее обслуживание МКА обеспечивается службами, не входящими в инфраструктуру РКК.The task of bringing the spacecraft into the near-Earth space using the spacecraft is considered complete if the spacecraft separated from the launch vehicle at a given orbit height with the accuracy specified by the terms of the contract. Further maintenance of the ICA is provided by services not included in the infrastructure of the RCM.

Анализ баллистической схемы выведения МКА в околоземное пространство при помощи ракеты-носителя с двигательными установками на твердом топливе показывает, что максимальную массу полезного груза на заданную высоту орбиты можно вывести, используя баллистическую «паузу». При этом отделение МКА от ракеты-носителя оптимально должно проходить на достаточно большом расстоянии примерно на полувитке движения по орбите МКА. Это обстоятельство затрудняет осуществить вывод МКА в околоземное пространство с территории заказчика, так как требуется разместить элементы РКК (измерительные пункты) вне территории заказчика.An analysis of the ballistic scheme for the deducing of the spacecraft into the near-Earth space using a launch vehicle with solid-propellant propulsion systems shows that the maximum payload mass at a given orbit height can be derived using a ballistic “pause”. In this case, the separation of the MCA from the launch vehicle should optimally take place at a sufficiently large distance approximately halfway around the orbit of the MCA. This circumstance makes it difficult to bring the MCA into the near-Earth space from the customer’s territory, since it is required to place RKK elements (measuring points) outside the customer’s territory.

Решить поставленную задачу по выводу МКА в околоземное пространство с территории заказчика можно с использованием РКК, который является автономным (независимым от третьих лиц) и мобильным, для чего требуется решить ряд взаимосвязанных проблем, к которым относятся:It is possible to solve the problem of bringing the MCA to near-Earth space from the customer’s territory using an RCM that is autonomous (independent of third parties) and mobile, which requires solving a number of interrelated problems, which include:

I. Разработка способа вывода МКА в околоземное пространство и разработка РКК.I. Development of a method for introducing spacecraft into the near-Earth space and development of an RSC.

II. Разработка способа запуска ракеты-носителя в системы базирования и разработка ракеты-носителя.II. Development of a method for launching a launch vehicle into a basing system and development of a launch vehicle.

III. Разработка многоступенчатой космической ракеты-носителя.III. Development of a multi-stage space launch vehicle.

Рассмотрение первой проблемы показало, что для поставленной цели на основе выбора соответствующих параметров движения ракеты-носителя и параметров ракеты-носителя, необходимо провести оптимизацию состава РКК, решить задачу по созданию автономного авиационного ракетно-космического комплекса (АРКК) и осуществлять запуск МКА с территории заказчика. Решению этой проблемы посвящена заявка под названием "Способ вывода полезного груза в околоземное пространство с использованием авиационного ракетно-космического комплекса и авиационный ракетно-космический комплекс " на выдачу патента на изобретение, которая подается совместно и одновременно с настоящей заявкой.Consideration of the first problem showed that for the goal, based on the choice of the appropriate parameters of the launch vehicle and the parameters of the launch vehicle, it is necessary to optimize the composition of the rocket, to solve the problem of creating an autonomous aviation space-rocket complex (ARKK) and launch the ICA from the customer’s territory . The application titled "A method for putting payload into near-Earth space using an aircraft rocket and space complex and an aircraft rocket and space complex" is dedicated to the solution of this problem for the grant of a patent for an invention, which is filed jointly and simultaneously with this application.

Рассмотрение второй проблемы показало, что для поставленной цели необходимо использовать преимущества самолета-носителя с техническими характеристиками истребителя-перехватчика четвертого поколения типа МиГ-31 при запуске ракеты-носителя. Решению этой проблемы посвящена настоящая заявка на выдачу патента на изобретение.The consideration of the second problem showed that for this purpose it is necessary to use the advantages of a carrier aircraft with the technical characteristics of a fourth-generation fighter-interceptor of the MiG-31 type when launching a launch vehicle. The present application for the grant of a patent for an invention is devoted to the solution of this problem.

Решение третьей проблемы показало, что для поставленной цели необходимо использовать твердотопливную многоступенчатую ракету, т.к. в этом случае отпадает потребность заправки ее компонентами жидкого топлива и тем самым упрощается наземное оборудование (отсутствует сложный комплекс по заправке), а также может быть обеспечена заводская готовность ракеты и, как следствие, высокая надежность, безопасность, удобство и простота эксплуатации.The solution to the third problem showed that for this purpose it is necessary to use a multi-stage solid-fuel rocket, because in this case, there is no need to refuel it with liquid fuel components, and this simplifies ground equipment (there is no complex refueling complex), and the rocket can be prefabricated and, as a result, high reliability, safety, convenience and ease of operation.

Решению третьей задачи посвящена заявка под названием "Многоступенчатая космическая ракета-носитель" на выдачу патента на изобретение, которая подается совместно и одновременно с настоящей заявкой.The third task is addressed by an application entitled "Multistage space launch vehicle" for the grant of a patent for an invention, which is submitted jointly and simultaneously with the present application.

Важнейшим этапом функционирования РКК является старт ракеты с СН. При этом энергетические возможности КРН по выведению КА на околоземные орбиты в значительной мере зависят от того, насколько полно удастся использовать начальную скорость и высоту, обеспечиваемые самолетом-носителем на момент отделения от него ракеты.The most important stage in the functioning of the RKK is the launch of a missile with HF. At the same time, the SCC's energy capabilities for launching spacecraft into near-earth orbits largely depend on how fully it will be possible to use the initial speed and altitude provided by the carrier aircraft at the time of the separation of the rocket from it.

В качестве аналога рассматривается схема с загрузкой в грузовой отсек самолета КРН, подъемом ее самолетом на заданную высоту, выбросом через хвостовой люк КРН, спуском КРН на парашюте с последующим его отстрелом перед запуском двигательной установки 1-ой ступени.As an analogue, a scheme is considered with loading the KRN into the cargo compartment of the aircraft, lifting it to a predetermined height by the aircraft, ejecting it through the tailgate of the SCC, launching the SCC by parachute and then firing it before launching the 1st stage propulsion system.

Недостатком этого способа запуска КРН является полная потеря кинетической энергии, сообщаемой КРН, и на момент включения двигательной установки 1-ой ступени КРН приобретает отрицательную вертикальную скорость, на компенсацию которой тратится часть энергетики КРН после запуска двигательной установки 1-ой ступени. Таким образом, в данной схеме используется, и то не полностью, только прирост высоты, сообщенный ракете самолетом.The disadvantage of this method of starting SCC is the complete loss of kinetic energy reported by SCC, and at the moment the 1st stage propulsion system is turned on, the SCC acquires a negative vertical speed, which compensates for a part of the SCC energy after starting the 1st stage propulsion system. Thus, this scheme uses, and not completely, only the increase in altitude reported by the missile to the aircraft.

Наиболее близким к предложенному способу вывода МКА на околоземную орбиту является способ с участком планирования КРН до запуска двигательной установки 1-ой ступени КРН, предусматривающий использование крыла для поддержания необходимого направления предстартовой траектории ракеты. Применение данной схемы реализовано в ракетно-космическом комплексе с авиационным стартом Closest to the proposed method of putting the MCA into low Earth orbit is the method with the SCC planning section prior to launching the SCC 1st stage propulsion system, involving the use of a wing to maintain the necessary direction of the prelaunch missile trajectory. The application of this scheme is implemented in a space-rocket complex with an aircraft launch

- в американском проекте «Пегас» при использовании неманевренного дозвукового самолета-носителя.- in the American Pegasus project using a non-maneuverable subsonic carrier aircraft.

Недостатком этого способа запуска КРН является существенное утяжеление конструкции 1-ой ступени в результате установки крыла и трудностей, связанных с компоновкой такого крыла.The disadvantage of this method of launching the SCC is a significant weighting of the design of the first stage as a result of the installation of the wing and the difficulties associated with the layout of such a wing.

Задачей первого из группы изобретений является расширение области применения КРН, способа ее запуска при обеспечении стабилизации на участке полета безопасного удаления от самолета-носителя до момента запуска двигательной установки 1-ой ступени.The objective of the first of the group of inventions is to expand the scope of SCC, the method of its launch while ensuring stabilization in the flight section of the safe distance from the carrier aircraft until the launch of the 1st stage propulsion system.

Поставленная задача решается тем, что в способе запуска многоступенчатой космической ракеты-носителя с использованием самолета-носителя, состоящего в транспортировании КРН на стартовую позицию ракеты, подготовке КРН к запуску, подъеме КРН на заданную высоту самолетом-носителем, отделении КРН от самолета-носителя, стабилизации КРН и запуске двигательной установки первой разгонной ступени, осуществляют оснащение КРН отделяемым хвостовым обтекателем и закрепленными на нем сложенными решетчатыми стабилизаторами и транспортируют в сборе на стартовую позицию с помощью транспортно-эксплуатационного контейнера, перегружают краном транспортно-эксплуатационный контейнер с КРН на транспортно-монтажную тележку, снимают съемные отсеки транспортно-эксплуатационного контейнера и транспортируют КРН к самолету-носителю, осуществляют крепление КРН к самолету-носителю на замках самолета-носителя, а после подъема КРН самолетом-носителем на заданную высоту по команде на раскрытие замков самолета-носителя одновременно раскрывают решетчатые стабилизаторы хвостового обтекателя и после расчетной паузы после отделения КРН от самолета-носителя отделяют хвостовой обтекатель с решетчатыми стабилизаторами от КРН.The problem is solved in that in the method of launching a multi-stage space launch vehicle using a launch vehicle, which consists of transporting the SCC to the launch position of the rocket, preparing the SCC for launch, lifting the SCC to a predetermined height by the carrier plane, separating the SCC from the carrier aircraft, stabilization of the SCC and the start of the propulsion system of the first booster stage, the SCC is equipped with a detachable tail fairing and folded lattice stabilizers fixed to it and transported to the collection f to the starting position with the help of a transport and operational container, overload the crane the transport and operational container from the KRC to the transport and assembly trolley, remove the removable compartments of the transport and operational container and transport the KRC to the carrier aircraft, fasten the KRC to the carrier aircraft on the airplane locks carrier, and after lifting the SCC by the carrier aircraft to a predetermined height, at the command to open the locks of the carrier aircraft, the lattice stabilizers of the tail fairing are simultaneously opened and after the calculated pause after separation of the SCC from the carrier aircraft, the tail fairing with trellised stabilizers is separated from the SCC.

Решению поставленной задачи способствуют частные существенные признаки изобретения.Partial essential features of the invention contribute to the solution of the problem.

Подъем КРН осуществляют на сверхзвуковом высотном истребителе-перехватчике четвертого поколения МиГ-31.The KRS lift is carried out on a fourth-generation MiG-31 supersonic high-altitude fighter-interceptor.

Отделяют КРН от самолета-носителя при кабрировании самолета на высоте 15...19 км, при этом удерживают скорость самолета 550...630 м/с и угол кабрирования 15...35°.Separate the SCC from the carrier aircraft when the aircraft is cabling at an altitude of 15 ... 19 km, while the aircraft is held at a speed of 550 ... 630 m / s and a pitch angle of 15 ... 35 °.

Запуск двигательной установки первой ступени осуществляют по истечении расчетной паузы 5...6 с после отделения КРН от самолета-носителя.The start of the propulsion system of the first stage is carried out after a calculated pause of 5 ... 6 s after separation of the SCC from the carrier aircraft.

Технической задачей второго из группы изобретений в части конструкции КРН является расширение области ее применения за счет уменьшения стартовой массы и обеспечение стабилизации на участке полета безопасного удаления от самолета-носителя до момента запуска двигательной установки 1-ой ступени.The technical task of the second of the group of inventions regarding the design of the SCC is to expand the scope of its application by reducing the launch mass and ensuring stabilization in the flight section of the safe distance from the carrier aircraft until the launch of the 1st stage propulsion system.

Поставленная техническая задача решается тем, что многоступенчатая космическая ракета-носитель, содержащая разгонные ступени, связанные последовательно посредством соединительных отсеков и снабженные двигательными установками на твердом топливе, а также устройство стабилизации и узлы крепления к самолету-носителю, отличается тем, что она оснащена отделяемым хвостовым обтекателем и закрепленными на нем решетчатыми стабилизаторами, выполненными в виде цилиндрической панели, при этом хвостовой обтекатель выполнен с усеченной конической оболочкой, подкрепленной торцевыми шпангоутами, со стороны меньшего основания коническая оболочка замкнута сферическим сегментом, на большем торцевом шпангоуте размещены распадающиеся узлы крепления хвостового обтекателя к свободному торцу первой разгонной ступени, а на меньшем торцевом шпангоуте установлены узлы фиксации, поворота и крепления решетчатых стабилизаторов, на боковой поверхности конической оболочки имеются полости, совпадающие по форме и габаритам с решетчатыми стабилизаторами, в сложенном и зафиксированном состоянии каждый решетчатый стабилизатор размещен в своей полости и утоплен.The stated technical problem is solved in that a multi-stage space launch vehicle containing booster stages connected in series by connecting compartments and equipped with solid fuel propulsion systems, as well as a stabilization device and attachment points to the carrier aircraft, is characterized in that it is equipped with a detachable tail fairing and lattice stabilizers fixed on it, made in the form of a cylindrical panel, while the tail fairing is made with a truncated conic with a shell supported by end frames, the conical shell is closed by a spherical segment from the side of the smaller base, decaying attachments of the tail fairing to the free end of the first booster stage are located on the larger end frame, and fixation, rotation, and fastening to the trellised stabilizers are installed on the smaller end frame the lateral surface of the conical shell there are cavities that coincide in shape and dimensions with lattice stabilizers, in folded and fixed co oyanii each grid stabilizer disposed in its cavity and recessed.

Решению поставленной задачи способствуют частные существенные признаки изобретения.Partial essential features of the invention contribute to the solution of the problem.

Угол полраствора конической обечайки хвостового обтекателя составляет 15...20°.The half-angle of the conical shell of the tail fairing is 15 ... 20 °.

Радиус сферического сегмента хвостового обтекателя составляет 200...300 мм.The radius of the spherical segment of the tail fairing is 200 ... 300 mm.

Эффективная площадь решетчатых стабилизаторов составляет 2,5...3,5 м2.The effective area of lattice stabilizers is 2.5 ... 3.5 m 2 .

Заявляемый способ запуска многоступенчатой КРН и заявляемая многоступенчатая КРН объединены общим изобретательским замыслом, так в заявленном способе осуществляют запуск многоступенчатой КРН, при этом снижается стартовая масса КРН и обеспечивается стабилизация КРН на участке полета безопасного удаления от самолета-носителя до момента запуска двигательной установки 1-ой ступени.The inventive method of launching a multi-stage SCV and the claimed multi-stage SCC are united by a common inventive concept, so in the inventive method, the multi-stage SCC is launched, the starting mass of the SCC is reduced and stabilization of the SCC is ensured in the flight section of the safe distance from the carrier aircraft until the first engine is launched steps.

Конкретный пример осуществления способа запуска и конструкции КРН пояснен на Фиг.1-5.A specific example of the implementation of the launch method and the design of the SCC is explained in Fig.1-5.

На Фиг.1 изображен транспортно-эксплуатационный контейнер для ракеты-носителя.Figure 1 shows the transport and operational container for the launch vehicle.

На Фиг.2 изображен транспортно-эксплуатационный контейнер в сборе с ракетой-носителем без съемных отсеков транспортно-эксплуатационного контейнера.Figure 2 shows the transport and operational container assembly with a launch vehicle without removable compartments of the transport and operational container.

На Фиг.3 изображен самолет-носитель в сборе с КРН.Figure 3 shows the aircraft carrier assembly with SCC.

На Фиг.4 изображена многоступенчатая КРН со сбрасываемым хвостовым обтекателем и установленными на нем решетчатыми стабилизаторами в сложенном положении.Figure 4 shows a multi-stage SCC with a resettable tail fairing and mounted on it trellised stabilizers in the folded position.

На Фиг.5 изображена многоступенчатая КРН со сбрасываемым хвостовым обтекателем и установленными на нем решетчатыми стабилизаторами в раскрытом положении.Figure 5 shows a multi-stage SCC with a resettable tail fairing and mounted on it lattice stabilizers in the open position.

С использованием наземного технологического оборудования ракету-носитель, снаряженную топливом и пиросредствами, в транспортно-эксплуатационном контейнере, фиг.1, транспортируют с предприятия-изготовителя на базовый аэродром.Using ground-based technological equipment, a carrier rocket equipped with fuel and pyro means, in a transport and operational container, Fig. 1, is transported from the manufacturer to the base airfield.

Транспортно-эксплуатационный контейнер, фиг.1, выполнен в виде пенала цилиндрической формы и разделен двумя поперечными плоскостями разъема 1 на передний 2, средний 3 и задний 4 отсеки. Передний и задний отсеки выполнены в виде цилиндрического стакана с плоским дном и разделены плоскостью 5 продольного разъема с узлами крепления (узлы крепления на фигурах не показаны) на верхнюю и нижнюю половины, средний отсек также разделен плоскостью 5 продольного разъема с узлами крепления (узлы крепления на фигурах не показаны) на основание 6 и верхнюю панель 7.Transport and operational container, figure 1, is made in the form of a cylindrical pencil case and is divided by two transverse planes of the connector 1 into the front 2, middle 3 and rear 4 compartments. The front and rear compartments are made in the form of a cylindrical cup with a flat bottom and are separated by a plane 5 of the longitudinal connector with attachment points (attachment points not shown in the figures) into the upper and lower halves, the middle compartment is also divided by a plane 5 of the longitudinal connector with attachment points (attachment points on figures not shown) on the base 6 and the upper panel 7.

Механическую связь ракеты с самолетом-носителем осуществляют посредством двух поясов крепления, каждый из которых выполнен в виде бандажа, состоящего из двух полуколец (на фигурах не показаны). В стыках полуколец размещены пиротолкатели, с помощью которых половины поясов расталкиваются при их сбросе после отделения КРН от самолета. Передний пояс крепления оснащен съемными силовыми рамами. Силовые рамы соединяются с захватами на самолете. При наземной эксплуатации для размещения ракеты в транспортно-эксплуатационном контейнере силовые рамы снимаются (на фигурах не показаны).The mechanical connection of the rocket with the carrier aircraft is carried out by means of two fastening belts, each of which is made in the form of a bandage consisting of two half rings (not shown in the figures). Pyro-pushers are placed at the joints of the half rings, with the help of which half of the belts are pushed apart when they are reset after separation of the SCC from the aircraft. The front mounting belt is equipped with removable power frames. Power frames are connected to the grips on the plane. During ground operation, the power frames are removed (not shown in the figures) to place the rocket in the transport and operational container.

Комплект механической связи (на фигурах не показан) обеспечивает укладку КРН на ложементы транспортно-эксплуатационного контейнера, закрепление КРН в контейнере от осевого перемещения и скрутки в процессе транспортировки, проведение цеховых погрузо-разгрузочных работ с КРН, закрепление КРН к подвеске самолета и отделение элементов механической связи от КРН после отстыковки от самолета.A mechanical coupling kit (not shown in the figures) ensures that the KRC is placed on the lodges of the transport and operational container, the KRC is secured in the container from axial movement and twisting during transportation, workshop loading and unloading operations are carried out with the KRC, the KRC is fixed to the aircraft suspension and the mechanical elements are separated communications from SCC after undocking from the aircraft.

На базовом аэродроме транспортно-эксплуатационный контейнер с ракетой-носителем устанавливают и закрепляют на транспортно-монтажной тележке (на фигурах не показана). На транспортно-монтажной тележке КРН транспортируют в пределах технической зоны аэродрома и осуществляют работы, предшествующие подвеске КРН под самолет-носитель. Транспортирование транспортно-монтажной тележки с КРН под самолет производят после демонтажа съемных элементов транспортно-эксплуатационного контейнера: переднего и заднего отсеков, верхней панели среднего отсека, при этом КРН закреплена на основании 6, фиг.2, среднего отсека.At the base airfield, a transport and operational container with a launch vehicle is installed and fixed on a transport and assembly trolley (not shown in the figures). On the transport and assembly trolley, the KVN is transported within the technical zone of the airfield and the work preceding the KVN suspension under the carrier aircraft is carried out. Transportation of the transport and assembly trolley with SCC for the plane is carried out after dismantling the removable elements of the transport and operational container: the front and rear compartments, the upper panel of the middle compartment, while the SCC is fixed to the base 6, figure 2, the middle compartment.

При подвеске КРН к самолету транспортно-монтажная тележка вывешивается на домкратах (на фигурах не показано). После подвески КРН к самолету производится проверка надежности закрытия замков, КРН открепляется от фиксаторов транспортно-монтажной тележки и рама тележки опускается вниз для обеспечения вывешивания КРН на замках самолета (на фигурах не показано).When KRS is hung to an airplane, the transport and assembly trolley is hung on jacks (not shown in the figures). After the KRC is suspended from the aircraft, the reliability of the lock closure is checked, the KRC is unfastened from the locks of the transport and assembly trolley and the trolley frame is lowered to ensure that the KRC is hung on the airplane locks (not shown in the figures).

Самолет-носитель 8 с КРН 9 показан на фиг.3.Aircraft carrier 8 with SCC 9 is shown in Fig.3.

Для снижения аэродинамического сопротивления КРН на подвеске под самолетом КРН содержит хвостовой обтекатель 10, фиг.4, со сложенными решетчатыми стабилизаторами 11.To reduce the aerodynamic drag of the SCC on the suspension under the aircraft, the SCC contains a tail fairing 10, Fig. 4, with folded lattice stabilizers 11.

Для стабилизации движения КРН после отделения от самолета-носителя решетчатые стабилизаторы 11, фиг.5, принудительно раскрываются.To stabilize the movement of SCC after separation from the carrier aircraft, the lattice stabilizers 11, Fig. 5, are forced to open.

После подъема КРН самолетом-носителем на заданную высоту по команде на раскрытие замков самолета-носителя (на фигурах не показаны) одновременно раскрывают решетчатые стабилизаторы хвостового обтекателя и после расчетной паузы перед запуском двигательной установки 1-ой разгонной ступени КРН отделяют хвостовой обтекатель с решетчатыми стабилизаторами от КРН.After the SCV has been lifted by the carrier aircraft to a predetermined height by the command to open the locks of the carrier aircraft (not shown in the figures), the lattice stabilizers of the tail fairing are simultaneously opened and, after a calculated pause, before starting the engine installation of the 1st accelerating stage, the tail fairing with lattice stabilizers is separated from SCC.

Схемно-конструктивные решения по системе отделения КРН от самолета-носителя и стартовому участку КРН выбраны исходя из необходимости осуществления включения двигательной установки 1-ой ступени КРН на расстоянии более 60 м от самолета для обеспечения его безопасности (через ~5 с после отделения КРН). Статическая устойчивость КРН на неуправляемом участке полета после отделения от самолета до включения двигательной установки 1-ой ступени обеспечивается за счет раскрываемых решетчатых стабилизаторов, расположенных на хвостовом обтекателе КРН, сбрасываемом перед включением ее двигателя.Schematic design decisions on the system for separating SCC from the carrier aircraft and the launch pad of SCC are selected based on the need to turn on the 1st stage SCC propulsion system at a distance of more than 60 m from the plane to ensure its safety (~ 5 s after separation of SCC). The KVN static stability in an uncontrolled flight section after separation from the aircraft until the 1st stage propulsion system is turned on is ensured by the disclosed lattice stabilizers located on the KVN tail fairing discharged before turning on its engine.

Условия отделения КРН от СН:Conditions for the separation of SCC from CH:

- высота - 15...19 км;- height - 15 ... 19 km;

- скорость самолета - 550...630 м/с;- aircraft speed - 550 ... 630 m / s;

- поперечная перегрузка самолета в момент отделения - +2,4...+2,5.- transverse overload of the aircraft at the time of separation - +2.4 ... + 2.5.

Значительная поперечная перегрузка самолета позволяет без применения специальных устройств обеспечить безударное отделение КРН. Команда на раскрытие решетчатых стабилизаторов подается по факту разрыва механической связи КРН с самолетом.Significant transverse overload of the aircraft allows without the use of special devices to provide shock-free separation of SCV. The command to open the lattice stabilizers is given upon the rupture of the mechanical connection between the SCC and the aircraft.

В указанных условиях через 0,3 с после отделения КРН от самолета-носителя расстояние между ними превысит 1 м, что позволяет к этому времени завершить раскрытие решетчатых стабилизаторов. После раскрытия стабилизаторов КРН имеет положительный запас статической устойчивости и совершает слабозатухающие угловые колебания относительно центра масс. При минимально допустимом запасе статической устойчивости 7-8% эффективная площадь решетчатых стабилизаторов составит 2,8 - 3,0 м2. После отделения от самолета бортовая система управления КРН по текущим параметрам движения, исходя из условий отхода от самолета на требуемое расстояние и возможности последующего управления полетом, определяет момент сброса хвостового обтекателя и запуска двигательной установки 1-ой ступени КРН.Under these conditions, 0.3 s after separation of the SCC from the carrier aircraft, the distance between them will exceed 1 m, which allows by this time to complete the disclosure of trellised stabilizers. After the stabilizers are opened, the KRC has a positive margin of static stability and performs weakly damped angular oscillations relative to the center of mass. With a minimum allowable margin of static stability of 7-8%, the effective area of lattice stabilizers will be 2.8 - 3.0 m 2 . After separation from the aircraft, the on-board KRS control system according to the current parameters of movement, based on the conditions of departure from the aircraft to the required distance and the possibility of subsequent flight control, determines the moment of dumping the tail fairing and the start of the propulsion system of the 1st stage of KPH.

После отделения хвостового обтекателя от КРН производят запуск.After separation of the tail fairing from the SCC, a start is made.

Конкретный пример исполнения многоступенчатой космической ракеты-носителя пояснен на Фиг.1-5.A specific embodiment of a multi-stage space launch vehicle is explained in FIGS. 1-5.

Для реализации способа запуска многоступенчатой КРН с использованием самолета-носителя разработана космическая ракета-носитель, приведенная на фиг.4.To implement the method of launching multi-stage SCC using a carrier aircraft, a space launch vehicle has been developed, which is shown in FIG. 4.

Исходя из высокого значения потребной конечной скорости (-8000 м/с), необходимой для КРН, с учетом того, что часть этой скорости сообщается перед стартом ракете самолетом, для КРН выбрана схема с тремя маршевыми ступенями и апогейной ступенью 12, фиг.4, с двигательной установкой на твердом топливе 13.Based on the high value of the required final speed (-8000 m / s) required for the SCV, taking into account the fact that part of this speed is reported before the rocket starts by plane, a scheme with three marching stages and apogee stage 12 is selected for the SCC, Fig. 4, with a solid fuel propulsion system 13.

Для снижения аэродинамического сопротивления ракеты на подвеске под самолетом и придания ракете статической устойчивости на участке неуправляемого движения от момента ее отделения от самолета до запуска двигателя при удалении на безопасное расстояние от самолета, ракета содержит хвостовой обтекатель 10, фиг.4, со сложенными решетчатыми стабилизаторами 11, принудительно раскрываемыми после сброса КРН с самолета. Хвостовой обтекатель отделяется непосредственно перед запуском двигательной установки 1-ой ступени КРН (на фигурах не показано).To reduce the aerodynamic drag of the rocket on the suspension under the plane and to give the rocket static stability in the area of uncontrolled movement from the moment it is separated from the plane to start the engine when removed at a safe distance from the plane, the rocket contains a tail fairing 10, figure 4, with folded lattice stabilizers 11 forcibly disclosed after the discharge of SCC from the aircraft. The tail fairing is separated immediately before the start of the propulsion system of the 1st stage of the SRV (not shown in the figures).

Хвостовой обтекатель выполнен в виде усеченной конической оболочки, подкрепленной торцевыми шпангоутами. Со стороны меньшего основания коническая оболочка замкнута сферическим сегментом 14, фиг.4, на большем торцевом шпангоуте размещены распадающиеся узлы (на фигурах не показаны) крепления хвостового обтекателя 10 к свободному торцу первой разгонной ступени. На меньшем торцевом шпангоуте установлены узлы фиксации, поворота и крепления (на фигурах не показаны) решетчатых стабилизаторов 11. На боковой поверхности конической оболочки имеются полости 15, фиг.5, совпадающие по форме и габаритам с решетчатыми стабилизаторами 11. В сложенном и зафиксированном состоянии каждый решетчатый стабилизатор размещен в своей полости и утоплен.The tail fairing is made in the form of a truncated conical shell, supported by end frames. From the side of the smaller base, the conical shell is closed by a spherical segment 14, Fig. 4, decaying nodes (not shown) of the fastening of the tail fairing 10 to the free end of the first booster stage are placed on the larger end frame. On the smaller end frame, fixation, rotation and fastening nodes (not shown in the figures) of lattice stabilizers 11 are installed. On the side surface of the conical shell there are cavities 15, Fig. 5, matching the shape and dimensions of the lattice stabilizers 11. In the folded and fixed state, each the trellis stabilizer is placed in its cavity and recessed.

Таким образом, показано, что предлагаемый способ запуска многоступенчатой КРН с использованием самолета-носителя и разработанная конструкция многоступенчатой КРН позволяют уменьшить стартовую массу КРН и использовать преимущества самолета-носителя с техническими характеристиками истребителя-перехватчика четвертого поколения типа МиГ-31 при запуске ракеты-носителя.Thus, it has been shown that the proposed method for launching a multi-stage SCC using a carrier aircraft and the developed design of a multi-stage SCC can reduce the launch mass of the SCC and take advantage of the carrier aircraft with the technical characteristics of a fourth-generation fighter-interceptor of the MiG-31 type when launching a launch vehicle.

Claims (7)

1. Способ запуска многоступенчатой космической ракеты-носителя (КРН) с использованием самолета-носителя, состоящий в транспортировании КРН на стартовую позицию ракеты, подготовке КРН к запуску, подъеме КРН на заданную высоту самолетом-носителем, отделении КРН от самолета-носителя, стабилизации КРН и запуске двигательной установки первой разгонной ступени, отличающийся тем, что КРН оснащают отделяемым хвостовым обтекателем и закрепленными на нем сложенными решетчатыми стабилизаторами и транспортируют в сборе на стартовую позицию с помощью транспортно-эксплуатационного контейнера, перегружают краном транспортно-эксплуатационный контейнер с КРН на транспортно-монтажную тележку, снимают съемные отсеки транспортно-эксплуатационного контейнера и транспортируют КРН к самолету-носителю, осуществляют крепление КРН к самолету-носителю на замках самолета-носителя, а после подъема КРН самолетом-носителем на заданную высоту по команде на раскрытие замков самолета-носителя одновременно раскрывают решетчатые стабилизаторы хвостового обтекателя и после расчетной паузы перед отделением КРН от самолета-носителя отделяют хвостовой обтекатель с решетчатыми стабилизаторами от КРН.1. The method of launching a multi-stage space launch vehicle (SCV) using a launch vehicle, which consists in transporting the SCC to the launch position of the rocket, preparing the SCC for launch, lifting the SCC to a predetermined height by the carrier plane, separating the SCC from the carrier aircraft, stabilizing the SCC and the start of the propulsion system of the first booster stage, characterized in that the SCC is equipped with a detachable tail fairing and folded lattice stabilizers fixed to it and transported assembly to the starting position with transport and operational container, crane overload the transport and operational container from the SRV to the transport and assembly trolley, remove the removable compartments of the transport and operational container and transport the SRV to the carrier aircraft, fasten the SRC to the carrier aircraft on the locks of the carrier aircraft, and after lifting the SCC by the carrier aircraft to a predetermined height by the command to open the locks of the carrier aircraft simultaneously open the lattice stabilizers of the tail fairing and after the calculated pause d by separating the SCC from the carrier aircraft, the tail fairing with trellised stabilizers is separated from the SCC. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что запуск двигательной установки первой ступени осуществляют по истечении расчетной паузы 5-6 с после отделения КРН от самолета-носителя.2. The method according to claim 1, characterized in that the start of the first-stage propulsion system is carried out after a calculated pause of 5-6 s after separation of the SCC from the carrier aircraft. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что отделяют КРН от самолета-носителя при кабрировании самолета на высоте 15-19 км, при этом удерживают скорость самолета 550-630 м/с и угол кабрирования 20-40°.3. The method according to claim 1, characterized in that the SCC is separated from the carrier aircraft when the aircraft is being cabrated at an altitude of 15-19 km, while the aircraft is held at a speed of 550-630 m / s and a pitch angle of 20-40 °. 4. Многоступенчатая космическая ракета-носитель, содержащая разгонные ступени, связанные последовательно посредством соединительных отсеков и снабженные двигательными установками на твердом топливе, а также устройство стабилизации и узлы крепления к самолету-носителю, отличающаяся тем, что она оснащена отделяемым хвостовым обтекателем и закрепленными на нем решетчатыми стабилизаторами, выполненными в виде цилиндрической панели, при этом хвостовой обтекатель выполнен с усеченной конической оболочкой, подкрепленной торцевыми шпангоутами, со стороны меньшего основания коническая оболочка замкнута сферическим сегментом, на большем торцевом шпангоуте размещены распадающиеся узлы крепления хвостового обтекателя к свободному торцу первой разгонной ступени, а на меньшем торцевом шпангоуте установлены узлы фиксации, поворота и крепления решетчатых стабилизаторов, на боковой поверхности конической оболочки имеются полости, совпадающие по форме и габаритам с решетчатыми стабилизаторами, в сложенном и зафиксированном состоянии каждый решетчатый стабилизатор размещен в своей полости и утоплен.4. A multistage space launch vehicle containing booster stages connected in series by connecting compartments and equipped with solid-fuel propulsion systems, as well as a stabilization device and attachment points to the carrier aircraft, characterized in that it is equipped with a detachable tail fairing and mounted on it lattice stabilizers made in the form of a cylindrical panel, while the tail fairing is made with a truncated conical shell, reinforced by end frames By the way, from the side of the smaller base the conical shell is closed by a spherical segment, on the larger end frame there are decaying attachments of the tail fairing to the free end of the first booster stage, and on the smaller end frame there are fixation, rotation and fastening units of the grating stabilizers, on the side surface of the conical shell cavities matching in shape and dimensions with trellised stabilizers, in the folded and fixed state, each trellised stabilizer is accommodated in its cavity and drowned. 5. Ракета-носитель по п.4, отличающаяся тем, что угол полраствора конической обечайки хвостового обтекателя составляет 15-20.5. The launch vehicle according to claim 4, characterized in that the half-angle of the conical shell of the tail fairing is 15-20. 6. Ракета-носитель по п.4, отличающаяся тем, что радиус сферического сегмента хвостового обтекателя составляет 200-300 мм.6. The launch vehicle according to claim 4, characterized in that the radius of the spherical segment of the tail fairing is 200-300 mm 7. Ракета-носитель по п.4, отличающаяся тем, что эффективная площадь решетчатых стабилизаторов составляет 2,5-3,5 м.7. The launch vehicle according to claim 4, characterized in that the effective area of trellised stabilizers is 2.5-3.5 m
RU2005127794/11A 2005-09-06 2005-09-06 Method of launching multi-stage space launch vehicle by means of carrier-aircraft and multi-stage space launch vehicle for realization of this method RU2265559C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005127794/11A RU2265559C1 (en) 2005-09-06 2005-09-06 Method of launching multi-stage space launch vehicle by means of carrier-aircraft and multi-stage space launch vehicle for realization of this method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005127794/11A RU2265559C1 (en) 2005-09-06 2005-09-06 Method of launching multi-stage space launch vehicle by means of carrier-aircraft and multi-stage space launch vehicle for realization of this method

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2265559C1 true RU2265559C1 (en) 2005-12-10

Family

ID=35868666

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2005127794/11A RU2265559C1 (en) 2005-09-06 2005-09-06 Method of launching multi-stage space launch vehicle by means of carrier-aircraft and multi-stage space launch vehicle for realization of this method

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2265559C1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2595742C1 (en) * 2015-04-23 2016-08-27 Акционерное общество "Государственный ракетный центр имени академика В.П. Макеева" Method of landing space rocket during launch of carrier aircraft and aircraft launching apparatus
RU2652027C1 (en) * 2017-03-10 2018-04-24 Николай Евгеньевич Староверов Air-fired missile
CN110775301A (en) * 2019-12-04 2020-02-11 哈尔滨工业大学 Aircraft with high rail-entering efficiency and strong maneuvering capability and rail-entering method thereof
CN117685830A (en) * 2023-12-21 2024-03-12 东方空间(江苏)航天动力有限公司 Binding type solid rocket assembly method and binding type solid rocket

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2595742C1 (en) * 2015-04-23 2016-08-27 Акционерное общество "Государственный ракетный центр имени академика В.П. Макеева" Method of landing space rocket during launch of carrier aircraft and aircraft launching apparatus
RU2652027C1 (en) * 2017-03-10 2018-04-24 Николай Евгеньевич Староверов Air-fired missile
CN110775301A (en) * 2019-12-04 2020-02-11 哈尔滨工业大学 Aircraft with high rail-entering efficiency and strong maneuvering capability and rail-entering method thereof
CN117685830A (en) * 2023-12-21 2024-03-12 东方空间(江苏)航天动力有限公司 Binding type solid rocket assembly method and binding type solid rocket

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2647220B2 (en) Booster vehicles for orbital flight, superorbital flight and low-orbital flight, rocket-propelled, aerial deployed and boosted lift
JP4169132B2 (en) Device for launching payload into low earth orbit
US5217187A (en) Multi-use launch system
US4834324A (en) Multiconfiguration reusable space transportation system
US11649070B2 (en) Earth to orbit transportation system
US6450452B1 (en) Fly back booster
US3929306A (en) Space vehicle system
US20090140100A1 (en) Reusable orbital vehicle with interchangeable cargo modules
US6817580B2 (en) System and method for return and landing of launch vehicle booster stage
US20110198434A1 (en) Aero-assisted pre-stage for ballistic rockets and aero-assisted flight vehicles
RU2265560C1 (en) Multi-stage space launch vehicle
RU2265559C1 (en) Method of launching multi-stage space launch vehicle by means of carrier-aircraft and multi-stage space launch vehicle for realization of this method
Sippel et al. A viable and sustainable European path into space–for cargo and astronauts
US20050045772A1 (en) Reusable launch system
US11801947B2 (en) Methods and system for horizontal launch of aerospace vehicle
CN217716156U (en) Conical top cover pull type recovery suborbital carrier rocket
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
RU2035358C1 (en) Recoverable launch vehicle and multiple configurration transportatioon system
RU2787063C1 (en) Reusable modular transatmospheric vehicle
EP3774547B1 (en) Center of gravity propulsion space launch vehicles
RU2636447C2 (en) Aircraft rocket launch site formed on basis of space-mission vehicle adapted from topol-m icbm and carrier aircraft il-76mf for insertion of small spacecrafts into final orbits by inserting smv from aircraft using combined transport-launching platform and lifting-stabilizing parachute
Sivolella The Untold Stories of the Space Shuttle Program: Unfulfilled Dreams and Missions that Never Flew
KR20210001308U (en) Rocket Booster Recovery Device
Adinaro et al. Space Shuttle 2 Advanced Space Transportation System. Volume 1: Executive Summary
Osadchenko Application of Conversion ICBM as Means of Small Satellites Launch

Legal Events

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

Effective date: 20070907