RU2317921C1

RU2317921C1 - Aircraft missile complex

Info

Publication number: RU2317921C1
Application number: RU2006114565/11A
Authority: RU
Inventors: В чеслав Андреевич Данилкин (RU); Вячеслав Андреевич Данилкин; рь Владимир Григорьевич Дегт (RU); Владимир Григорьевич Дегтярь; Валерий Васильевич Сабуренко (RU); Валерий Васильевич Сабуренко; Лариса Витальевна Шевалдина (RU); Лариса Витальевна Шевалдина
Priority date: 2006-04-27
Filing date: 2006-04-27
Publication date: 2008-02-27

Abstract

FIELD: aeronautical and space engineering; aircraft missile complexes with heavy ballistic missiles (more than 100 tons in mass) equipped with liquid-propellant engines and launched in air for injection of spacecraft into orbits.

SUBSTANCE: aircraft missile complex includes aircraft, launch vehicle, device for mating the launch vehicle with aircraft used as towing vehicles, systems ensuring their proper functioning and ground transportation and acceleration platform equipped with acceleration engines. Mounted additionally on launch vehicle body are fairing with wing mounted on it and nose and tail fairings. Tail fairing is provided with stabilizer and vertical tail unit. Fairings may be separated from launch vehicle. Area of launch vehicle wing may be changed after aircraft takeoff due to separation of parts of wings which are secured separately; they are equidimensional in pairs and are symmetrical relative to wing longitudinal axis; they are separated with the aid of detonating elongated charges located over perimeter of profiles of separable parts of wing.

EFFECT: increased flight range and altitude due to reduced mass and drag of wing; increased mass of spacecraft injected into orbits.

3 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области авиационной ракетно-космической техники. Оно может быть использовано в авиационных ракетных комплексах (АРК) космического назначения преимущественно с тяжелыми баллистическими ракетами (массой 100 т и более), оснащенными, например, жидкостными ракетными двигателями (ЖРД) и запускаемыми в воздухе с целью выведения космических аппаратов (КА), например, ИСЗ на орбиты.The invention relates to the field of aerospace rocket and space technology. It can be used in aeronautical missile complexes (ARC) for space purposes, mainly with heavy ballistic missiles (weighing 100 tons or more), equipped with, for example, liquid rocket engines (LRE) and launched in the air to launch spacecraft (SC), for example , Satellite in orbit.

Известен аналог АРК с ракетой-носителем воздушного запуска, буксируемой несколькими самолетами, представленный в описании патента РФ №2130879 (1999 г.). Указанный аналог как наиболее близкий по технической сути принят за прототип.A known analogue of the ARC with an air launch launcher towed by several aircraft is presented in the description of RF patent No. 2130879 (1999). The specified analogue as the closest in technical essence adopted as a prototype.

Недостатками прототипа являются в том числе:The disadvantages of the prototype are including:

- малая эффективность использования технических возможностей самолетов, например, по дальности доставки РН в точку ее пуска, обусловленной повышенным лобовым сопротивлением крыла РН при буксировке ее самолетом в точку запуска;- low efficiency of using the technical capabilities of aircraft, for example, in the range of launch vehicle delivery to its launch point, due to the increased frontal resistance of the launch vehicle wing when towing it by aircraft to the launch point;

- сложность управления самолетом-буксировщиком и РН, оснащенной крылом, за счет избыточной подъемной силы, создаваемой крылом РН.- the difficulty of controlling the towing aircraft and the LV equipped with a wing due to the excess lift generated by the LV wing.

Задачами, на решение которых направлена настоящая заявка на изобретение, в том числе являются:The tasks to which this application for an invention is directed, including the following:

- повышение эффективности использования технических возможностей самолета и комплекса в целом;- increasing the efficiency of using the technical capabilities of the aircraft and the complex as a whole;

- повышение безопасности экипажа самолетов при полете в точку пуска РН.- improving the safety of the aircraft crew during flight to the launch point of the launch vehicle.

Это достигается в том числе за счет:This is achieved, among other things, by:

- выполнения крыла РН с изменяемой площадью при его буксировке самолетами до точки пуска;- execution of the LV wing with a variable area when it is towed by aircraft to the launch point;

- уменьшения лобового сопротивления и избыточной подъемной силы, создаваемых крылом РН, при ее буксировке до точки запуска;- reducing drag and excess lift generated by the launch vehicle wing when towing it to the launch point;

- возможности увеличения дальности и высоты полета самолетов с буксируемой РН за счет уменьшения веса и лобового сопротивления ее крыла и, как следствие этого, увеличения выводимой на орбиты массы космических аппаратов;- the possibility of increasing the range and flight altitude of aircraft with a towed launch vehicle by reducing the weight and drag of its wing and, as a consequence, increasing the mass of spacecraft launched into orbits;

- применения наземной транспортно-разгонной платформы (ТРП).- application of the ground transportation and booster platform (TRP).

Сущность изобретения поясняется фиг.1-3, на которых показан общий вид размещения РН на наземной транспортно-разгонной платформе и ее сопряжения с самолетами, выполняющими функции самолетов-буксировщиков РН.The invention is illustrated figure 1-3, which shows a General view of the placement of the launch vehicle on the ground transport and booster platform and its interface with aircraft that perform the functions of aircraft-towing vehicles.

РН 1 с дополнительно смонтированными на ее корпусе 2 обтекателем 3, на котором смонтировано крыло 4 с элеронами 5, обтекателями передним (носовым) 6 и хвостовым 7, размещена на наземной ТРП 8. Крыло 4 через его центроплан 9 закреплено на корпусе 2 РН 1, трос-фал 10 сопряжен с центропланом 9 крыла 4 РН 1 и самолетом 11. Самолеты 11 и 12 сопряжены между собой с помощью троса-фала (ТФ) 13, выполняют функции самолетов-буксировщиков.RN 1 with additional fairing 3 mounted on its body 2, on which a wing 4 with ailerons 5, front (nose) 6 and tail 7 fairings is mounted, is located on the ground TRP 8. The wing 4 is mounted on the body 2 of the PH 1 through its center section 9, the rope-10 is interfaced with the center wing 9 of the wing 4 of the PH 1 and the airplane 11. Aircraft 11 and 12 are interconnected with the help of the rope-rope (TF) 13, they act as towing aircraft.

Передний обтекатель 6 и хвостовой обтекатель 7 смонтированы на передней и хвостовой частях РН 1 соответственно. На хвостовом обтекателе 7 смонтированы стабилизирующие поверхности, образующие управляемые стабилизатор 14 и вертикальное хвостовое оперение 15. При этом обтекатели 3, 6, 7 выполнены с возможностью отделения их от корпуса 2 РН 1, например, с использованием детонирующих удлиненных зарядов или пирозамков, смонтированных на этих обтекателях, для разрушения силовых связей их с корпусом 2 РН 1 (на чертеже не показано). Крыло 4 снабжено элеронами 5, стабилизатор 14 - рулями высоты, а оперение 15 - рулями направления. В крыле 4 и его центроплане 9, в обтекателях 4, 6, 7 при необходимости могут быть выполнены полости под размещение элементов систем управления РН1, крыла 4, стабилизатора 14, например, вертикального хвостового оперения 15, других систем, обеспечивающих функционирование АРК, например электроснабжения (на чертеже не показаны).The front fairing 6 and the tail fairing 7 are mounted on the front and tail parts of the pH 1, respectively. Stabilizing surfaces are mounted on the tail fairing 7, forming a controlled stabilizer 14 and a vertical tail unit 15. Moreover, the fairings 3, 6, 7 are made with the possibility of separating them from the body 2 of the PH 1, for example, using detonating elongated charges or pyro locks mounted on these fairings, for the destruction of their power connections with the housing 2 PH 1 (not shown). The wing 4 is equipped with ailerons 5, the stabilizer 14 - elevators, and the tail 15 - rudders. In the wing 4 and its center section 9, in the fairings 4, 6, 7, if necessary, cavities can be made for placing control elements of the PH1, wing 4, stabilizer 14, for example, vertical tail unit 15, other systems that ensure the functioning of the ARC, for example, power supply (not shown in the drawing).

К центральной части крыла 4, к зоне Б, в которой установлены элероны 5, прикреплены несущие части крыла 4, например шесть штук попарно равновеликих и симметрично расположенных относительно продольной оси крыла 4. Это две части 16 являются консолями крыла 4, две части 17 являются центральными для правого и левого крыльев, две части 18, примыкают к зоне А крыла 4.Bearing parts of wing 4 are attached to the central part of the wing 4, to zone B, in which the ailerons 5 are mounted, for example, six pieces are pairwise equal and symmetrically located relative to the longitudinal axis of the wing 4. These two parts 16 are the consoles of the wing 4, two parts 17 are central for the right and left wings, two parts 18 are adjacent to zone A of wing 4.

Части 16, 17, 18 отделяются после взлета самолетов 11, 12 при буксировке РН 1. Этим достигается регулирование величин подъемной силы крыла 4 и уменьшение лобового сопротивления буксируемой РН 1.Parts 16, 17, 18 are separated after take-off of aircraft 11, 12 when towing the launch vehicle 1. This ensures the regulation of the lifting force of the wing 4 and the reduction of drag from the towed launch vehicle 1.

Отделение частей 16, 17, 18 от крыла 4 производится по команде от системы управления РН 1 последовательно попарно: сначала две части 16, потом две части 17 и две части 18, например, с использованием удлиненных детонирующих зарядов, размещенных по периметрам профилей частей 16, 17, 18 крыла 4 (на чертеже не показаны).The separation of parts 16, 17, 18 from the wing 4 is carried out on command from the control system of the PH 1 sequentially in pairs: first two parts 16, then two parts 17 and two parts 18, for example, using elongated detonating charges placed around the perimeters of the profiles of parts 16, 17, 18 of wing 4 (not shown in the drawing).

Тросы-фалы 10, 13, самолет 11, центроплан 9 крыла 4, обтекатель 3 крыла 4 образуют устройство сопряжения РН1 с самолетом-буксировщиком 12.The halyard cables 10, 13, the plane 11, the center wing 9 of the wing 4, the fairing 3 of the wing 4 form a device for pairing PH1 with the towing aircraft 12.

Эта система, включающая ракету-носитель 1, крыло 4 и другие вышеупомянутые элементы, функционирует следующим образом.This system, including the launch vehicle 1, wing 4 and other above-mentioned elements, operates as follows.

Перед запуском космического аппарата ТРП 8 подается на техническую позицию авиационного ракетного комплекса, где на нее производится погрузка снаряженной ракеты-носителя 1, например, незаправленной компонентами топлива со смонтированными на ней вышеупомянутыми элементами.Before launching the spacecraft, the TRP 8 is fed to the technical position of the aviation missile complex, where it is loaded with an equipped launch vehicle 1, for example, ungrounded fuel components with the aforementioned elements mounted on it.

После погрузки снаряженной РН 1 на ТРП 8 производятся заправка РН 1 топливом и проверки ее систем, а также систем ТРП 8 на функционирование.After loading the equipped RN 1 to the TRP 8, the PH 1 is refueled and its systems, as well as the TRP 8 systems are checked for operation.

После завершения всех работ по подготовке авиационного ракетного комплекса к запуску космического аппарата снаряженная ТРП 8 буксируется на взлетно-посадочную полосу (ВПП) 19 в точку начала движения ТРП 8 при взлете самолетов 11, 12 на пуск РН 1, где производится сопряжение самолета 11 с центропланом 9 крыла 4 РН 1 с помощью троса-фала (ТФ) 10 и сопряжения самолета 11 с помощью ТФ 13 с самолетом 12. В результате чего самолеты 11, 12 и ТРП 8 приведены в стартовое положение на ВПП 19.After completing all the work on preparing the aircraft missile system for launching the spacecraft, the equipped TRP 8 is towed to the runway 19 to the starting point of the TRP 8 when takeoff aircraft 11, 12 to launch PH 1, where aircraft 11 are connected to the center section 9 of wing 4 of PH 1 using a cable-rope (TF) 10 and pairing of aircraft 11 using TF 13 with aircraft 12. As a result, aircraft 11, 12 and TRP 8 are brought to the starting position on runway 19.

Функционирование комплекса производится в следующей последовательности.The functioning of the complex is carried out in the following sequence.

По команде от системы управления АРК на вылет в район пуска РН 1 одновременно на самолетах 11, 12 и ТРП 8 запускаются двигатели (для разгона ТРП 8 на ней установлены двигатели 20). Тяги двигателей самолетов 11, 12 и ТРП 8 обеспечивают равные ускорения при движении их по ВПП 19.On command from the ARC control system, engines are launched simultaneously on aircraft 11, 12 and TRP 8 to take off to the launch site of PH 1 (engines 20 are installed on it to accelerate TRP 8). The thrusts of the engines of aircraft 11, 12 and TRP 8 provide equal acceleration when moving along the runway 19.

По достижении заданных уровней тяг двигателей самолетов-буксировщиков 11, 12 и ТРП 8 подается команда на взлет (начало движения их по ВПП 19).Upon reaching the specified levels of thrust of the engines of aircraft towing aircraft 11, 12 and TRP 8, a take-off command is issued (the start of their movement along runway 19).

При этом обеспечиваются уровни тяг двигателей самолетов 11, 12 и ТРП 8, исключающие провисания тросов-фалов 10, 13 до недопустимых уровней.At the same time, the thrust levels of the engines of aircraft 11, 12 and TRP 8 are provided, excluding the sagging of the halyard cables 10, 13 to unacceptable levels.

При движении самолетов 11, 12 и ТРП 8 по ВПП 19 на самолеты 11, 12 и снаряженную ракету-носитель 1 действуют подъемные силы, которые обеспечивают отрыв самолетов 11, 12 от ВПП 19 и снаряженной РН 1 от ТРП 8 при достижении заданной скорости движения (~280-300 км/час).When aircraft 11, 12 and TRP 8 move along runway 19, lifting forces act on planes 11, 12 and curb launcher 1, which ensure separation of planes 11, 12 from runway 19 and curb launch vehicle 1 from TRP 8 when the specified speed is reached ( ~ 280-300 km / h).

При отрыве самолетов 11, 12 от ВПП 19 одновременно от ТРП 8 производится отделение снаряженной РН 1 по команде от системы управления РН 1 (ТРП 8) и начало полета самолетов 11, 12 в район пуска РН 1.When aircraft 11, 12 are separated from runway 19 at the same time from TRP 8, the equipped RN 1 is separated by command from the RN 1 control system (TRP 8) and the flight of 11, 12 aircraft begins to the launch area of RN 1.

При этом в процессе полета самолетов 11, 12 с РН 1 до района пуска производится регулирование величин подъемной силы и лобового сопротивления крыла 4 путем отделения от него частей 16, 17, 18 по командам от системы у правления РН1.At the same time, during the flight of aircraft 11, 12 from PH 1 to the launch area, the lifting force and drag of the wing 4 are regulated by separating parts 16, 17, 18 from it by commands from the system at the control of PH1.

По прибытии самолетов 11, 12 в район пуска самолеты 11, 12 и снаряженная РН 1 занимают заданные расчетные положения в пространстве по высоте, направлению и скорости полета, угловым параметрам (крен, тангаж, курс), обеспечивающие запуск РН 1.Upon the arrival of aircraft 11, 12 to the launch area, aircraft 11, 12 and equipped PH 1 occupy the specified design positions in space in height, direction and speed, angular parameters (roll, pitch, course), ensuring launch PH 1.

По команде от системы управления АРК на пуск РН 1 производятся подачи команд на запуск двигателя I ступени РН 1, отделение обтекателей 3, 6, 7 от корпуса РН 1, например, с помощью задействования пирозамков и детонирующих шнуров, размещенных на указанных отделяемых элементах (на чертеже не показано) для разрушения их силовых связей с РН 1.On command from the ARC control system to launch the launch vehicle 1, commands are issued to start the engine of the first stage of the launch vehicle 1, the separation of the cowls 3, 6, 7 from the housing of the launch vehicle 1, for example, by using pyro locks and detonating cords placed on these detachable elements (on the drawing is not shown) for the destruction of their power relations with the pH 1.

После отделения от корпуса РН 1 всех смонтированных на ней вышеупомянутых частей и запуска двигателя I ступени производится ее полет по заданной программе и выведение космического аппарата на заданную орбиту.After separation from the body of the launch vehicle 1 of all the above-mentioned parts mounted on it and starting the engine of the first stage, it is flown according to a given program and the spacecraft is put into a given orbit.

Таким образом, представленный выше технический облик АРК с новыми отличительными признаками в сравнении с прототипом в том числе позволяет:Thus, the above technical appearance of the ARC with new distinctive features in comparison with the prototype including allows you to:

- при меньших финансовых затратах и сроках, необходимых на создание АРК, увеличить его эффективность, в том числе увеличить выводимые на орбиты массы КА или высоты их орбит, расширить районы пусков ракет относительно места базирования АРК;- at lower financial costs and time required for the creation of the ARC, to increase its effectiveness, including to increase the masses of the spacecraft launched into orbits or the altitudes of their orbits, to expand the launch areas of the rockets relative to the location of the ARC;

- повысить безопасность, надежность и упростить эксплуатацию АРК;- increase safety, reliability and simplify the operation of the ARC;

- упростить состав систем АРК и технологию его создания;- simplify the composition of the ARC systems and the technology of its creation;

- уменьшить технические, экономические и другие риски при создании АРК и его эксплуатации.- reduce technical, economic and other risks during the creation of the ARC and its operation.

Предложенное в изобретении техническое решение открывает перспективное направление разработки АРК.The technical solution proposed in the invention opens up a promising direction for the development of the ARC.

Claims

1. Aviation missile system, including airplanes, an air launch vehicle, a device for interfacing a launch vehicle with airplanes that perform the functions of a launch vehicle tow, systems that ensure their operation, characterized in that it contains a ground transport and booster platform equipped with engines, on which the launch vehicle is mounted, a fairing additionally mounted on the launch vehicle body, on which a wing with a center wing, equipped with ailerons, is mounted, nose and hv cowls a skeleton on which stabilizing surfaces are mounted, forming a controlled stabilizer and, for example, a vertical tail unit, while all fairings are made with the possibility of separation from the body of the launch vehicle, the first and second planes are sequentially paired with the first halyard cable, while the second plane with the help of the second hitch rope, it is interfaced with the wing center wing mounted on a fairing mounted on the carrier rocket body, while both the hitch rope and the second aircraft together with the wing, the center wing ohms of the wing and its fairing form a device for interfacing the launch rocket with the towing aircraft, and the wing of the launch rocket is configured to change its area, to the central part of which are attached individual load-bearing parts of the wing, pairwise equal and symmetrically located relative to the longitudinal axis of the wing, interconnected with the possibility of separating them, for example, using detonating elongated charges placed along the perimeter of the profiles of the separated wing bearing parts.

2. The aviation missile system according to claim 1, characterized in that in the cavities mounted on the carrier rocket of the nose and tail fairings, the fairing of the wing and its center section there are elements of the control systems of the launch vehicle, wing, stabilizing surfaces and their power supply, for example, electric accumulators .

3. The aviation missile system according to claim 1, characterized in that the ground transport and booster platform is equipped with a control system.