RU2355607C1 - Rocket-carrier ascent unit - Google Patents
Rocket-carrier ascent unit Download PDFInfo
- Publication number
- RU2355607C1 RU2355607C1 RU2007129615/11A RU2007129615A RU2355607C1 RU 2355607 C1 RU2355607 C1 RU 2355607C1 RU 2007129615/11 A RU2007129615/11 A RU 2007129615/11A RU 2007129615 A RU2007129615 A RU 2007129615A RU 2355607 C1 RU2355607 C1 RU 2355607C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- insulation
- fairing
- drainage holes
- evti
- acting
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Laminated Bodies (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к ракетно-космической технике и может быть использовано при проектировании и создании космической головной части (КГЧ) в составе с космическим аппаратом (КА), снабженным экранно-вакуумной тепловой изоляцией (ЭВТИ) и выводимым ракетой-носителем (РН) в космическое пространство.The invention relates to rocket and space technology and can be used in the design and creation of a space head part (KCH) as a part of a spacecraft (KA) equipped with a screen-vacuum thermal insulation (EVTI) and a launch vehicle (RN) into outer space .
Изобретение предназначено для защиты обтекателя КГЧ, корпуса КА, его элементов, систем и агрегатов, размещенных в КА, от аэродинамического и теплового воздействия окружающей среды.The invention is intended to protect the fairing KGCH, the spacecraft body, its elements, systems and assemblies located in the spacecraft, from the aerodynamic and thermal effects of the environment.
Известны и широко применяются в ракетостроении устройства для защиты топливной емкости с криогенным топливом и ее трубопроводов, содержащие защитную оболочку от воздействия окружающей среды [1], [2]. На поверхности топливных емкостей для уменьшения потерь из-за испарения криогенного топлива устанавливают ЭВТИ [3].Known and widely used in rocket science are devices for protecting a fuel tank with cryogenic fuel and its pipelines, containing a protective shell from environmental influences [1], [2]. On the surface of the fuel tanks to reduce losses due to evaporation of cryogenic fuel install EVTI [3].
ЭВТИ, обладая высокими теплоизоляционными свойствами, представляет собой пакет, состоящий из последовательно расположенных межслойных экранов с минимальной степенью черноты, термически изолированных друг от друга разделительными прокладками. Отражательные экраны ограничивают большую часть притока тепла за счет излучения, а разделительные прокладки уменьшают теплопроводность между соседними экранами.EVTI, having high thermal insulation properties, is a package consisting of successively arranged interlayer screens with a minimum degree of blackness, thermally insulated from each other by spacer strips. Reflective shields limit most of the heat flux due to radiation, and dividing shields reduce thermal conductivity between adjacent shields.
Эффективность такой изоляции, кроме свойств материалов экранов и прокладок, определяется величиной давления в теплоизоляционном слое, а также технологией ее изготовления и монтажа на элементы (топливные баки, космические аппараты) ракетно-космической системы (РКС). Причем для штатного функционирования ЭВТИ требуется создание глубокого вакуума (до 10-4 мм рт.ст.), так как при его уменьшении резко возрастает коэффициент теплопроводности [4].The effectiveness of such insulation, in addition to the properties of the materials of the screens and gaskets, is determined by the pressure in the heat-insulating layer, as well as the technology of its manufacture and installation on the elements (fuel tanks, spacecraft) of the rocket-space system (CS). Moreover, for the regular functioning of the EVTI requires the creation of a deep vacuum (up to 10 -4 mm Hg), since when it decreases, the thermal conductivity increases sharply [4].
По техническому решению [1] ЭВТИ устанавливают на топливную емкость с криогенным топливом, предназначенную для длительного хранения криогенного топлива и его заправки в баки РН. При этом топливная емкость с ЭВТИ заключена в кожух (тепловую оболочку), установленный с зазором с топливным баком, образующим замкнутую герметичную теплоизоляционную полость между топливной емкостью и кожухом. Для вакуумирования этой полости до заданного остаточного давления предусмотрена соответствующая вакуумная оснастка и контроль давления в полости, что существенно усложняет конструкцию этого устройства, функционально предназначенного для эксплуатации его в наземных условиях.According to the technical solution [1], EVTI is installed on a fuel tank with cryogenic fuel, intended for long-term storage of cryogenic fuel and its refueling in LV tanks. In this case, the fuel tank with EVTI is enclosed in a casing (thermal shell) installed with a gap with the fuel tank forming a closed sealed heat-insulating cavity between the fuel tank and the casing. To evacuate this cavity to a predetermined residual pressure, a corresponding vacuum tooling and pressure control in the cavity are provided, which significantly complicates the design of this device, which is functionally designed to operate it in ground conditions.
По техническому решению [2] ЭВТИ устанавливают на топливную магистраль, также заключенную в кожух с образованием теплоизоляционной полости, вакуумированной до заданного остаточного давления и также предназначенной для эксплуатации магистрали в наземных условиях.According to the technical solution [2], the EVTI is installed on the fuel line, also enclosed in a casing with the formation of a heat-insulating cavity, evacuated to a predetermined residual pressure and also intended for operation of the line in ground conditions.
Известна также и широко применяется в ракетостроении КГЧ РН, содержащая сбрасываемый обтекатель, КА, выполненный в виде космического корабля (КК). КК выполняют в транспортно-грузовом ("Прогресс") [5] и пилотируемом ("Союз") [6] вариантах.It is also known and widely used in rocket science KGH RN, containing a dumped fairing, spacecraft, made in the form of a spacecraft (SC). QC is performed in the freight and cargo ("Progress") [5] and manned ("Soyuz") [6] options.
Обтекатель КГЧ предназначен для защиты КК "Союз" и КК "Прогресс" от силового и теплового воздействия аэродинамического потока.KGCh fairing is designed to protect the Soyuz spacecraft and the Progress spacecraft from the force and heat of the aerodynamic flow.
КК "Союз" и "Прогресс" состоят из системы взаимосвязанных отсеков каркасной и ферменной конструкции, на поверхности которых установлена ЭВТИ, предназначенная для тепловой защиты оболочки отсеков, систем и агрегатов КК от теплового воздействия аэродинамического потока на активном участке полета РН, а также при функционировании КК в автономном полете в условиях длительного пребывания в космическом пространстве.The Soyuz and Progress spacecraft consist of a system of interconnected frame and truss compartments, on the surface of which an EVTI is installed, designed to heat protect the shell of the compartments, systems and units of the spacecraft from the thermal effects of the aerodynamic flow on the active part of the LV flight, as well as during operation Spacecraft in autonomous flight under conditions of prolonged stay in outer space.
К недостаткам этих технических решений следует отнести повышенные аэродинамические нагрузки, действующие на ЭВТИ КК, и возможность ее повреждения в процессе вывода КК в космическое пространство. Как показал визуальный осмотр поверхности КК "Союз" в космическом пространстве, ЭВТИ имеет локальные "вздутия" и даже отслоение ее отдельных элементов. Тем самым понижается надежность эксплуатации ЭВТИ и, следовательно, систем и агрегатов, размещаемых в отсеках КК.The disadvantages of these technical solutions include the increased aerodynamic loads acting on the EVTI spacecraft, and the possibility of its damage in the process of launching the spacecraft into outer space. As shown by a visual inspection of the surface of the Soyuz spacecraft in outer space, the EVTI has local "swellings" and even exfoliation of its individual elements. This reduces the reliability of the operation of the EVTI and, therefore, systems and assemblies located in the compartments of the spacecraft.
Техническое решение [6] наиболее близко к предлагаемому и принято авторами за прототип.The technical solution [6] is the closest to the proposed and accepted by the authors as a prototype.
Задачей изобретения является обеспечение конструктивной прочности обтекателя КГЧ и ЭВТИ КА, выводимого РН в космическое пространство, в составе КГЧ.The objective of the invention is to ensure the structural strength of the fairing KGCH and EVTI KA, the LV launched into outer space, as part of the KGCH.
Задача решается таким образом, что в КГЧ РН, содержащей обтекатель, КА, состоящий из отсеков, по крайней мере одного, на поверхности которых установлена ЭВТИ, согласно изобретению в нее введено устройство обеспечения прочностных и теплофизических характеристик экранно-вакуумной тепловой изоляции в виде сквозных дренажных отверстий, равномерно расположенных по поверхности упомянутой изоляции, сообщающих межслойные объемы газовой среды этой изоляции и под изоляцией с объемом газовой среды под обтекателем, при этом над дренажными отверстиями с зазорами относительно изоляции установлены отражательные экраны, а в обтекателе выполнены дренажные отверстия, по крайней мере одно, с заданной суммарной эффективной площадью, сообщающие объем газовой среды под обтекателем с атмосферой, причем заданные суммарные эффективные площади дренажных отверстий изоляции, зазоров между отражательными экранами и изоляцией и дренажных отверстий обтекателя определяются из соотношенийThe problem is solved in such a way that in the KGH LV containing a fairing, a spacecraft consisting of at least one compartments on the surface of which an EVTI is installed, according to the invention, a device is introduced into it to provide strength and thermophysical characteristics of screen-vacuum thermal insulation in the form of through drainage holes evenly spaced on the surface of said insulation, communicating interlayer volumes of the gaseous medium of this insulation and under the insulation with the volume of the gaseous medium under the cowling, while above the drain openings Reflective screens are installed with gaps with respect to insulation, and at least one drainage holes are made in the fairing with a given total effective area, which informs the volume of the gas medium under the fairing with the atmosphere, and the specified total effective areas of the insulation drainage holes, the gaps between the reflective screens and fairing and drainage holes are determined from the ratios
гдеWhere
S, S1, S2 [см2] - суммарная площадь дренажных отверстий изоляции, зазоров между отражательными экранами и изоляцией и дренажных отверстий обтекателя соответственно;S, S 1 , S 2 [cm 2 ] - the total area of the drainage holes of the insulation, the gaps between the reflective screens and insulation and the drainage holes of the fairing, respectively;
µ, µ1, µ2 - коэффициент расхода дренажных отверстий изоляции, зазоров между отражательными экранами и изоляцией и дренажных отверстий обтекателя соответственно;µ, µ 1 , µ 2 - flow coefficient of the drainage holes of the insulation, the gaps between the reflective screens and insulation and the drainage holes of the fairing, respectively;
V, [м3] - суммарный объем газовой среды в изоляции и под изоляцией;V, [m 3 ] is the total volume of the gas medium in the insulation and under the insulation;
V2, [м3] - суммарный объем газовой среды под обтекателем;V 2 , [m 3 ] is the total volume of the gaseous medium under the fairing;
ΔР, [кгс/см2] - максимальный по траектории полета РН перепад давлений газовой среды, действующей на изоляцию;ΔР, [kgf / cm 2 ] is the maximum differential pressure of the gaseous medium acting on the insulation along the flight path of the LV;
ΔР2, [кгс/см2] - максимальный по траектории полета РН перепад давлений газовой среды, действующей на обтекатель;ΔP 2 , [kgf / cm 2 ] - the maximum along the flight path of the LV differential pressure of the gas medium acting on the fairing;
а, в - зависящие от параметров траектории полета РН коэффициенты, аппроксимирующие кривые зависимости эффективной площади дренажных отверстий изоляции и обтекателя от максимального по траектории полета перепада давлений, действующего на изоляцию и обтекатель.a, c - coefficients depending on the parameters of the LV flight path that approximate the curves of the effective area of the drainage holes of the insulation and fairing as a function of the maximum differential pressure acting on the flight path acting on the insulation and fairing.
Техническими результатами изобретения являются:The technical results of the invention are:
- уменьшение перепадов давлений, действующих на элементы ЭВТИ КА за счет сквозных дренажных отверстий, выполненных в ЭВТИ;- reduction of pressure drops acting on the elements of EVTI KA due to through drainage holes made in EVTI;
- обеспечение теплофизических характеристик ЭВТИ со сквозными дренажными отверстиями за счет отражательных от лучевых тепловых потоков экранов, установленных над сквозными дренажными отверстиями ЭВТИ;- providing the thermophysical characteristics of EVTI with through drainage holes due to screens reflecting from radiation heat flux screens installed above the through drainage holes of EVTI;
- обеспечение допустимых перепадов давлений, действующих на обтекатель КГЧ, в составе с КА, снабженным устройством обеспечения прочностных и теплофизических характеристик ЭВТИ, за счет дренажных отверстий, выполненных в обтекателе с заданной эффективной площадью;- ensuring admissible pressure differences acting on the KGCh fairing, as part of a spacecraft equipped with a device for ensuring the strength and thermophysical characteristics of EVTI, due to drainage holes made in the fairing with a given effective area;
- определение суммарных эффективных площадей дренажных отверстий обтекателя КГЧ, ЭВТИ КА и зазоров между отражательными экранами и ЭВТИ, обеспечивающих перетекание газовой среды из межслойных объемов ЭВТИ и объемов под ЭВТИ в атмосферу.- determination of the total effective area of the drainage openings of the KGCH, EVTI spacecraft fairing and the gaps between the reflective screens and EVTI, which ensure the flow of the gas medium from the interlayer volumes of the EVTI and the volumes under the EVTI into the atmosphere.
Сущность изобретения поясняется на примере решения задачи применительно к КГЧ РН в составе с КА, выполненным в виде КК "Союз "The essence of the invention is illustrated by the example of solving the problem with reference to the KGCh PH as part of the spacecraft, made in the form of spacecraft "Union"
На фиг.1 приведена схема КГЧ РН в составе с КК, состоящим из системы отсеков каркасной и ферменной конструкции, на поверхности которого установлена ЭВТИ.Figure 1 shows a diagram of the KGCH PH as part of a spacecraft consisting of a system of compartments of a frame and truss structure, on the surface of which an EVTI is installed.
На фиг.2 показан фрагмент ЭВТИ КА с оболочкой каркасного отсека.Figure 2 shows a fragment of the EVTI KA with the shell of the frame compartment.
На этих фигурах:In these figures:
1 - обтекатель;1 - fairing;
2 - космический корабль (КК);2 - spaceship (spacecraft);
3 - каркасный отсек;3 - frame compartment;
4 - форменный отсек;4 - shaped compartment;
5 - дренажные отверстия;5 - drainage holes;
6 - устройства отрыва аэродинамического потока;6 - device separation of the aerodynamic flow;
7 - подпружиненная крышка;7 - a spring-loaded cover;
8 - экранно-вакуумная тепловая изоляция (ЭВТИ);8 - screen-vacuum thermal insulation (EVTI);
9 - оболочка каркасного отсека;9 - shell frame compartment;
10- стержни форменного отсека;10- rods of the shaped compartment;
11 - дренажные отверстия;11 - drainage holes;
12 - отражательные экраны;12 - reflective screens;
13 - межслойные экраны;13 - interlayer screens;
14 - теплоизоляционные прокладки.14 - heat-insulating gaskets.
На фиг.1 и 2 также иллюстрируется схема перетекания газовой среды из объема под ЭВТИ и из ЭВТИ в объем под обтекателем и далее в атмосферу (показано стрелками).Figures 1 and 2 also illustrate the flow pattern of the gaseous medium from the volume under the EVTI and from the EVTI into the volume under the fairing and further into the atmosphere (shown by arrows).
На фиг.3 приведена зависимость максимального по траектории полета РН перепада давлений газовой среды ΔР, действующего на ЭВТИ, от относительной эффективной площади µ·S/V ее дренажных отверстий.Figure 3 shows the dependence of the maximum along the flight path of the PH differential pressure of the gas medium ΔP acting on EVTI, on the relative effective area µ · S / V of its drainage holes.
На фиг.4 приведена зависимость максимального по траектории полета РН перепада давлений газовой среды ΔР2, действующего на обтекатель, от относительной эффективной площади µ2·S2/V2 его дренажных отверстий.Figure 4 shows the dependence of the maximum along the flight path of the PH differential pressure of the gaseous medium ΔP 2 acting on the fairing, on the relative effective area µ 2 · S 2 / V 2 of its drainage holes.
КГЧ РН (фиг.1, 2) содержит обтекатель 1, КК 2, состоящий из каркасных отсеков 3 и форменного отсека 4.KGCH PH (figure 1, 2) contains a
В обтекателе 1 выполнены дренажные отверстия 5, по крайней мере одно. Дренажные отверстия 5 могут быть выполнены в локальной зоне обтекателя 1 (Узел I, а) с отрицательным, избыточным над атмосферным, давлением по траектории полета РН, либо за устройством отрыва аэродинамического потока 6 (Узел I, в), либо совместно с подпружиненной крышкой 7 (Узел I, с). Выбор варианта дренирования обтекателя определяется допустимыми эксплуатационными нагрузками, действующими на обтекатель по траектории полета РН с учетом конструктивных особенностей обтекателя.In the
На поверхности КК 2 установлена ЭВТИ 8. Ее изготавливают в рулонном виде или отдельными панелями и крепят к оболочке каркасного отсека 9 и стержням форменного отсека 10. Места стыков ее отдельных элементов герметизируют.On the surface of KK 2 installed EVTI 8. It is made in roll form or in separate panels and attached to the shell of the
В ЭВТИ 8 выполнено устройство обеспечения ее прочностных и теплофизических характеристик в виде сквозных дренажных отверстий 11 с отражательными экранами 12, установленными над дренажными отверстиями 11 с зазором относительно ЭВТИ 8.In EVTI 8, a device for ensuring its strength and thermophysical characteristics in the form of through drainage holes 11 with
Дренажные отверстия 11 сообщают объем газовой среды в ЭВТИ 8, находящийся между ее межслойными экранами 13 и теплоизоляционными прокладками 14, а также объем газовой среды под ней между собой с объемом под обтекателем 1.The drainage holes 11 communicate the volume of the gaseous medium in the EVTI 8 located between its
Сквозные дренажные отверстия выполняют равномерно по поверхности ЭВТИ 8, чем обеспечивают равномерное или близкое к равномерному распределение давления в межслойных объемах ЭВТИ 8 и, следовательно, перепадов давлений, действующих на ее элементы.Through drainage holes perform uniformly on the surface of EVTI 8, which ensures uniform or close to uniform distribution of pressure in the interlayer volumes of EVTI 8 and, consequently, pressure drops acting on its elements.
Тем самым исключают концентрации напряжений в отдельных ее элементах от неравномерных перепадов давлений при наличии скрытого локального неперетекания газовой среды в межслойных объемах ЭВТИ 8. Одновременно отражательные экраны 12 исключают тепловой нагрев элементов КК 2 через дренажные отверстия 11 ЭВТИ 8 от излучения космических объектов.Thus, stress concentrations in its individual elements are excluded from non-uniform pressure drops in the presence of hidden local non-flow of the gas medium in the interlayer volumes of EVTI 8. At the same time, reflection screens 12 exclude thermal heating of
Таким образом, уменьшают перепады давлений, действующие на элементы ЭВТИ 8, и сохраняют ее теплофизические характеристики.Thus, the pressure drops acting on the elements of the EVTI 8 are reduced, and its thermophysical characteristics are retained.
Суммарную эффективную площадь µ·S дренажных отверстий 11 ЭВТИ 8 для заданной траектории полета определяют из соотношения (1), используя зависимость, приведенную на фиг.3, с учетом максимально допустимых (из условия прочности) перепадов давлений ΔРдоп, действующих на ЭВТИ 8 и входящих в это соотношение коэффициентов а, в, зависящих от параметров траектории РН (см. допустимую область "А" определения µ·S). В этом соотношении суммарный объем V газовой среды для каркасного отсека 3 принимают как объем, состоящий из объема газовой среды в ЭВТИ 8 и объема между ЭВТИ 8 и оболочкой каркасного отсека 9, а для ферменного отсека 4 - как объем, состоящий из объема газовой среды в ЭВТИ 8 и объема газовой среды в ферменном отсеке 4.The total effective area µ · S of the drainage holes 11 EVTI 8 for a given flight path is determined from relation (1), using the dependence shown in figure 3, taking into account the maximum allowable (from the strength condition) pressure drops ΔP add acting on EVTI 8 and the coefficients a, b included in this ratio, depending on the parameters of the pH trajectory (see the valid region "A" of the definition of μ · S). In this ratio, the total volume V of the gaseous medium for the frame compartment 3 is taken as the volume consisting of the volume of the gaseous medium in the EVTI 8 and the volume between the EVTI 8 and the shell of the
Суммарную эффективную площадь µ1·S1 зазоров между отражательными экранами 12 и ЭВТИ 8 определяют из соотношения (2).The total effective area µ 1 · S 1 of the gaps between the
Суммарную эффективную площадь µ2·S2 дренажных отверстий 5 обтекателя 1 для заданной траектории полета определяют из соотношения (3), используя зависимость, приведенную на фиг.4, с учетом максимально допустимых (из условия прочности) перепадов давлений ΔР2доп, действующих на обтекатель 1, и входящих в это соотношение коэффициентов а, в, также зависящих от параметров траектории РН (см. допустимую область "В" определения µ2·S2). В этом соотношении суммарный объем V2 газовой среды принимают как объем, состоящий из объема газовой среды под ЭВТИ 8, в ЭВТИ 8 и объема между обтекателем 1 и поверхностью ЭВТИ 8.The total effective area μ 2 · S 2 of the drainage holes 5 of the
Формулы (1) и (3) содержат математическое описание зависимостей суммарной эффективной площади дренажных отверстий изоляции и обтекателя от максимальных по траектории полета РН перепадов давлений ΔР и ΔP2, действующих соответственно на изоляцию и обтекатель, и получены по результатам анализа перетекания газовой среды в объеме, состоящем из газодинамически взаимосвязанных объема, находящегося под ЭВТИ, в ЭВТИ, и объема, находящегося под обтекателем КГЧ.Formulas (1) and (3) contain a mathematical description of the dependences of the total effective area of the drainage holes of the insulation and fairing on the maximum pressure differences ΔP and ΔP 2 acting along the flight path of the PH, acting on the insulation and fairing, respectively, and are obtained by analyzing the flow of the gas medium in the volume , consisting of a gasdynamically interconnected volume located under the EVTI in the EVTI, and the volume located under the fairing KGCh.
В ракетостроении межслойные экраны 13 изготавливают из алюминиевой фольги толщиной в несколько микронов либо алюминизированной полимерной пленки, а теплоизоляционные прокладки 14 - из различных стекловолокнистых материалов (стеклобумага, стеклохолст, стекловуаль и т.д.). Отражательные экраны 12 выполняют из материала с минимальной степенью черноты, например алюминиевой фольги.In rocket science, interlayer screens 13 are made of aluminum foil several microns thick or aluminized polymer film, and heat-insulating
Функционирование КГЧ в составе с КК, на поверхности которого установлена ЭВТИ, осуществляется следующим образом.The functioning of the KCH in the composition with KK, on the surface of which is installed EVTI, as follows.
Поскольку в отличие от прототипа равномерно по поверхности ЭВТИ 8 выполнены сквозные дренажные отверстия 11, при полете КК в составе КГЧ на активном участке полета РН происходит перетекание газовой среды из объема под ЭВТИ 8 и межслойных ее элементов через сквозные дренажные отверстия 11 в объем под обтекателем 1 и далее через его дренажные отверстия 5 в атмосферу (фиг.1, 2).Since, in contrast to the prototype, through drainage holes 11 are uniformly made on the surface of EVTI 8, during the flight of the spacecraft as a part of the KGCH, the gas medium flows from the volume under the EVTI 8 and its interlayer elements through the through drain holes 11 into the volume under the
Истечение газовой среды в атмосферу происходит с дозвуковыми скоростями с незапиранием ее в дренажных отверстиях 11 и 5, так как суммарная эффективная площадь µ1·S1 зазоров между отражательными экранами 12 и ЭВТИ 8 выполнена большей или равной суммарной эффективной площади µ·S дренажных отверстий 11 (µ1·S1≥µ·S) в соответствии с соотношением (2), а суммарная эффективная площадь µ2·S2 дренажных отверстий 5 выполнена большей или равной суммарной эффективной площади зазоров (µ2·S2≥µ1·S1) в соответствии с соотношением (3).The outflow of the gaseous medium into the atmosphere occurs at subsonic speeds with non-locking in the drain holes 11 and 5, since the total effective area µ 1 · S 1 of the gaps between the reflection screens 12 and EVTI 8 is made greater than or equal to the total effective area µ · S of the drain holes 11 (µ 1 · S 1 ≥µ · S) in accordance with relation (2), and the total effective area µ 2 · S 2 of the drainage holes 5 is made greater than or equal to the total effective area of the gaps (µ 2 · S 2 ≥ µ 1 · S 1 ) in accordance with relation (3).
В межслойных объемах ЭВТИ 8 устанавливается давление, близкое к давлению под обтекателем КГЧ. Тем самым обеспечивают практически нулевые (с учетом запаздывания выравнивания давлений) перепады давлений, действующие на межслойные экраны 13 и теплоизоляционные прокладки 14 ЭВТИ 8 по траектории полета РН.In the interlayer volumes of EVTI 8, a pressure is established close to the pressure under the KGC fairing. This ensures almost zero (taking into account the delay in pressure equalization) pressure differences acting on the interlayer screens 13 and heat-insulating
В автономном полете КК, после сброса обтекателя 1 КГЧ, происходит перетекание газовой среды из объема под ЭВТИ 8 и межслойных ее элементов в окружающую атмосферу (фиг.2). В межслойных объемах ЭВТИ 8 и под ней устанавливается внутреннее давление, близкое к атмосферному. Перепады давлений, действующие на межслойные экраны 13 и теплоизоляционные прокладки 14 ЭВТИ 8, также близки к нулю. При этом отражательные экраны 14, установленные над сквозными дренажными отверстиями 11, исключают воздействие теплового потока на элементы КК от излучения космических объектов.In the autonomous flight of the spacecraft, after the dumping of the
Таким образом, обеспечивают конструктивную прочность обтекателя КГЧ, повышают конструктивную прочность и сохраняют теплофизические характеристики ЭВТИ КК, что приводит к выполнению поставленной задачи. Тем самым повышают надежность эксплуатации приборов, систем и агрегатов, размещенных в отсеках КК, выводимого РН в космическое пространство в составе КГЧ.Thus, they provide the structural strength of the KGCh fairing, increase the structural strength and maintain the thermophysical characteristics of the EVTI KK, which leads to the fulfillment of the task. This increases the reliability of the operation of devices, systems and assemblies located in the compartments of the spacecraft, the LV launched into outer space as part of the KGCH.
В настоящее время техническое решение прошло экспериментальную проверку и внедряется на одном из вариантов КГЧ РН в составе с КК "Союз".Currently, the technical solution has been tested experimentally and is being implemented on one of the alternatives of the KGCh RN as part of the Soyuz spacecraft.
Техническое решение может быть использовано для различных типов КА, выводимых РН в космическое пространство в составе КГЧ: околоземных, межпланетных, грузовых, пилотируемых и других КА.The technical solution can be used for various types of spacecraft launched by spacecraft into space as a part of the spacecraft: near-Earth, interplanetary, cargo, manned and other spacecraft.
Источники информацииInformation sources
1. Космодром. Под ред. проф. А.П.Вольского, ВИ МО СССР, М., 1977, стр.160-161, рис.5.3, 5.4.1. The spaceport. Ed. prof. A.P. Volsky, VI of the Ministry of Defense of the USSR, M., 1977, pp. 160-161, Fig. 5.3, 5.4.
2. Там же, стр.164, рис.5.6.2. Ibid., P. 164, Fig. 5.6.
3. Космонавтика: Энциклопедия. /Под ред. В.П.Глушко. М.: Советская энциклопедия, 1985, с.394.3. Cosmonautics: Encyclopedia. / Ed. V.P. Glushko. M .: Soviet Encyclopedia, 1985, p. 394.
4. Справочник по физико-техническим основам криогеники / Под ред. проф. М.П.Малкова, М.: Советская энциклопедия, 1973, с.236-237.4. Handbook of the physical and technical foundations of cryogenics / Ed. prof. M.P. Malkova, Moscow: Soviet Encyclopedia, 1973, p. 236-237.
5. Космонавтика: Энциклопедия. /Под ред. В.П.Глушко. М.: Советская энциклопедия, 1985, с.304-305.5. Cosmonautics: Encyclopedia. / Ed. V.P. Glushko. M .: Soviet Encyclopedia, 1985, pp. 304-305.
6. Там же, стр.369-370.6. Ibid., Pp. 369-370.
Claims (1)
µ·S≥a·ΔP-в·V, µ1·S1≥µ·S;
µ2·S2≥µ1·S1≥a·ΔP2 -в·V2,
где S, S1, S2 [см2] - суммарная площадь дренажных отверстий изоляции, зазоров между отражательными экранами и изоляцией и дренажных отверстий обтекателя соответственно;
µ, µ1, µ2 - коэффициент расхода дренажных отверстий изоляции, зазоров между отражательными экранами и изоляцией и дренажных отверстий обтекателя соответственно;
V [м3] - суммарный объем газовой среды в изоляции и под изоляцией;
V2 [м3] - суммарный объем газовой среды под обтекателем;
ΔР [кгс/см2] - максимальный по траектории полета РН перепад давлений газовой среды, действующей на изоляцию;
ΔР2 [кгс/см2] - максимальный по траектории полета РН перепад давлений газовой среды, действующей на обтекатель;
а, в - зависящие от параметров траектории полета РН коэффициенты, аппроксимирующие кривые зависимости эффективной площади дренажных отверстий изоляции и обтекателя от максимального по траектории полета перепада давлений, действующего на изоляцию и обтекатель. The space head part of the launch vehicle containing a radome, a spacecraft consisting of at least one compartments, on the surface of which screen-vacuum thermal insulation is installed, characterized in that a device for providing strength and thermophysical characteristics of screen-vacuum thermal insulation in the form of through drainage holes evenly spaced on the surface of said insulation, communicating interlayer volumes of the gaseous medium of this insulation and under isolation with the volume of the gaseous medium a fairing, while reflective screens are installed above the drainage openings with gaps relative to the insulation, and at least one drainage openings are made in the fairing, communicating the volume of the gaseous medium under the fairing with the atmosphere, and the total effective area of the insulation drainage holes, the gaps between the reflective screens and fairing and drainage holes are determined from the ratios:
μ · S≥a · ΔP -to · V, μ 1 · S 1 ≥μ · S;
μ 2 2 · S 1 · S ≥μ ≥a · ΔP 1 -to 2 · V 2,
where S, S 1 , S 2 [cm 2 ] is the total area of the drainage holes of the insulation, the gaps between the reflective screens and insulation and the drainage holes of the fairing, respectively;
µ, µ 1 , µ 2 - flow coefficient of the drainage holes of the insulation, the gaps between the reflective screens and insulation and the drainage holes of the fairing, respectively;
V [m 3 ] - the total volume of the gas medium in the insulation and under the insulation;
V 2 [m 3 ] - the total volume of the gas medium under the fairing;
ΔР [kgf / cm 2 ] is the maximum differential pressure of the gaseous medium acting on the insulation along the flight path of the LV;
ΔP 2 [kgf / cm 2 ] - the maximum along the flight path of the LV differential pressure of the gas medium acting on the fairing;
a, c - coefficients depending on the parameters of the LV flight path that approximate the curves of the effective area of the drainage holes of the insulation and fairing as a function of the maximum differential pressure acting on the flight path acting on the insulation and fairing.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007129615/11A RU2355607C1 (en) | 2007-08-02 | 2007-08-02 | Rocket-carrier ascent unit |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007129615/11A RU2355607C1 (en) | 2007-08-02 | 2007-08-02 | Rocket-carrier ascent unit |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2007129615A RU2007129615A (en) | 2009-02-10 |
RU2355607C1 true RU2355607C1 (en) | 2009-05-20 |
Family
ID=40546399
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2007129615/11A RU2355607C1 (en) | 2007-08-02 | 2007-08-02 | Rocket-carrier ascent unit |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2355607C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2555891C1 (en) * | 2014-07-22 | 2015-07-10 | Открытое акционерное общество "Российская корпорация ракетно-космического приборостроения и информационных систем" (ОАО "Российские космические системы") | Microstructural multilayered screen and vacuum isolation of spacecrafts |
-
2007
- 2007-08-02 RU RU2007129615/11A patent/RU2355607C1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
ГЛУШКО В.П. Космонавтика: Энциклопедия. - М.: Советская Энциклопедия, 1982, с. 369, 370. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2555891C1 (en) * | 2014-07-22 | 2015-07-10 | Открытое акционерное общество "Российская корпорация ракетно-космического приборостроения и информационных систем" (ОАО "Российские космические системы") | Microstructural multilayered screen and vacuum isolation of spacecrafts |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2007129615A (en) | 2009-02-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Pavlosky | Apollo experience report: Thermal protection subsystem | |
Dorsey et al. | Metallic thermal protection system technology development-Concepts, requirements and assessment overview | |
CN106005478A (en) | Ultra-low orbit satellite with aerodynamic heating protection function | |
Artero-Guerrero et al. | Experimental analysis of an attenuation method for Hydrodynamic Ram effects | |
Dorsey et al. | Metallic thermal protection system requirements, environments, and integrated concepts | |
US3321159A (en) | Techniques for insulating cryogenic fuel containers | |
RU2355607C1 (en) | Rocket-carrier ascent unit | |
RU2360849C2 (en) | System of spacecraft thermal protection | |
Kuhl | Design of a Mars airplane propulsion system for the aerial regional-scale environmental survey (ARES) mission concept | |
RU2622181C1 (en) | Thermal protection of unsealed compartments of aircraft powerplant | |
Burge et al. | Design of propellant acquisition systems for advanced cryogenic space propulsion systems | |
Brown et al. | Propellant management and conditioning within the X-34 Main Propulsion System | |
RU2705402C1 (en) | Method for providing aircraft instrumentation thermal mode | |
Weiss | Apollo experience report: Lunar module structural subsystem | |
Hald et al. | Development of hot CMC structures for space reentry vehicles via flight experiments | |
Finkbeiner et al. | Apollo seals: a basis for the crew exploration vehicle seals | |
Brooks | Structural Material Requirements for Manned Space Vehicles | |
Bernstein et al. | Effect on Structures of Rapidly Changing Environmental Conditions-Launch to Orbit to Entry | |
Seiferth | Ablative heat shield design for space shuttle | |
Lange et al. | Advanced CMC TPS design concepts for re-usable re-entry vehicles | |
Molchanov et al. | Gasdynamic propagation of rocket exhaust products in the upper atmosphere | |
Stone et al. | Hypersonic airframe structures: Technology needs and flight test requirements | |
Krag et al. | Space debris protection | |
Lee | Risk Assessment of Hypervelocity Impact of Saturn Dust on Cassini Sun Sensors | |
Barber | Cryogenic insulation technology review for the space shuttle |