RU2406662C1

RU2406662C1 - Device to separated and jettison launch vehicle nose cone

Info

Publication number: RU2406662C1
Application number: RU2009134358/11A
Authority: RU
Inventors: Михаил Викторович Макарьянц (RU); Михаил Викторович Макарьянц; Валерий Алексеевич Васильев (RU); Валерий Алексеевич Васильев; Михаил Абрамович Вайнблат (RU); Михаил Абрамович Вайнблат; Татьяна Васильевна Голева (RU); Татьяна Васильевна Голева; Михаил Михайлович Минаев (RU); Михаил Михайлович Минаев
Original assignee: Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство обороны Российской Федерации
Priority date: 2009-09-14
Filing date: 2009-09-14
Publication date: 2010-12-20

Abstract

FIELD: transport.

SUBSTANCE: invention relates to aerospace engineering. Proposed device comprises flaps, pushers hinged on flaps outer surface and resting upon launch vehicle fittings adjustable in axial direction and coupled with pusher rod stems with spherical tips. Pusher represents a pneumatic cylinder with its piston being furnished with O-ring fitted in anti-friction insert that stays in contact with pneumatic cylinder housing outer surface. Spring-loaded stop interacting with housing is arranged in said piston to reciprocate therein and regulate position. Calibrated clearance is arranged between rod and housing. Pressure accumulator is arranged on each flap, on its inner side, communicated via opening valve and air lines with pneumatic cylinders arranged on the same flap.

EFFECT: reduced weight, drag and perturbations.

Description

Изобретение относится к области ракетной техники и может быть использовано при разработке ракет-носителей (РН).The invention relates to the field of rocket technology and can be used in the development of launch vehicles (LV).

Известно устройство разделения и сброса головного обтекателя РН, содержащее две створки, шарнирно установленные на РН и связанные между собой замками продольного стыка, средства разделения и сброса створок («Основы конструирования ракет-носителей космических аппаратов». Под редакцией В.П.Мишина. - М.: Машиностроение, 1991 г., стр.285÷289, рис.7.2б). В качестве средств разделения и сброса используются пороховые ракетные двигатели (ПРД), установленные на каждой из створок, и толкатели.A device for separating and dumping the head fairing of the launch vehicle, containing two wings, pivotally mounted on the launch vehicle and interconnected by locks of a longitudinal joint, means for separating and dropping the valves ("Fundamentals of designing launch vehicles for spacecraft." Edited by V.P. Mishin. - M .: Engineering, 1991, pp. 285 ÷ 289, Fig. 7.2b). As a means of separation and discharge, powder propellant rocket engines (PRDs) mounted on each of the wings and pushers are used.

Устройство разделения и сброса головного обтекателя РН функционирует следующим образом. После сборки обтекателя (соединения створок между собой замками) обтекатель устанавливается на РН, причем каждая из створок закрепляется на РН шарнирно и одновременно обе створки жестко связываются с РН входящими в ее состав замками. В описываемом варианте устройства разделения и сброса головного обтекателя на него также устанавливается пороховой ракетный двигатель (ПРД) системы аварийного спасения. После старта, в процессе полета РН, обтекатель защищает установленный на РН КА от воздействия набегающего воздушного потока и акустического воздействия, создаваемого работой двигателей РН. В заданное время от обтекателя отделяется ПРД системы аварийного спасения. Затем происходит раскрытие замков крепления створок к РН и замков продольного стыка, после чего включаются установленные на створках ПРД. В результате воздействия на створки реактивной тяги от работы ПРД створки подвергаются воздействию вращающих моментов, в результате чего они начинают разворачиваться с ускорением в шарнирах крепления к РН. При достижении требуемого углового положения происходит раскрытие шарниров, отсоединение электрических связей и под воздействием толкателей створки отделяются от РН, одновременно вращаясь вокруг собственных центров масс. Сочетание скорости отделения и скорости вращения створок таково, что соударение створок с РН не происходит.The device for separation and discharge of the head fairing PH operates as follows. After assembling the fairing (connecting the shutters with locks), the fairing is mounted on the PH, each of the shutters being pivotally mounted on the PH and at the same time both shutters are rigidly connected to the PH with the locks included in it. In the described embodiment of the device for separation and discharge of the head fairing, a powder propellant rocket engine (PRD) of the emergency rescue system is also installed on it. After launch, during the flight of the LV, the fairing protects the spacecraft installed on the LV from the impact of the incoming air flow and the acoustic impact created by the work of the LV engines. At the set time, the emergency rescue system's PRD is separated from the fairing. Then, the locks for fastening the flaps to the LV and the locks of the longitudinal joint occur, after which the PRD installed on the flaps are turned on. As a result of the impact on the flaps of reactive thrust from the operation of the PRD, the flaps are subjected to torques, as a result of which they begin to unfold with acceleration in the hinges of fastening to the LV. When the desired angular position is reached, the hinges open, the electrical connections are disconnected and, under the influence of the pushers, the shutters are separated from the launch vehicle, while rotating around their own centers of mass. The combination of the separation speed and the rotation speed of the valves is such that the collision of the valves with the pH does not occur.

Описанная конструкция обтекателя имеет следующие недостатки. Поскольку в процессе полета скорость набегающего потока воздуха достигает больших величин, установленные в носовой части створок ПРД необходимо защищать от возможного аэродинамического нагрева и силового воздействия потока специальными обтекателями. Наличие подобного рода выступов именно в носовой части существенно увеличивает аэродинамическое сопротивление обтекателя, что ведет к уменьшению массы полезного груза, выводимого РН на орбиту. Использование в составе обтекателя ПРД, являющихся средствами повышенной опасности, усложняет проведение работ при наземной подготовке, транспортировке, что приводит к увеличению стоимости запуска РН. Кроме того, использование в составе средств разделения и сброса кроме ПРД еще и толкателей усложняет конструкцию обтекателя, увеличивает вес и снижает надежность.The described design of the fairing has the following disadvantages. Since during the flight, the speed of the incoming air flow reaches large values, the air flow sensors installed in the bow of the valves must be protected from possible aerodynamic heating and the impact of the flow with special fairings. The presence of such protrusions precisely in the bow substantially increases the aerodynamic drag of the fairing, which leads to a decrease in the mass of the payload brought by the LV into orbit. The use of RPDs, which are high-risk means, as part of the fairing, complicates the work during ground preparation and transportation, which leads to an increase in the cost of launching the launch vehicle. In addition, the use of pushers in addition to separation and discharge means, as well as pushers, complicates the design of the fairing, increases weight and reduces reliability.

Известно устройство разделения и сброса головного обтекателя РН, содержащее две створки, шарнирно установленные на РН и связанные между собой замками продольного стыка, шарнирно установленные на каждой из створок попарно толкатели, опирающиеся на фитинги РН регулируемыми в осевом направлении хвостовиками, имеющими сферическую законцовку (патент РФ №2231486 от 27.06.2004 г.). В качестве толкателей используются толкатели пружинного типа. Каждый из толкателей кроме пружины содержит корпус, шток и демпфер.A device for separating and dumping the head fairing of the PH, containing two flaps pivotally mounted on the PH and interconnected by locks of a longitudinal joint, pushers pivotally mounted on each of the flaps, pivotally supported on the fittings of the PH axially adjustable shanks having a spherical tip (RF patent No. 2231486 dated June 27, 2004). As pushers, spring-type pushers are used. Each of the pushers except the spring contains a housing, a rod and a damper.

Функционирует устройство разделения и сброса головного обтекателя РН следующим образом. Как и в описанной выше конструкции, собранный обтекатель устанавливается на РН, причем каждая из створок закрепляется на РН шарнирно и одновременно обе створки жестко связываются с РН входящими в ее состав замками. Затем на створки шарнирно устанавливаются толкатели, которые находятся в состоянии, когда пружины сжаты до исходного положения, а штоки зафиксированы относительно корпусов от выдвижения. После этого, регулируя положение хвостовиков, совмещают их сферические законцовки с фитингами, устраняя люфты в системе «обтекатель - толкатели - РН» до нуля и создавая некоторое гарантированное поджатие за счет деформации пружин. По окончании этой операции фиксация штоков относительно корпусов толкателей снимается, в результате чего РН и обтекатель оказываются под воздействием усилий со стороны пружин толкателей. Затем производится установка РН на стартовое устройство и заправка ее компонентами. При проведении этих операций корпус РН подвергается деформациям от действия гравитационных сил и возникновения в корпусе РН температурных напряжений, вследствие чего расстояние между осями подвески толкателей на створках и фитингами РН может колебаться. Изменение этого расстояния компенсируется изменением длины толкателей за счет растяжения или сжатия пружин толкателей. После запуска РН, по истечении заданного времени происходит раскрытие замков продольного стыка и замков крепления створок к РН. Под воздействием усилий толкателей створки начинают разворачиваться в шарнирах крепления створок к РН. Одновременно происходит удлинение толкателей и разворот их продольных осей относительно первоначального положения. При этом благодаря шарнирной установке толкателей на створках и взаимодействию с фитингами РН сферических законцовок хвостовиков толкатели разгружаются от воздействия изгибающих моментов, что способствует их нормальной работе. При развороте створок на заданный угол происходит раскрытие шарниров крепления створок к РН и под воздействием усилий толкателей створки начинают отходить от РН, одновременно вращаясь вокруг своих центров масс. Для обеспечения требуемых траекторий движений створок в процессе их сброса и уменьшения искажений этого процесса необходимо в конце рабочего хода толкателей погасить скорость их раздвижения, для чего используются демпферы. По окончании раздвижения толкателей их хвостовики выходят из фитингов РН и створки вместе с толкателями продолжают независимое от РН движение по инерции.The device for separating and dumping the head fairing of the pH as follows. As in the design described above, the assembled fairing is mounted on the PH, each of the wings being pivotally mounted on the PH and at the same time both wings are rigidly connected to the PH with the locks included in it. Then, pushers are pivotally mounted on the wings, which are in a state where the springs are compressed to their original position, and the rods are fixed relative to the bodies from extension. After that, adjusting the position of the shanks, they combine their spherical tips with fittings, eliminating backlash in the fairing – pusher – PH system to zero and creating some guaranteed compression due to deformation of the springs. At the end of this operation, the fixation of the rods relative to the housing of the pushers is removed, as a result of which the pH and fairing are under the influence of forces from the side of the pusher springs. Then the LV is installed on the starting device and refueling with its components. During these operations, the LV body is subjected to deformations from the action of gravitational forces and the occurrence of thermal stresses in the LV body, as a result of which the distance between the pusher suspension axes on the wings and the LV fittings can fluctuate. A change in this distance is compensated by a change in the length of the pushers due to the tension or compression of the pusher springs. After the launch of the LV, after a predetermined time, the locks of the longitudinal joint and the locks of fastening the wings to the LV are opened. Under the influence of the efforts of the pushers, the flaps begin to unfold in the hinges of fastening the flaps to the pH. At the same time, the pushers are elongated and their longitudinal axes are rotated relative to the initial position. Moreover, due to the articulated installation of the pushers on the wings and the interaction with the pH fittings of the spherical tips of the shanks, the pushers are unloaded from the action of bending moments, which contributes to their normal operation. When the flaps are rotated to a predetermined angle, the hinges of fastening the flaps to the LV open up and, under the influence of the pusher forces, the flaps begin to move away from the LV, while rotating around their centers of mass. To ensure the required trajectories of the movement of the valves in the process of their discharge and to reduce distortions of this process, it is necessary at the end of the stroke of the pushers to extinguish the speed of their expansion, for which dampers are used. At the end of the extension of the pushers, their shanks leave the LV fittings and the valves together with the pushers continue their inertia-independent movement.

Эта конструкция устройства разделения и сброса головного обтекателя обладает следующими недостатками. Для того чтобы обеспечить безударный сброс обтекателя с минимальными возмущениями движения РН, этот процесс должен длиться весьма ограниченный отрезок времени. В то же время створки обтекателя имеют значительную массу и момент инерции. Следовательно, для сброса обтекателя за короткое время должна быть совершена значительная работа, при том, что и рабочий ход толкателей должен быть достаточно велик. В качестве источника работы в толкателях использованы пружины. Диаграмма работы пружины представляет собой треугольник, поэтому по мере растяжения пружины усилие, ею развиваемое, обратно пропорционально величине растяжения. Соответственно для того чтобы при совершении рабочего хода усилие пружины снижалось незначительно, необходимо использовать пружину большой длины. В то же время для обеспечения значительных усилий пружина должна иметь большой внешний диаметр и большое сечение витка. С учетом того, что в состав толкателя входят и другие элементы (корпус, шток и др.), габариты и масса толкателя оказываются весьма существенными, а использование в составе обтекателя, как минимум, четырех толкателей значительно увеличивает габариты и массу обтекателя. Кроме того, поскольку толкатели устанавливаются снаружи створок, несмотря на закрытие их гаргротами, увеличение поперечного сечения толкателя вызывает увеличение аэродинамического сопротивления обтекателя, что ведет к снижению массы полезного груза РН.This design of the head fairing separation and discharge device has the following disadvantages. In order to ensure shock-free discharge of the fairing with minimal disturbances of the LV movement, this process should last a very limited period of time. At the same time, the fairing flaps have a significant mass and moment of inertia. Therefore, to reset the fairing in a short time, considerable work must be done, despite the fact that the working stroke of the pushers must be sufficiently large. As a source of work in the pushers used springs. The diagram of the spring is a triangle, therefore, as the spring stretches, the force it develops is inversely proportional to the magnitude of the tension. Accordingly, in order to reduce the spring force slightly during the execution of the stroke, it is necessary to use a long spring. At the same time, to ensure significant efforts, the spring must have a large outer diameter and a large coil section. Considering that the pusher also includes other elements (body, stem, etc.), the dimensions and mass of the pusher are very significant, and the use of at least four pushers as part of the fairing significantly increases the dimensions and weight of the fairing. In addition, since the pushers are installed outside the cusps, despite being closed with garrots, an increase in the cross-section of the pusher causes an increase in the aerodynamic drag of the fairing, which leads to a decrease in the mass of the payload.

Поскольку после установки толкателей на створки, стыковки толкателей с РН и их расфиксации, на створки обтекателя и РН со стороны толкателей действуют значительные усилия, то необходимо усиление элементов конструкции РН и обтекателя, подвергающихся действию этих усилий, а это ведет к увеличению массы обтекателя и РН.Since after installing the pushers on the wings, docking the pushers with the LV and releasing them, considerable forces act on the fairing and LV valves on the side of the pushers, it is necessary to strengthen the structural elements of the PH and fairing exposed to these forces, and this leads to an increase in the mass of the fairing and the LV .

Использование пружины в качестве источника энергии для работы толкателя имеет еще один недостаток. Особенности технологии изготовления пружин таковы, что основные параметры пружин (в первую очередь максимальное усилие, развиваемое пружиной) могут колебаться в пределах 10%. Усилия, действующие при работе толкателей на РН, не проходят через ее центр масс, а следовательно, создают вращающие моменты, стремящиеся закрутить РН вокруг центра масс. Если эти усилия и плечи, на которых они действуют, одинаковы, то сумма моментов будет равна нулю. Если же усилия могут отличаться в некотором диапазоне, то возможны ситуации, когда сумма моментов, учитывая значительные величины усилий и диапазон их возможных изменений, будет достигать больших значений. Возникающая закрутка будет вызывать отклонение продольной оси РН в пространстве от программного и должна парироваться органами управления РН. Во избежание потери управления управляющие моменты должны превышать возмущающие, что при большой величине возмущающих моментов требует использования соответствующих управляющих органов, а это ведет к увеличению массы конструкции РН и снижению массы ее полезного груза. Кроме того, парирование возмущений программного движения РН происходит в течение некоторого времени, что приводит к искажению заданной траектории полета. Как результат, происходит искажение параметров орбиты выведения, которую должна обеспечить РН. При значительных искажениях соответственно может потребоваться коррекция орбиты средствами выводимого КА, что приведет к незапланированному расходу топлива.The use of a spring as an energy source for the operation of the pusher has another drawback. Features of the manufacturing technology of springs are such that the main parameters of the springs (primarily the maximum force developed by the spring) can fluctuate within 10%. The forces acting during the operation of the pushers on the LV do not pass through its center of mass, and therefore create torques that tend to twist the LV around the center of mass. If these efforts and the shoulders on which they act are the same, then the sum of the moments will be zero. If the efforts can differ in a certain range, then situations are possible when the sum of the moments, taking into account the significant magnitudes of the efforts and the range of their possible changes, will reach large values. The resulting twist will cause the deviation of the longitudinal axis of the LV in space from the program and should be countered by the controls of the LV. In order to avoid loss of control, control moments must exceed disturbing ones, which, with a large value of disturbing moments, requires the use of appropriate control bodies, and this leads to an increase in the mass of the LV structure and a decrease in the mass of its payload. In addition, the perturbation of the perturbations of the programmed LV motion occurs for some time, which leads to a distortion of the given flight path. As a result, there is a distortion of the parameters of the launching orbit, which the LV should provide. With significant distortions, respectively, orbit correction may be required by the means of the displayed spacecraft, which will lead to unplanned fuel consumption.

Задачей изобретения является устранение имеющихся недостатков, а именно снижение массы устройства разделения и сброса головного обтекателя РН, уменьшение его аэродинамического сопротивления и снижение возмущений движения РН при разделении и сбросе обтекателя.The objective of the invention is to eliminate the existing disadvantages, namely, reducing the mass of the separation device and dumping the head fairing of the PH, reducing its aerodynamic drag and reducing disturbances of the PH during separation and dumping of the fairing.

Поставленная задача разрешается тем, что в устройстве разделения и сброса головного обтекателя ракеты-носителя, содержащем закрепленные на ней с возможностью вращения створки, толкатели, шарнирно установленные на наружной поверхности створок, опирающиеся на фитинги РН регулируемыми в осевом направлении, связанными со штоками толкателей хвостовиками, имеющими сферические законцовки, каждый толкатель выполнен в виде пневмоцилиндра, поршень которого снабжен уплотнителем, выполненным в виде герметизирующего кольца, установленного в антифрикционный вкладыш, контактирующий внешней поверхностью с корпусом пневмоцилиндра, в поршне с возможностью поступательного перемещения и регулировки положения размещен подпружиненный упор, взаимодействующий с корпусом, причем между штоком и корпусом выполнен калиброванный зазор, а на каждой створке с ее внутренней стороны установлен аккумулятор давления, связанный через клапан открытия и пневмомагистрали с установленными на той же створке пневмоцилиндрами.The problem is solved in that in the device for separation and discharge of the head fairing of the launch vehicle, comprising pushers mounted on it with the possibility of rotation, pushers pivotally mounted on the outer surface of the cusps, supported on PH fittings axially adjustable, connected with shanks of pushers by shanks, having spherical tips, each pusher is made in the form of a pneumatic cylinder, the piston of which is equipped with a seal made in the form of a sealing ring installed in the friction liner in contact with the outer surface of the pneumatic cylinder body, a spring-loaded stop interacting with the body is placed in the piston with the possibility of translational movement and position adjustment, and a calibrated gap is made between the stem and the body, and a pressure accumulator is connected on each leaf from its inside, connected through opening valve and pneumatic lines with pneumatic cylinders installed on the same leaf.

Суть изобретения иллюстрируется чертежами, где на фиг.1 изображено устройство разделения и сброса головного обтекателя, установленное на РН, на фиг.2 показан пневмоцилиндр в разрезе, на фиг.3 изображена выноска А с разреза пневмоцилиндра.The essence of the invention is illustrated by drawings, in which Fig. 1 shows a head fairing separation and discharge device mounted on a PH, Fig. 2 shows a sectional view of a pneumatic cylinder, Fig. 3 shows a leader A from a section of a pneumatic cylinder.

Устройство разделения и сброса головного обтекателя РН состоит из двух створок 1, установленных в шарнирах 2 на РН 3 и связанных между собой замками продольного стыка 4. На каждой из створок 1 с внешней стороны шарнирно закреплена пара толкателей, выполненных в виде пневмоцилиндров 5, опирающихся на фитинги 6 РН 3 регулируемыми хвостовиками 7, имеющими сферические законцовки 8, а с внутренней стороны на каждой из створок 1 установлен аккумулятор давления 9 с клапаном открытия 10. Каждый из пневмоцилиндров 5 состоит из шарнирно закрепленного на створке 1 корпуса 11, поршня 12, снабженного уплотнителем, выполненным в виде герметизирующего кольца 13, установленного в антифрикционный вкладыш 14, контактирующий внешней поверхностью с корпусом 11. В поршне 12 установлена гайка 15, в которой с возможностью поступательного перемещения размещен подпружиненный упор 16, поджатый тарельчатыми пружинами 17. С поршнем 12 жестко связан шток 18, в который ввинчен хвостовик 7, а между корпусом 11 и штоком 18 имеется калиброванный зазор К. Каждый из пневмоцилиндров 5 соединен пневмомагистралью 19 с аккумулятором давления 9, установленным на той же створке 1.The PH head fairing separation and discharge device consists of two flaps 1, mounted in hinges 2 on the PH 3 and interconnected by locks of the longitudinal joint 4. On each of the flaps 1, a pair of pushers made in the form of pneumatic cylinders 5, based on fittings 6 PH 3 with adjustable shanks 7 having spherical tips 8, and a pressure accumulator 9 with an opening valve 10 is installed on each of the wings 1. Each of the pneumatic cylinders 5 consists of a pivotally mounted Orc 1 of the housing 11, the piston 12, equipped with a seal made in the form of a sealing ring 13, installed in the antifriction liner 14, in contact with the outer surface of the housing 11. In the piston 12 there is a nut 15, in which the spring stop 16 is placed with the possibility of translational movement with Belleville springs 17. A rod 18 is tightly connected to the piston 12, into which the shank 7 is screwed, and there is a calibrated gap K between the body 11 and the rod 18. Each of the pneumatic cylinders 5 is connected by a pneumatic line 19 to a battery ION 9 mounted on the same casement 1.

Устройство разделения и сброса головного обтекателя РН функционирует следующим образом. После установки на внутренних поверхностях створок 1 аккумуляторов давления 9, стыковки створок 1 между собой замками продольного стыка 4, шарнирного закрепления на створках 1 пневмоцилиндров 5 и соединения их с пневмомагистралями 19, подходящими от аккумуляторов давления 9, производится установка обтекателя в шарниры 2 РН 3 и закрепление его на РН 3 путем закрытия замков РН 3. Перед установкой обтекателя хвостовики 7 пневмоцилиндров ввинчиваются в их штоки 18 на величину, обеспечивающую стыковку с фитингами 6 РН 3. После установки обтекателя на РН 3 производится вывинчивание хвостовиков 7 из штоков 18, за счет чего производится совмещение сферических законцовок 8 с фитингами 6 РН 3. При этом после доведения зазора между законцовками 8 хвостовиков 7 и фитингами 6 до нуля, производится вывинчивание хвостовиков 7 еще на некоторую величину, благодаря чему подпружиненные упоры 16, взаимодействуя с корпусом 11, поджимают тарельчатые пружины 17 на некоторую величину, вследствие чего создается гарантированное усилие поджатия хвостовиков 7 к фитингам 6. Следует отметить, что при установке в поршни 12 подпружиненных упоров 16 благодаря регулированию положения гаек 15 добиваются одинаковости гарантированного усилия поджатия подпружиненных упоров 16 к гайкам 15. Это необходимо, поскольку тарельчатые пружины 17 имеют большие колебание по величине жесткости. Вследствие того что подпружиненные упоры 16 при этом могут выступать над поршнем12 на разную величину, длина вывинчивания хвостовиков 7 при доведении зазора между законцовками 8 и фитингами 6 может быть разной, а при создании затем гарантированного усилия поджатия величина вывинчивания хвостовиков 7 одинакова, благодаря чему усилие гарантированного поджатия для всех пневмоцилиндров 5 одинаково.The device for separation and discharge of the head fairing PH operates as follows. After the pressure accumulators 9 are installed on the inner surfaces of the leaves 1, the leaves 1 are joined together by the longitudinal joints 4, pivotally mounted on the leaves 1 of the pneumatic cylinders 5 and connected to the pneumatic lines 19 suitable from pressure accumulators 9, the fairing is installed in the hinges 2 of PH 3 and securing it to the PH 3 by closing the locks of the PH 3. Before installing the fairing, the shanks of 7 pneumatic cylinders are screwed into their rods 18 by an amount that ensures docking with fittings 6 of the pH 3. After installing the fairing on H 3, the shanks 7 are unscrewed from the rods 18, due to which the spherical tips 8 are combined with the PH 6 fittings 3. In this case, after bringing the gap between the tips 8 of the shanks 7 and the fittings 6 to zero, the shanks 7 are unscrewed by another amount, thanks to why the spring-loaded stops 16, interacting with the housing 11, compress the Belleville springs 17 by a certain amount, as a result of which a guaranteed force is applied to compress the shanks 7 to the fittings 6. It should be noted that when installed in the piston 12 spring-loaded stop 16 by regulating the position of the screws 15 achieve equal guaranteed preload force of spring-loaded stop 16 to the nuts 15. This is because the disc springs 17 have large fluctuations in the value of rigidity. Due to the fact that the spring-loaded stops 16 may protrude over the piston 12 by a different amount, the length of unscrewing the shanks 7 when adjusting the gap between the tips 8 and the fittings 6 may be different, and when creating a guaranteed compressive force, the amount of unscrewing the shanks 7 is the same, due to which the guaranteed force the preload for all pneumatic cylinders 5 is the same.

При установке РН 3 на пусковое устройство, а также при проведении заправки РН 3 и после нее происходит деформация корпуса РН 3, в результате чего происходит смещение связок «поршень 12 + шток 18 + хвостовик 7» относительно корпусов 11 пневмоцилиндров 5, которое компенсируется сжатием или растяжением пакетов тарельчатых пружин 17 благодаря взаимодействию подпружиненных упоров 16 с корпусами 11. В процессе полета в заданное время производится раскрытие замков продольного стыка, расфиксируется стык створок 1 с РН 3 и одновременно открываются клапаны открытия 10. Сжатый воздух из аккумуляторов давления 9 подается в полости между поршнями 12 и корпусами 11, в результате чего со стороны пневмоцилиндров 5 на РН 3 и створки 1 начинает действовать расталкивающая сила требуемой величины. Благодаря одинаковой длине пневмомагистралей, одинаковому давлению заправки аккумуляторов 9, одинаковому усилию гарантийного поджатия достигается одинаковость усилий, действующих со стороны пневмоцилиндров 9 на створки 1 и РН 3. В процессе перемещения поршня 12 преодолевается усилие трения, возникающее в результате давления на стенку корпуса 11 уплотнителя поршня 12. Величина этого усилия кроме уровня давления определяется также коэффициентом трения между уплотнителем и стенкой корпуса 11. Использование в качестве уплотнителя герметизирующего кольца 13, создающего поджимающее усилие, установленного в антифрикционный вкладыш 14, выполненный, например, из фторопласта, позволяет снизить абсолютную величину трения и, как следствие, абсолютную величину разницы в усилиях, развиваемых разными пневмоцилиндрами 5, которая может возникать из-за разницы упругих и фрикционных свойств герметизирующих колец 13.When RN 3 is installed on the starting device, as well as when RN 3 is refueling and after it, the RN 3 case deforms, as a result of which the ligaments “piston 12 + rod 18 + shank 7” are displaced relative to the bodies 11 of the pneumatic cylinders 5, which is compensated by compression or stretching the packages of Belleville springs 17 due to the interaction of the spring-loaded stops 16 with the housings 11. During the flight at the specified time, the locks of the longitudinal joint are opened, the joint of the wings 1 with the PH 3 is unlocked and at the same time the valves open opening 10. Compressed air from pressure accumulators 9 is supplied into the cavity between the pistons 12 and the housings 11, as a result of which the repulsive force of the required size starts to act from the side of the pneumatic cylinders 5 on the PH 3 and the shutter 1. Due to the same length of the pneumatic lines, the same pressure to charge the batteries 9, the same force of the guarantee clamping, the same forces acting on the side of the pneumatic cylinders 9 on the leaves 1 and PH 3 are achieved. In the process of moving the piston 12, the frictional force resulting from pressure on the wall of the housing 11 of the piston seal is overcome 12. The value of this force, in addition to the pressure level, is also determined by the coefficient of friction between the sealant and the wall of the housing 11. Use of a sealant as a sealant ring 13, creating a pressing force installed in the antifriction liner 14, made of, for example, fluoroplastic, allows to reduce the absolute value of friction and, as a result, the absolute value of the difference in the forces developed by different pneumatic cylinders 5, which can occur due to the difference in elastic and frictional properties of the sealing rings 13.

Под воздействием усилий от пневмоцилиндров 5 происходит разворот створок 1, причем благодаря близости по величине этих усилий возмущения движения РН 3 минимальны.Under the influence of efforts from the pneumatic cylinders 5, the turn of the valves 1 occurs, and due to the proximity in magnitude of these efforts, the disturbances in the movement of the PH 3 are minimal.

Поскольку между корпусом 11 и штоком 18 имеется калиброванный зазор К, то в момент старта РН 3 объем внутри корпусов 11, расположенный за поршнями 12 вокруг штоков 18, заполнен воздухом с атмосферным давлением. По мере подъема РН 3 над земной поверхностью давление окружающей среды падает и воздух из полостей за поршнями 12 начинает вытекать через зазор К наружу. Однако вследствие того, что отрезок времени от момента старта до момента начала сброса обтекателя невелик, а величина зазора К весьма мала, к моменту начала сброса обтекателя давление в полостях за поршнями 12 снизится незначительно. Поэтому в процессе движения поршней 12 в полостях за ними давление начнет возрастать при одновременном увеличения сброса воздуха через калиброванный зазор К. Соотношение между давлением в аккумуляторах давления 9, геометрическими параметрами пневмоцилиндров 5 и величиной зазора К выбраны так, что при обеспечении требуемой динамики разворота и отделения створок 1 скорость движения поршней 12 в конце рабочего хода снижается практически до нуля, что также способствует уменьшению возмущений движения РН 3. В остальном процесс сброса створок 1 происходит так же, как и у прототипа.Since there is a calibrated gap K between the housing 11 and the stem 18, at the time of launch of the PH 3, the volume inside the housings 11 located behind the pistons 12 around the rods 18 is filled with air with atmospheric pressure. As the PH 3 rises above the earth's surface, the environmental pressure drops and air from the cavities behind the pistons 12 begins to flow out through the gap K to the outside. However, due to the fact that the time interval from the start to the moment of the start of the vent fairing is small, and the clearance K is very small, by the time the start of the vent fairing discharge the pressure in the cavities behind the pistons 12 will decrease slightly. Therefore, during the movement of the pistons 12 in the cavities behind them, the pressure will begin to increase while increasing the air discharge through the calibrated gap K. The relationship between the pressure in the pressure accumulators 9, the geometric parameters of the pneumatic cylinders 5 and the clearance K are chosen so that, while ensuring the required dynamics of rotation and separation leaf 1, the speed of the pistons 12 at the end of the stroke is reduced to almost zero, which also helps to reduce disturbances in the movement of the pH 3. The rest of the process of resetting the leaf 1 roiskhodit just like the prototype.

Предложенная конструкция устройства разделения и сброса головного обтекателя РН прошла экспериментальную отработку, в результате которой были подтверждены ее работоспособность и заявленные преимущества, а именно:The proposed design of the separation device and discharge of the head fairing of the launch vehicle was tested experimentally, as a result of which its operability and declared advantages were confirmed, namely:

1. За счет уменьшения массы устройства разделения и сброса масса обтекателя снижена на 150 кг.1. By reducing the mass of the separation and discharge device, the mass of the fairing is reduced by 150 kg.

2. Благодаря малому поперечному сечению пневмоцилиндров и размещению аккумуляторов давления на внутренних поверхностях створок уменьшено аэродинамическое сопротивление обтекателя.2. Due to the small cross-section of the pneumatic cylinders and the placement of pressure accumulators on the inner surfaces of the wings, the aerodynamic drag of the fairing is reduced.

3. Существенно снижены возмущения движения РН в процессе сброса обтекателя, за счет чего повышена точность параметров орбиты выведения КА.3. Significantly reduced perturbations of the LV movement in the process of dumping the fairing, due to which the accuracy of the parameters of the orbit of the SC launch was increased.

Claims

A device for separating and dumping the head fairing of the launch vehicle, comprising pushers mounted on it with a possibility of rotation, pushers pivotally mounted on the outer surface of the wings, supported by fittings of the launch vehicle axially adjustable, connected with pusher rods by shanks having spherical tips, different the fact that each pusher is made in the form of a pneumatic cylinder, the piston of which is equipped with a seal made in the form of a sealing ring installed in the antifriction On the liner in contact with the outer surface of the pneumatic cylinder body, a spring-loaded stop interacting with the body is placed in the piston with the possibility of translational movement and position adjustment, and a calibrated gap is made between the stem and the body, and a pressure accumulator is connected on each leaf from its inside, connected through opening valve and pneumatic lines with pneumatic cylinders installed on the same leaf.