RU2414391C1 - Method of descending space rocket stage separation part and device to this end - Google Patents

Method of descending space rocket stage separation part and device to this end Download PDF

Info

Publication number
RU2414391C1
RU2414391C1 RU2009123768/11A RU2009123768A RU2414391C1 RU 2414391 C1 RU2414391 C1 RU 2414391C1 RU 2009123768/11 A RU2009123768/11 A RU 2009123768/11A RU 2009123768 A RU2009123768 A RU 2009123768A RU 2414391 C1 RU2414391 C1 RU 2414391C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
descent
fuel
separating part
rocket
gas
Prior art date
Application number
RU2009123768/11A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2009123768A (en
Inventor
Валерий Иванович Трушляков (RU)
Валерий Иванович Трушляков
Владимир Юрьевич Куденцов (RU)
Владимир Юрьевич Куденцов
Яков Тимофеевич Шатров (RU)
Яков Тимофеевич Шатров
Игорь Васильевич Агапов (RU)
Игорь Васильевич Агапов
Original Assignee
Государственное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Омский Государственный Технический Университет"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Государственное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Омский Государственный Технический Университет" filed Critical Государственное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Омский Государственный Технический Университет"
Priority to RU2009123768/11A priority Critical patent/RU2414391C1/en
Publication of RU2009123768A publication Critical patent/RU2009123768A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2414391C1 publication Critical patent/RU2414391C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
  • Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)

Abstract

FIELD: transport.
SUBSTANCE: invention relates to space engineering, particularly, to liquid propellant rockets. Proposed method consists in stabilising discarded part in engine-forward position, orienting it and controlling its descent. Said separated from the rocket, maneuver is performed by power of gasified residual liquid fuel components fed into descent rocket gas engine plant. Control over motion of center of mass and around it is carried out by deflecting chambers of gas jet engine plant. Angular position of separation part in space, on cutting in gas jet engine, is set corresponding to minimum angle of attack on re-entry, and separation part is spinned about its lengthwise axis. Proposed separation part comprises control and navigation system, and gasification system. Fuel compartment bottom accommodates four chambers, each being provided with drive. Gasification system incorporates self-contained gas generator with membrane system to feed fuel components, acoustic vibration exciters arranged on unions feeding fuel in fuel tanks.
EFFECT: reduced area of rocket descent.
3 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к ракетно-космической технике, в частности к ракетам-носителям на жидком топливе. Известны способы выведения полезного груза в космическое пространство, например, кн. Ю.Г.Сихарулидзе. Баллистика летательных аппаратов. - М.: Наука, 1982. - 352 с. Движение всех ступеней, в том числе и их отделяющихся частей, осуществляется в плоскости пуска, программное значение углов крена и рыскания всегда равно нулю, а программное значение угла тангажа определяется требованием выведения на орбиту максимальной полезной нагрузки.The invention relates to rocket and space technology, in particular to rocket launchers for liquid fuel. Known methods of putting payload into outer space, for example, Prince. Yu.G. Sikharulidze. Ballistics of aircraft. - M .: Nauka, 1982.- 352 p. The movement of all stages, including their separating parts, is carried out in the launch plane, the programmed value of the roll and yaw angles is always zero, and the programmed value of the pitch angle is determined by the requirement of putting the maximum payload into orbit.

Учитывая тот факт, что ракеты-носители (РН) состоят из нескольких ступеней, в которых, как правило, находятся жидкие токсичные остатки горючего и окислителя, то возникает проблема по ограничению районов падения отделяющихся частей (ОЧ).Given the fact that launch vehicles (LV) consist of several stages, in which, as a rule, liquid toxic residues of fuel and oxidizer are located, a problem arises of limiting the areas of incidence of separating parts (OC).

Наиболее близким к предлагаемому способу является изобретение «Способ спуска ускорителя ракеты космического назначения в посадочную зону и устройство для его осуществления» по патенту RU 2043954, B64G 1/24, B64C 17/00, где осуществляется спуск ускорителя, т.е. ОЧ, в ограниченный район падения с использованием стабилизации, прицеливания и управляемого спуска с использованием аэродинамических сил.Closest to the proposed method is the invention "A method of launching an accelerator of a space rocket into the landing zone and a device for its implementation" according to patent RU 2043954, B64G 1/24, B64C 17/00, where the accelerator is launched, i.e. PF, in a limited area of incidence using stabilization, aiming and controlled descent using aerodynamic forces.

Применение данного способа вызывает ряд технических проблем, в том числе сложностью реализации аэродинамических рулей и их приводов, временем и стоимостью отработки всей системы спуска. Кроме того, применение данного способа не позволяет решить проблему по уменьшению воздействия остатков ракетного топлива на окружающую среду, что особенно актуально для токсичных топлив, в том числе и керосина.The application of this method causes a number of technical problems, including the difficulty of implementing aerodynamic rudders and their drives, the time and cost of working out the entire descent system. In addition, the application of this method does not solve the problem of reducing the impact of rocket fuel residues on the environment, which is especially important for toxic fuels, including kerosene.

В связи с необходимостью выведения полезных нагрузок на орбиты с различными наклонениями i возникает необходимость различных азимутов плоскостей пуска Ar PH и соответственно дополнительных районов падения.In connection with the need to bring payloads to orbits with different inclinations i, there is a need for different azimuths of the launch planes A r PH and, accordingly, additional areas of incidence.

В соответствии со сферической геометрией имеет место равенство:In accordance with spherical geometry, the equality holds:

Figure 00000001
Figure 00000001

где i - наклонение орбиты, φr - широта точки старта PH, Ar - азимут направления пуска PH.where i is the inclination of the orbit, φ r is the latitude of the starting point PH, A r is the azimuth of the starting direction PH.

Выделение районов падения для ОЧ связано с выведением из хозяйственного оборота значительных площадей, что, кроме экономического ущерба, не всегда представляется возможным, например, из-за наличия крупных населенных пунктов, территорий сопредельных государств и т.д.The allocation of areas of decline for HF is associated with the removal of significant areas from the economic turnover, which, in addition to economic damage, is not always possible, for example, due to the presence of large settlements, territories of neighboring states, etc.

В этой связи выведение первой (второй) ступени PH осуществляют в плоскости с азимутом направления пуска Ar, где имеются районы падения, а последующей ступенью осуществляют маневр в плоскости рыскания для осуществления выведения на заданную орбиту, что приводит к значительным энергетическим затратам, определяемым по формуле косинусов:In this regard, the removal of the first (second) stage PH is carried out in the plane with the azimuth of the launch direction A r , where there are fall areas, and the next stage maneuvers in the yaw plane to launch to a given orbit, which leads to significant energy costs, determined by the formula cosines:

Figure 00000002
Figure 00000002

где ΔV - потребное значение характеристической скорости для маневра перевода с траектории выведения, где имеются районы падения, на траекторию, выведение по которой обеспечит заданное наклонение орбиты i,where ΔV is the required value of the characteristic speed for the transfer maneuver from the launch path, where there are fall areas, to the path, the launch of which will provide a given inclination of the orbit i,

V31, V32 - скорости движения центра масс PH на момент начала маневра с траектории выведения, для которой имеются районы падения на траекторию выведения с заданным углом наклонения орбиты i,V 31 , V 32 - the velocity of the center of mass PH at the moment of the start of the maneuver from the launch path, for which there are areas of incidence on the launch path with a given orbital inclination angle i,

φ - угол между векторами V31, V32.φ is the angle between the vectors V 31 , V 32 .

На фиг.1 приведены схемы выведения PH с привязками к районам падения ОЧ.Figure 1 shows the scheme for the removal of PH with reference to the areas of fall of OCh.

Приняты следующие обозначения:The following notation is accepted:

A1, A2 - азимуты пуска;A 1 , A 2 - azimuths of launch;

РПОЧ11, РПОЧ21 - имеющиеся районы падения при пусках по азимуту A1;RPOCH11, RPOCH21 - available fall areas during launches in azimuth A 1 ;

РПОЧ12, РПОЧ22 - районы падения, которые необходимо выделить при пусках по азимуту A2;RPOCH12, RPOCH22 - fall areas, which must be distinguished during launches in azimuth A 2 ;

a11, a12 - активные участки траектории (АУТ) первой ступени при пусках соответственно по A1 и A2;a 11 , a 12 - active sections of the trajectory (AUT) of the first stage during starts, respectively, according to A 1 and A 2 ;

a21, a22 - АУТ второй ступени при пусках соответственно по A1 и A2;a 21 , a 22 - AUT of the second stage during starts, respectively, according to A 1 and A 2 ;

a31, a32 - АУТ третьей ступени при пусках соответственно по A1 и A2;a 31 , a 32 - third-stage automatic control system at starts according to A 1 and A 2 , respectively;

P11, P12 - пассивные участки траектории (ПУТ) ОЧ первой ступени при пусках по A1 и A2;P 11, P 12 - passive sections of the trajectory (PUT) of the first stage OCh at starts according to A 1 and A 2 ;

P21, P22 - ПУТ ОЧ второй ступени при пусках по A1 и A2;P 21 , P 22 - PUT OCH of the second stage at starts according to A 1 and A 2 ;

P13, P23 - движение ОЧ1 и ОЧ2 при предлагаемом способе спуска в заданные районы падения с использованием газовой реактивной двигательной установки;P 13 , P 23 - the movement of OCH1 and OCH2 with the proposed method of descent to predetermined areas of incidence using a gas jet propulsion system;

V31, V32 - скорости третьей ступени при выведении соответственно по азимутам A1 и A2;

Figure 00000003
V 31 , V 32 - the speed of the third stage when deriving respectively in azimuths A 1 and A 2 ;
Figure 00000003

Figure 00000004
- затраты на маневр для увода с траектории в плоскости пуска с A1 на траекторию с плоскостью пуска A2;
Figure 00000004
- the cost of maneuver to move away from the path in the launch plane from A 1 to the path with the launch plane A 2 ;

φ - угол между векторами скоростей V31 и V32.φ is the angle between the velocity vectors V 31 and V 32 .

Существо предлагаемого способа заключается в том, что спуск ОЧ в заданный и уменьшенный по площади район падения осуществляют на основе использования специальной газовой реактивной двигательной установки (ДУ) спуска и энергетических ресурсов компонентов ракетного топлива, остающихся в топливных баках ОЧ. См. фиг.1: движения ОЧ первой ступени по траекториям P31, а ОЧ второй ступени по траектории P32.The essence of the proposed method lies in the fact that the launch of the OCh in a predetermined and reduced area of the fall area is carried out on the basis of the use of a special gas jet propulsion system (DU) descent and energy resources of the components of rocket fuel remaining in the fuel tanks of the OCh. See figure 1: the movement of the first stage along the paths P 31 , and the second stage along the path P 32 .

Таким образом, предлагается следующая последовательность действий способа спуска после отделения ОЧ от ракеты с учетом наличия прототипа (стабилизацию, прицеливания, управляемого спуска):Thus, the following sequence of actions of the descent method is proposed after separation of the IF from the rocket, taking into account the presence of a prototype (stabilization, aiming, guided descent):

- маневр спуска в заданный район падения осуществляют за счет энергетики, заключенной в невыработанных остатках компонентов жидкого топлива на основе их газификации и подачи в специальную газовую реактивную ДУ;- maneuver of descent to a predetermined area of incidence is carried out at the expense of energy, contained in the undeveloped residues of the components of liquid fuel based on their gasification and supply to a special gas reactive remote control;

- энергетические затраты на реализацию маневра спуска ОЧ в заданный район падения с текущей траектории на попадающую определяют из условия обеспечения соответствующего приращения скорости центра масс ОЧ, определяемого по формуле (2), с тем отличием, что вместо V31, V32 будут использоваться соответственно скорости центров масс ОЧ первой и второй ступеней PH;- energy costs for the implementation of the maneuver of launching the OC in a given area of incidence from the current trajectory to the falling one are determined from the condition of ensuring the corresponding increment of the center of mass velocity of the OC determined by formula (2), with the difference that instead of V 31 , V 32 , respectively, the speeds will be used centers of mass of the first and second steps PH;

- управление движением центра масс и вокруг центра масс ОЧ осуществляют отклонениями камер газовой реактивной ДУ на основе решения задачи навигации и управления, как и в способе-прототипе;- controlling the movement of the center of mass and around the center of mass of the HF is carried out by the deviations of the chambers of the gas reactive remote control based on the solution of the problem of navigation and control, as in the prototype method;

- на момент выключения газовой реактивной ДУ обеспечивают угловое положение ОЧ в пространстве, соответствующее минимальному углу атаки при входе в плотные слои атмосферы,- at the time of shutdown of the gas reactive remote control provide the angular position of the OF in space, corresponding to the minimum angle of attack at the entrance to the dense layers of the atmosphere,

- закручивают ОЧ вокруг ее продольной оси;- twist OCh around its longitudinal axis;

- завершение активного участка маневра спуска осуществляют до входа в плотные слои атмосферы и сохранения управляемости ОЧ с помощью камер газовой реактивной ДУ.- completion of the active section of the maneuver of descent is carried out before entering the dense layers of the atmosphere and maintaining controllability of the OC using the cameras of a gas reactive remote control.

В качестве аналога устройства предлагается устройство по изобретению («Способ выведения полезного груза в космическое пространство и многоступенчатая ракетно-космическая система для его выведения» патент RU 2092384 В64С 1/16), а в качестве прототипа - устройство по изобретению «Способ спуска ускорителя ракеты космического назначения в посадочную зону и устройство для его осуществления», изложенному в патенте RU 2043954 B64G 1/24, В64С 17/00.As an analogue of the device, the device according to the invention is proposed ("A method for launching a payload into outer space and a multi-stage space-rocket system for its launch" patent RU 2092384 В64С 1/16), and as a prototype - a device according to the invention "Method for launching a space rocket accelerator destination in the landing zone and device for its implementation "set forth in patent RU 2043954 B64G 1/24, B64C 17/00.

Предлагаемое устройство представляет собой ОЧ часть ракеты космического назначения на жидких компонентах топлива, включающую в свой состав систему управления и навигации, систему газификации, отличающаяся тем, что на верхнем днище топливного отсека установлены 4 камеры в управляемые приводы, а система газификации имеет автономный газогенератор с мембранной системой подачи компонентов топлива, возбудители акустических колебаний, размещенных на штуцерах ввода теплоносителя в топливные баки.The proposed device is an OCh part of a space rocket on liquid fuel components, which includes a control and navigation system, a gasification system, characterized in that on the upper bottom of the fuel compartment there are 4 chambers in controlled drives, and the gasification system has an autonomous gas generator with a membrane a system for supplying fuel components, pathogens of acoustic vibrations located on the fittings for entering the coolant into the fuel tanks.

На фиг.2 приведено устройство для реализации данного способа.Figure 2 shows a device for implementing this method.

Поясним последовательность действий заявленного способа спуска ОЧ РН в заданный район падения.Let us explain the sequence of actions of the claimed method of launching the NF PH into a given area of incidence.

1. Маневр спуска в заданный район падения осуществляют за счет энергетики, заключенной в невыработанных остатках компонентов жидкого топлива на основе их газификации и подачи в газовую ДУ.1. The maneuver of descent to a predetermined area of incidence is carried out at the expense of energy, contained in the undeveloped residues of the components of liquid fuel based on their gasification and supply to the gas remote control.

В ОЧ ракет остаются остатки невыработанного топлива до 3% от начальной заливки. Невыработанные запасы топлива представляют собой: остатки недозабора, гарантийные заправки, заливка топливных магистралей и двигателя, а также могут быть и остатки топлива, предусмотренные для обеспечения задачи спуска ОЧ первой (второй) ступени в заданный район падения. Эти остатки газифицируют (см. например, «Способ выведения полезного груза в космическое пространство и многоступенчатая ракетно-космическая система для его выведения» патент RU 2092384 В64С 1/16).In OCh missiles, the remainder of the undeveloped fuel remains up to 3% of the initial fill. Undeveloped fuel reserves are: oversupply residues, warranty refueling, fuel lines and engine filling, and there may also be fuel residues provided for the task of lowering the first (second) stage of high-speed fuel to a specified drop area. These residues are gasified (see, for example, “A method for removing payload into outer space and a multi-stage space-rocket system for its removal” patent RU 2092384 В64С 1/16).

В соответствии с формулой Циолковского определяются располагаемые запасы характеристической скорости на борту ОЧIn accordance with the Tsiolkovsky formula, the available reserves of the characteristic speed on board the OCh are determined

Figure 00000005
Figure 00000005

где Pуд - удельная тяга, с; для ЖРД в вакууме достигает 300÷460 с;where P beats - specific thrust, s; for LRE in vacuum reaches 300 ÷ 460 s;

mo= mк+mтопл, mк - масса конструкции, в том числе и масса системы газификации;m o = m k + m fuel , m k is the mass of the structure, including the mass of the gasification system;

mтопл - масса остатков топлива в баках, которые подлежат газификации.m fuel - the mass of fuel residues in the tanks that are subject to gasification.

Например, для ступени с mккс=1500 кг, mтопл=100 кг, 200 кг и Pуд=300 с располагаемая энергетика в соответствии с (3) составит 189 м/с и 368 м/с.For example, for a stage with m kks = 1500 kg, m fuel = 100 kg, 200 kg and P beats = 300 s, the available energy in accordance with (3) will be 189 m / s and 368 m / s.

Очевидно, что решение задач спуска ОЧ в заданный район падения требует дополнительных массовых затрат и для каждого пуска необходимо принимать решение о целесообразности ее решения.Obviously, the solution of the problems of lowering the OCh to a given area of incidence requires additional mass costs, and for each launch it is necessary to decide on the feasibility of its solution.

2. Величину невыработанных остатков формируют с учетом спуска ОЧ в заданный район падения,2. The value of the undeveloped residues is formed taking into account the descent of the OCh in the specified area of the fall,

Энергетические затраты на реализацию маневра спуска ОЧ в заданный район падения с текущей траектории на попадающую определяют из условия обеспечения соответствующего приращения скорости центра масс ОЧ, определяемого по формуле (2), с тем отличием, что вместо V31, V32 будут использоваться соответственно соответствующие скорости центров масс ОЧ первой и второй ступеней.The energy costs for the implementation of the maneuver of launching the OC in a given area of incidence from the current path to the falling one are determined from the condition of ensuring the corresponding increment of the center of mass velocity of the OC determined by formula (2), with the difference that, instead of V 31 , V 32 , corresponding speeds will be used the centers of mass of the first and second steps.

Маневр спуска предусматривает приложение импульса скорости ΔV к центру масс ОЧ для обеспечения спуска ОЧ с траектории выведения на заданное наклонение на попадающую траекторию в имеющийся район падения. В соответствии с формулой (2) для ОЧ первой ступени величина этого импульса определится по формуле:The descent maneuver involves the application of a velocity impulse ΔV to the center of mass of the ocher to ensure the descent of the ocher from the trajectory of removal by a given inclination onto the trajectory in the existing fall region. In accordance with the formula (2) for the first stage OF, the magnitude of this pulse is determined by the formula:

Figure 00000006
Figure 00000006

где V11, V12, - скорости центра масс ОЧ первой ступени на момент разделения при движении по азимуту пуска A1, с имеющимся районом падения, обеспечивающая падение ОЧ в этот район, и скорость движения ОЧ этой же ступени по азимуту пуска A2 на заданную орбиту по энергетически оптимальной траектории, но без наличия района падения;where V 11 , V 12 , are the velocities of the center of mass of the first stage OHP at the time of separation when moving along the azimuth of launch A 1 , with an existing fall region, which ensures the fall of the OH in this region, and the speed of the OCh of the same stage along the azimuth of launch A 2 at a given orbit along an energetically optimal trajectory, but without the presence of a region of incidence;

χ - угол между векторами скоростей V11, V12.χ is the angle between the velocity vectors V 11 , V 12 .

Аналогично вычисляется и величина импульса для отделяющейся части второй ступени.The momentum value for the separating part of the second stage is calculated similarly.

Остатки невырабатываемых запасов топлива в ОЧ обусловлены, как правило, несовершенством бортовых систем: конструкции топливного отсека (остатки недозабора), гарантийные запасы (разброс работы ботовых систем), заливки магистралей и т.д. и составляют до 3% начальных рабочих запасов топлива.Residues of non-depleted fuel reserves in HF are caused, as a rule, by imperfection of on-board systems: fuel compartment structures (under-intake residues), warranty reserves (variation in the operation of bot systems), filling lines, etc. and make up to 3% of the initial working fuel reserves.

В зависимости от задач в соответствии с предлагаемым способом величина невыработанных запасов может быть увеличена для решения задач спуска ОЧ в заданный район по формуле (4).Depending on the tasks, in accordance with the proposed method, the amount of undeveloped reserves can be increased to solve the problems of lowering the reserve in the given area using the formula (4).

3. При выключении газовой ДУ обеспечивают угловое положение в пространстве, соответствующее минимальному углу атаки при входе в плотные слои атмосферы3. When you turn off the gas remote control provide an angular position in space corresponding to the minimum angle of attack at the entrance to the dense layers of the atmosphere

На участке выведения первой (второй) ступени углы тангажа при разделении ступеней для различных ракет и программ выведения могут составлять 80°-70° для первой ступени и 50°-30° для второй ступени, а угол атаки мал и не превышает 0-5° для первых ступеней и до 10° для вторых. При входе в плотные слои атмосферы (где скоростной напор принимает максимальное значение) углы атаки могут достигать различных значения, вплоть до 90°, что определяется величинами возмущений угловых скоростей ОЧ при разделении, длиной пассивного участка траектории от разделения ступеней до входа в атмосферу, начальными значениями угла тангажа, атаки и т.д. Как правило, большие углы атаки в плотных слоях атмосферы приводят к разрушению ОЧ, увеличению площадей районов падения.In the first (second) stage withdrawal area, pitch angles during separation of stages for different missiles and launch programs can be 80 ° -70 ° for the first stage and 50 ° -30 ° for the second stage, and the angle of attack is small and does not exceed 0-5 ° for the first steps and up to 10 ° for the second. Upon entering the dense layers of the atmosphere (where the pressure head takes on the maximum value), the angles of attack can reach different values, up to 90 °, which is determined by the magnitude of the perturbations of the angular velocities of the PF during separation, the length of the passive section of the trajectory from the separation of steps to the atmosphere, and the initial values pitch angle, attack, etc. As a rule, large angles of attack in the dense layers of the atmosphere lead to the destruction of the OC, an increase in the area of the areas of incidence.

Завершение активного участка маневра спуска осуществляют до входа в плотные слои атмосферы и сохранения управляемости ОЧ с помощью камер газовой реактивной ДУ.The completion of the active section of the descent maneuver is carried out before entering the dense layers of the atmosphere and maintaining the controllability of the PF using gas reactive remote control chambers.

Поясним работу устройства для реализации данного способа.Let us explain the operation of the device for implementing this method.

После отделения ОЧ от ракеты осуществляется запуск системы газификации путем подачи газа из шара-баллона 3 через электропневмоклапан 4 и редуктор 5 в вытеснительные емкости окислителя 6 и горючего 7 через расходные шайбы 9, 11 в газогенератор 8. Компоненты топлива самовоспламеняющиеся, например, несимметричный диметилгидразин - горючее и азотная кислота - окислитель.After separating the OCh from the rocket, the gasification system is launched by supplying gas from the balloon 3 through the electro-pneumatic valve 4 and gear 5 to the displacement containers of the oxidizer 6 and fuel 7 through the consumables 9, 11 into the gas generator 8. The fuel components are self-igniting, for example, asymmetric dimethylhydrazine - fuel and nitric acid - an oxidizing agent.

В газогенераторе 8 происходит химическая реакция с выделением теплоты. В зависимости от секундных расходов горючего и окислителя регулируется состав газовых продуктов сгорания, температура, давление на выходе из газогенератора 8. Пиромембраны 14, 17 вскрываются под давлением продуктов сгорания. Расходные шайбы 13, 16 регулируют массовый секундный расход теплоносителя через трубопроводы 19, 20 в топливные баки окислителя 1 и горючего 2.In the gas generator 8, a chemical reaction occurs with the release of heat. Depending on the second consumption of fuel and oxidizer, the composition of the gas products of combustion, temperature, and pressure at the outlet of the gas generator are regulated 8. The pyromembranes 14, 17 are opened under the pressure of the products of combustion. The washers 13, 16 regulate the mass second flow rate of the coolant through the pipelines 19, 20 to the fuel tanks of the oxidizer 1 and fuel 2.

Для повышения эффективности процесса газификации на вводимый в топливные баки 1, 2 теплоноситель накладывают акустические колебания путем установки на трубопроводы 19, 20 завихривающих устройств (21, 22) типа «свистков». См., например, патент «Способ подготовки жидкого топлива к сжиганию» RU 2132020 F23K 5/02.To increase the efficiency of the gasification process, acoustic vibrations are introduced into the coolant introduced into the fuel tanks 1, 2 by installing swirling devices (21, 22) on pipelines 19, 20 of the “whistle” type. See, for example, the patent "Method for preparing liquid fuel for combustion" RU 2132020 F23K 5/02.

Под действием теплоносителя, с наложенными на него устройствами 21, 22 акустическими колебаниями, происходит газификация остатков горючего и окислителя в баках. По достижении заданного давления в баках вскрываются пиромембраны 15, 18 и газообразные компоненты топлива попадают в газовый коллектор 23, а оттуда в камеры сгорания 24 газовой реактивной ДУ, где они взаимодействуют и создают тягу. Управление вектором тяги газовой реактивной ДУ осуществляется приводами 25.Under the influence of the coolant, with acoustic vibrations devices 21, 22 superimposed on it, gasification of the fuel and oxidant residues in the tanks takes place. Upon reaching the specified pressure in the tanks, pyromembranes 15, 18 are opened and the gaseous components of the fuel enter the gas manifold 23, and from there into the combustion chambers 24 of the gas reactive remote control, where they interact and create traction. The thrust vector control gas reactive remote control is carried out by the actuators 25.

Claims (3)

1. Способ спуска отделяющейся части ракеты космического назначения на жидких компонентах топлива в заданный район падения, основанный на стабилизации отделяющейся части положением двигательной установкой вперед, ориентации и управляемом движении отделяющейся части, отличающийся тем, что после отделения отделяющейся части маневр спуска в заданный район падения осуществляют за счет энергетики, заключенной в невыработанных остатках компонентов жидкого топлива на основе их газификации и подачи в газовую ракетную двигательную установку спуска, при этом управление движением центра масс и вокруг центра масс отделяющейся части осуществляют отклонениями камер газовой реактивной двигательной установки, а отделяющейся части на момент выключения газовой реактивной двигательной установки обеспечивают угловое положение в пространстве, соответствующее минимальному углу атаки при входе ее в плотные слои атмосферы, и закручивают отделяющуюся часть вокруг ее продольной оси.1. The method of launching a separating part of a space rocket on liquid fuel components to a predetermined area of incidence, based on the stabilization of the separating part by the position of the propulsion system forward, the orientation and controlled movement of the separating part, characterized in that after separation of the separating part, a descent maneuver is carried out in a predetermined area of incidence due to the energy contained in the undeveloped residues of liquid fuel components based on their gasification and supply to a gas rocket propulsion system descent, while controlling the movement of the center of mass and around the center of mass of the separating part is carried out by the deviations of the chambers of the gas jet propulsion system, and the separating part at the time of shutdown of the gas jet propulsion system provides an angular position in space corresponding to the minimum angle of attack when it enters the dense layers of the atmosphere, and twist the detachable part around its longitudinal axis. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что величину невыработанных остатков жидкого топлива формируют с учетом спуска отделяющейся части в заданный район падения, а завершение активного участка маневра спуска осуществляют до входа в плотные слои атмосферы и сохранения управляемости отделяющейся части с помощью камер газовой реактивной двигательной установки.2. The method according to claim 1, characterized in that the value of the undeveloped residual liquid fuel is formed taking into account the descent of the separating part to a predetermined area of incidence, and the completion of the active section of the maneuver of descent is carried out before entering the dense layers of the atmosphere and maintaining the controllability of the separating part using gas chambers jet propulsion system. 3. Отделяющаяся часть ракеты космического назначения на жидких компонентах топлива, включающая в свой состав систему управления и навигации, систему газификации, отличающаяся тем, что на верхнем днище топливного отсека установлены четыре камеры, каждая из которых оснащена приводом, а система газификации имеет автономный газогенератор с мембранной системой подачи компонентов топлива, возбудители акустических колебаний, размещенные на штуцерах ввода теплоносителя в топливные баки. 3. The detachable part of a space rocket on liquid fuel components, including a control and navigation system, a gasification system, characterized in that four chambers are installed on the upper bottom of the fuel compartment, each of which is equipped with a drive, and the gasification system has an autonomous gas generator with a membrane system for supplying fuel components, acoustic vibration pathogens located on the coolant inlet to the fuel tanks.
RU2009123768/11A 2009-06-22 2009-06-22 Method of descending space rocket stage separation part and device to this end RU2414391C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009123768/11A RU2414391C1 (en) 2009-06-22 2009-06-22 Method of descending space rocket stage separation part and device to this end

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009123768/11A RU2414391C1 (en) 2009-06-22 2009-06-22 Method of descending space rocket stage separation part and device to this end

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2009123768A RU2009123768A (en) 2010-12-27
RU2414391C1 true RU2414391C1 (en) 2011-03-20

Family

ID=44053646

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2009123768/11A RU2414391C1 (en) 2009-06-22 2009-06-22 Method of descending space rocket stage separation part and device to this end

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2414391C1 (en)

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2464526C1 (en) * 2011-03-30 2012-10-20 Федеральное государственное унитарное предприятие Государственный космический научно-производственный центр имени М.В. Хруничева Method of minimising estrangement zone for multistage carrier rocket jettisonable parts
RU2475429C1 (en) * 2011-07-04 2013-02-20 Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Образования И Науки Российской Федерации Method of spacecraft stage separation part descent
RU2506206C1 (en) * 2012-07-12 2014-02-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Омский государственный технический университет" Method of descending space rocket stage separation part and device to this end
RU2522536C1 (en) * 2012-12-07 2014-07-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Омский государственный технический университет" Method of rocket in-tank liquid-propellant gasification and device to this end
RU2562826C1 (en) * 2014-07-15 2015-09-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Омский государственный технический университет" Increasing efficiency of space rocket with mid-flight liquid-propellant engine
RU2581894C1 (en) * 2015-02-10 2016-04-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Омский государственный технический университет" Method of descending separated space rocket stage and device therefor
RU2621771C2 (en) * 2015-09-15 2017-06-07 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Омский государственный технический университет" Method of lowering the spent part of space-mission vehicle submissile and the device for its implementation
RU2643073C1 (en) * 2016-03-02 2018-01-30 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Омский государственный технический университет" Method of descent of separating part of launch vehicle
RU2672683C1 (en) * 2017-11-27 2018-11-19 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Омский государственный технический университет" Method of minimising zones of exclusion of carrier rocket separated parts
RU2690304C1 (en) * 2018-07-02 2019-05-31 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Омский государственный технический университет" Method of flight-design tests of on-board system for evaporation of liquid fuel residues in tank of spent carrier rocket stage
RU2700150C1 (en) * 2018-07-02 2019-09-12 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Омский государственный технический университет" Method for minimization of exclusion zones for carrier rocket separating parts and device for its implementation
RU2746473C1 (en) * 2020-05-13 2021-04-14 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Омский государственный технический университет"(ОмГТУ) Method for lowering launch vehicle stage accelerator during emergency shutdown of liquid rocket engine and device for its implementation

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2464526C1 (en) * 2011-03-30 2012-10-20 Федеральное государственное унитарное предприятие Государственный космический научно-производственный центр имени М.В. Хруничева Method of minimising estrangement zone for multistage carrier rocket jettisonable parts
RU2475429C1 (en) * 2011-07-04 2013-02-20 Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Образования И Науки Российской Федерации Method of spacecraft stage separation part descent
RU2506206C1 (en) * 2012-07-12 2014-02-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Омский государственный технический университет" Method of descending space rocket stage separation part and device to this end
RU2522536C1 (en) * 2012-12-07 2014-07-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Омский государственный технический университет" Method of rocket in-tank liquid-propellant gasification and device to this end
RU2562826C1 (en) * 2014-07-15 2015-09-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Омский государственный технический университет" Increasing efficiency of space rocket with mid-flight liquid-propellant engine
RU2581894C1 (en) * 2015-02-10 2016-04-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Омский государственный технический университет" Method of descending separated space rocket stage and device therefor
RU2621771C2 (en) * 2015-09-15 2017-06-07 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Омский государственный технический университет" Method of lowering the spent part of space-mission vehicle submissile and the device for its implementation
RU2643073C1 (en) * 2016-03-02 2018-01-30 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Омский государственный технический университет" Method of descent of separating part of launch vehicle
RU2672683C1 (en) * 2017-11-27 2018-11-19 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Омский государственный технический университет" Method of minimising zones of exclusion of carrier rocket separated parts
RU2690304C1 (en) * 2018-07-02 2019-05-31 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Омский государственный технический университет" Method of flight-design tests of on-board system for evaporation of liquid fuel residues in tank of spent carrier rocket stage
RU2700150C1 (en) * 2018-07-02 2019-09-12 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Омский государственный технический университет" Method for minimization of exclusion zones for carrier rocket separating parts and device for its implementation
RU2746473C1 (en) * 2020-05-13 2021-04-14 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Омский государственный технический университет"(ОмГТУ) Method for lowering launch vehicle stage accelerator during emergency shutdown of liquid rocket engine and device for its implementation

Also Published As

Publication number Publication date
RU2009123768A (en) 2010-12-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2414391C1 (en) Method of descending space rocket stage separation part and device to this end
US10815935B2 (en) Throttleable propulsion launch escape systems and devices
US4964340A (en) Overlapping stage burn for multistage launch vehicles
US9567108B2 (en) Gas gun launcher
US8047472B1 (en) Ram booster
US9567107B2 (en) Gas gun launcher
US11613385B2 (en) Systems and techniques for launching a payload
US6921051B2 (en) System for the delivery and orbital maintenance of micro satellites and small space-based instruments
JP2016026125A (en) Sea landing of space launching machine and associated system and method
JPH01501133A (en) Method and apparatus for launching a spacecraft using a recoverable rocket upper stage
US20140326832A1 (en) Method and system for feeding jet engines
RU2581894C1 (en) Method of descending separated space rocket stage and device therefor
RU2562826C1 (en) Increasing efficiency of space rocket with mid-flight liquid-propellant engine
RU2506206C1 (en) Method of descending space rocket stage separation part and device to this end
RU2522536C1 (en) Method of rocket in-tank liquid-propellant gasification and device to this end
JPH0339188B2 (en)
RU2484283C2 (en) Utilisation method of residual components of rocket fuel in spent stages of carrier rockets
RU2621771C2 (en) Method of lowering the spent part of space-mission vehicle submissile and the device for its implementation
Wiswell et al. X-15 propulsion system
RU2748079C1 (en) Method for separating payloads from the orbital stage of the launch vehicle with a liquid propellant engine
RU155579U1 (en) MULTISTAGE ROCKET
RU2787259C1 (en) Method for refilling a space object with liquid fuel in outer space
RU2775946C1 (en) Method for pre-launch zero-gravity inertial separation of gas inclusions in the liquid component of fuel of the orbital unit (variants)
RU2690304C1 (en) Method of flight-design tests of on-board system for evaporation of liquid fuel residues in tank of spent carrier rocket stage
Fisher Space Track Launch System-Second Stage Requirements

Legal Events

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

Effective date: 20160623