RU2458830C1 - Spaceship return apparatus - Google Patents
Spaceship return apparatus Download PDFInfo
- Publication number
- RU2458830C1 RU2458830C1 RU2011114178/11A RU2011114178A RU2458830C1 RU 2458830 C1 RU2458830 C1 RU 2458830C1 RU 2011114178/11 A RU2011114178/11 A RU 2011114178/11A RU 2011114178 A RU2011114178 A RU 2011114178A RU 2458830 C1 RU2458830 C1 RU 2458830C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- engine
- adapter
- capsule
- nozzles
- solid fuel
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Aiming, Guidance, Guns With A Light Source, Armor, Camouflage, And Targets (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к ракетной технике и может быть использовано при создании возвращаемого аппарата (ВА), снабженного твердотопливной системой аварийного спасения (САС) и тормозной двигательной установкой.The invention relates to rocket technology and can be used to create a returned apparatus (VA) equipped with a solid fuel emergency rescue system (CAC) and a brake propulsion system.
Известно применение ракетного двигателя твердого топлива (РДТТ) в качестве двигательной установки (ДУ) САС возвращаемого аппарата космического корабля «Союз-ТМ» [О жизни и деятельности академика Б.П.Жукова. - Тула: Гриф и К, 2008. - 304 с., илл., страницы 79, 80]. РДТТ соединен с капсулой ВА посредством переходника (сбрасываемого головного обтекателя). РДТТ САС вместе с переходником сбрасываются на некотором участке активной траектории. Недостатком указанной схемы является то, что при отсутствии аварийной ситуации РДТТ является пассивным грузом. Эффективное аварийное спасение космического корабля после отброса РДТТ САС проблематично. Компоновка указанного космического корабля требует наличия специального двигателя торможения для возвращения космического корабля на Землю.It is known to use a solid propellant rocket engine (RDTT) as a propulsion system (DU) for the SAS of the return vehicle of the Soyuz-TM spacecraft [On the life and work of Academician B. P. Zhukov. - Tula: Grif and K, 2008. - 304 p., Ill., Pages 79, 80]. The solid propellant rocket motor is connected to the VA capsule via an adapter (resettable head fairing). The solid-state solid-propellant solid-propellant alloys together with the adapter are discharged in a certain part of the active trajectory. The disadvantage of this scheme is that in the absence of an emergency, the solid propellant is a passive cargo. Effective emergency rescue of a spacecraft after the rejection of a solid-propellant solid-propellant CAC is problematic. The layout of the specified spacecraft requires a special braking engine for the return of the spacecraft to Earth.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому положительному эффекту к изобретению является возвращаемый аппарат (ВА) [Федеральное государственное унитарное предприятие «НПО машиностроение» 60 лет самоотверженного труда во имя мира. -Москва: Оружие и технологии, 2004. - 332 с., илл., страница 246], содержащий капсулу, соосный ей ракетный двигатель твердого топлива, переходник, посредством которого ракетный двигатель твердого топлива соединен с капсулой. РДТТ данного ВА выполняет функции тормозного двигателя для торможения ВА при сходе с орбиты. Одновременно указанный РДТТ может быть использован в качестве двигателя САС. Одним из недостатков указанной конструкции является размещение систем КК (узла стыковки) на нижнем днище ВА, т.е. в его теплонапряженной зоне. Следующим недостатком рассматриваемой схемы является то, что требования к внутрибаллистическим характеристикам двигателя САС и двигателя торможения различны. Двигатель САС должен обеспечивать максимальную перегрузку (максимальную тягу) для гарантированного спасения ВА. Перегрузка ВА при его торможении перед его возвращением на Землю должна быть существенно меньше для снижения негативного воздействия на экипаж.The closest in technical essence and the achieved positive effect to the invention is the returned apparatus (VA) [Federal State Unitary Enterprise “NPO Mashinostroyenie” 60 years of dedicated work in the name of peace. -Moscow: Arms and Technologies, 2004. - 332 pp., Ill., Page 246], containing a capsule, a solid fuel rocket engine aligned with it, an adapter by means of which a solid fuel rocket engine is connected to the capsule. The solid propellant rocket engine of this VA acts as a brake engine for braking the VA when it leaves the orbit. At the same time, the specified solid propellant rocket motor can be used as a CAC engine. One of the drawbacks of this design is the location of QC systems (docking station) on the bottom of the VA, i.e. in its heat-stressed zone. A further drawback of the scheme under consideration is that the requirements for the ballistic characteristics of the CAC engine and the braking engine are different. The CAC engine must provide maximum overload (maximum traction) for guaranteed salvation of VA. VA overload during its braking before its return to Earth should be significantly less to reduce the negative impact on the crew.
Технической задачей настоящего изобретения является снижение стартовой массы возвращаемого аппарата космического корабля и расширение его функциональных возможностей.The technical task of the present invention is to reduce the starting mass of the returned spacecraft apparatus and expand its functionality.
Сущность изобретения заключается в том, что в возвращаемом аппарате космического корабля, содержащем капсулу, соосный ей ракетный двигатель твердого топлива с соплами, расположенными под углом к продольной оси, переходник, посредством которого ракетный двигатель твердого топлива соединен с капсулой, на капсуле под переходником размещены системы космического корабля, а переходник выполнен из двух секций, соединенных друг с другом узлом смещения и стопорно-фиксирующим устройством. Узел смещения снабжен силовым приводом. Секция, соединенная с ракетным двигателем твердого топлива, снабжена устройством его фиксации в смещенном положении. Сопла ракетного двигателя твердого топлива в своем критическом сечении могут быть снабжены сбрасываемыми вкладышами. Секция переходника, соединенная с ракетным двигателем твердого топлива, может быть установлена с возможностью смещения в положение, соответствующее прохождению оси ракетного двигателя твердого топлива через центр масс возвращаемого аппарата. При этом силовой привод и стопорно-фиксирующее устройство являются механизмами однонаправленного действия. На ракетном двигателе твердого топлива между соплами может быть размещено дополнительное сопло с пиротехнической заглушкой.The essence of the invention lies in the fact that in the returned spacecraft apparatus containing the capsule, a solid fuel rocket engine coaxial with nozzles located at an angle to the longitudinal axis, an adapter by means of which a solid fuel rocket engine is connected to the capsule, systems are located on the capsule under the adapter spacecraft, and the adapter is made of two sections connected to each other by a displacement unit and a locking-fixing device. The bias unit is equipped with a power drive. The section connected to the solid fuel rocket engine is equipped with a device for fixing it in an offset position. The nozzles of a rocket engine of solid fuel in its critical section can be equipped with resettable liners. An adapter section connected to the solid fuel rocket engine can be biased to a position corresponding to the axis of the solid fuel rocket engine passing through the center of mass of the returned vehicle. In this case, the power drive and the locking-fixing device are unidirectional mechanisms. On the rocket engine of solid fuel between the nozzles can be placed an additional nozzle with a pyrotechnic plug.
Технический результат достигается за счет использования одного и того же РДТТ в качестве двигателя САС и двигателя торможения, и размещения систем КК в наиболее удобном месте капсулы. Это в свою очередь достигается отведением двигателя посредством узла смещения и силового привода от продольной оси ВА для доступа к элементам КК (узел стыковки, антенны), что необходимо для обеспечения беспрепятственной стыковки. Для торможения ВА ось РДТТ должна проходить через центр масс ВА. Это возможно обеспечить возвращением РДТТ в его исходное положение посредством силового привода. Для снижения перегрузки ВА в момент его торможения тяга РДТТ может быть снижена за счет увеличения площади критического сечения сопел. Соответственно сопла в своем критическом сечении могут быть снабжены сбрасываемыми вкладышами.The technical result is achieved through the use of the same solid propellant rocket motor as a CAC engine and a braking engine, and by placing QC systems in the most convenient place for the capsule. This, in turn, is achieved by leading the engine through a displacement unit and a power drive from the longitudinal axis of the VA to access the elements of the spacecraft (docking station, antenna), which is necessary to ensure unhindered docking. For braking the VA axis of the solid propellant rocket must pass through the center of mass of the VA. It is possible to ensure that the solid propellant is returned to its original position by means of a power drive. To reduce the VA overload at the time of its braking, the thrust of the solid propellant can be reduced by increasing the critical section area of the nozzles. Accordingly, the nozzles in their critical section can be equipped with resettable liners.
Если ось РДТТ в отклоненном состоянии была совмещена с центром масс ВА (третий пункт формулы изобретения), то возвращение в исходное положение не требуется. С точки зрения стопорно-фиксирующего устройства и силового привода данный вариант проще, так как силовой привод и стопорно-фиксирующее устройство являются элементами одноразового действия. Если при этом на РДТТ между соплами размещено дополнительное сопло с пиротехнической заглушкой (четвертый пункт формулы изобретения), то суммарная площадь критического сечения изменяется только за счет сброса пиротехнической заглушки. Конструкция сопел не требует усложнения (второй пункт формулы изобретения).If the axis of the solid propellant rocket in a deflected state was aligned with the center of mass of the VA (third claim), then a return to its original position is not required. From the point of view of the locking-fixing device and the power drive, this option is simpler, since the power drive and the locking-locking device are single-use elements. If at the same time an additional nozzle with a pyrotechnic plug is placed between the nozzles on the solid propellant rocket (fourth claim), then the total critical section area changes only due to the reset of the pyrotechnic plug. The design of the nozzles does not require complication (the second claim).
Данное техническое решение не известно из патентной и технической литературы.This technical solution is not known from the patent and technical literature.
Изобретение поясняется следующим графическим материалом.The invention is illustrated by the following graphic material.
На фиг.1 изображен ВА КК с РДТТ в исходном положении.Figure 1 shows the VA QC with solid propellant rocket motors in the initial position.
На фиг.2 изображен ВА КК с отведенным РДТТ, открывающим доступ к системам корабля.Figure 2 shows the VA QC with a dedicated solid propellant, opening access to the ship's systems.
На фиг.3 изображен ВА КК с вариантом (по третьему пункту формулы изобретения) РДТТ в исходном положении.Figure 3 shows the VA QC with a variant (according to the third claim) of the solid propellant rocket motor in the initial position.
На фиг.4 изображен ВА КК с вариантом (по третьему пункту формулы изобретения) отведенного РДТТ, открывающим доступ к системам корабля. На этой же фиг. представлено техническое решение по четвертому пункту формулы изобретения - дополнительное сопло со сбрасываемой пиротехнической заглушкой.Figure 4 shows the VA QC with a variant (according to the third claim) of the allotted solid propellant rocket engine, providing access to the ship's systems. In the same FIG. The technical solution according to the fourth claim is presented - an additional nozzle with a resettable pyrotechnic plug.
На фиг.5 изображено сопло со сбрасываемым вкладышем (по второму пункту формулы изобретения).Figure 5 shows a nozzle with a resettable liner (according to the second claim).
Возвращаемый аппарат космического корабля содержит капсулу 1, соосный ей ракетный двигатель твердого топлива (РДТТ) 2 с соплами 3, расположенными под углом к продольной оси. РДТТ 2 соединен с капсулой 1 посредством переходника 4. На капсуле 1 под переходником 4 размещены системы 5 космического корабля. Системами 5 могут являться узел стыковки, антенное устройство и т.д. Переходник 4 выполнен из двух секций 6 и 7. Секция 6 соединена с РДТТ 2. Секция 6 соединена с капсулой 1. Секция 6 и секция 7 соединены стопорно-фиксирующим устройством 8 и узлом смещения 9. Узлом смещения 9 может являться однозвенный, двухзвенный шарнир, пантограф или другой кинематический механизм. Узел смещения 9 снабжен силовым приводом 10. Переходник 4 снабжен устройством фиксации 11 в смещенном положении. В варианте по второму пункту формулы изобретения сопла 3 могут быть снабжены сбрасываемыми вкладышами 12 (на фиг.1-4 условно не показаны), закрепленными посредством пирофиксаторов 13 (см. фиг.5). Вкладыш 12 может крепиться к соплу 3 посредством сбрасываемого вместе с ним вкладного раструба 15. В варианте по третьему пункту формулы изобретения секция 6 переходника 5 установлена с возможностью смещения в положение, соответствующее прохождению оси 14 РДТТ 2 через центр масс 16 ВА. ВА снабжен системами ориентации и стабилизации (на фиг.1-5 условно не показаны). Для рассматриваемого случая РДТТ 2 может быть снабжен соплом с пиротехнической заглушкой 17.The returned spacecraft apparatus contains a
Устройство работает следующим образом. При нахождении КК в составе ракеты-носителя на Земле или в полете может произойти аварийная ситуация, требующая задействования САС. При работе САС происходит запуск РДТТ 2, создающего тягу для отвода от ракеты-носителя и соответственно спасения капсулы 1. Задействование САС возможно на всем участке работы ракеты-носителя (на активном участке траектории). После выведения КК на орбиту возникает необходимость приведения в рабочее состояния систем 5 КК (узла стыковки, антенн), располагавшихся в исходном состоянии под переходником 4. Для обеспечения этого происходит расфиксация стопорно-фиксирующего устройства 8 и последующее смещение РДТТ 2 вместе с секцией 6 от продольной оси ВА посредством силового привода 10 и узла смещения 9. Секция 6 фиксируется в отклоненном состоянии устройством фиксации 11. Системы 5 КК приводятся в рабочее положение (см., например, фиг.4). КК выполняет возложенные на него задачи (например, стыковка, расстыковка с другими космическими объектами). Для возвращения ВА на Землю ему необходимо сообщить тормозной импульс. Продольная ось РДТТ 2 должна совпадать с направлением тяги тормозного импульса.The device operates as follows. When the spacecraft is in the composition of the launch vehicle on Earth or in flight, an emergency may occur that requires the use of SAS. During the operation of the SAS, the solid
Это может быть осуществлено одним из двух способов:This can be done in one of two ways:
1. (По первому пункту формулы изобретения) Посредством силового привода 10 и узла смещения 9 происходит возвращение РДТТ2 в исходное положение и последующая фиксация стопорно-фиксирующим устройством 8. При этом может потребоваться вернуть системы 5 КК (антенны) в их исходное сложенное положение.1. (According to the first claim) By means of a
2. (По третьему пункту формулы изобретения) Возвращение РДТТ 2 и систем 5 КК в исходное положение не требуется. Далее системы ориентации и стабилизации разворачивают ВА в требуемом направлении. После чего включается РДТТ 2, создавая тягу.2. (According to the third paragraph of the claims) The return of the solid
При необходимости величина тяги тормозного импульса может быть снижена по сравнению с тягой РДТТ 2 на режиме его работы при аварийном спасении.If necessary, the traction of the brake pulse can be reduced in comparison with the thrust of the solid
Снижение тяги тормозного импульса может быть осуществлено одним из двух способов:Reducing the traction of the brake pulse can be carried out in one of two ways:
Происходит:Occurs:
1. Сброс вкладышей 12 (по второму пункту формулы изобретения).1. The reset liners 12 (in the second paragraph of the claims).
2. Вскрытие дополнительного сопла с пиротехнической заглушкой 16 (по четвертому пункту формулы изобретения). ВА совершает посадку по заданной программе.2. Opening an additional nozzle with a pyrotechnic plug 16 (according to the fourth paragraph of the claims). VA makes a landing according to a given program.
Технико-экономическая эффективность предлагаемого изобретения по сравнению с прототипом, в качестве которого выбран возвращаемый аппарат [Федеральное государственное унитарное предприятие «НПО машиностроение» 60 лет самоотверженного труда во имя мира. - Москва: Оружие и технологии, 2004. - 332 с., илл., страница 246], заключается в снижении стартовой массы возвращаемого аппарата космического корабля и расширении его функциональных возможностей.Feasibility study of the proposed invention in comparison with the prototype, which is used as the returnable device [Federal State Unitary Enterprise NPO Mashinostroenie 60 years of dedicated work in the name of peace. - Moscow: Arms and Technologies, 2004. - 332 p., Ill., Page 246], consists in reducing the starting mass of the returned spacecraft and expanding its functionality.
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011114178/11A RU2458830C1 (en) | 2011-04-11 | 2011-04-11 | Spaceship return apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011114178/11A RU2458830C1 (en) | 2011-04-11 | 2011-04-11 | Spaceship return apparatus |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2458830C1 true RU2458830C1 (en) | 2012-08-20 |
Family
ID=46936591
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2011114178/11A RU2458830C1 (en) | 2011-04-11 | 2011-04-11 | Spaceship return apparatus |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2458830C1 (en) |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1724517A1 (en) * | 1990-02-09 | 1992-04-07 | В.К.Безвербый,А.Н.ЗагорковиД.Г.Метревели | Reusable spacecraft crew emergency safe device |
US7484692B1 (en) * | 2004-11-12 | 2009-02-03 | Hmx, Inc. | Integrated abort rocket and orbital propulsion system |
-
2011
- 2011-04-11 RU RU2011114178/11A patent/RU2458830C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1724517A1 (en) * | 1990-02-09 | 1992-04-07 | В.К.Безвербый,А.Н.ЗагорковиД.Г.Метревели | Reusable spacecraft crew emergency safe device |
US7484692B1 (en) * | 2004-11-12 | 2009-02-03 | Hmx, Inc. | Integrated abort rocket and orbital propulsion system |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
БЕРЕГОВОЙ Г.Т. и др. БЕЗОПАСНОСТЬ КОСМИЧЕСКИХ ПОЛЕТОВ. - М.: изд. "Машиностроение", 1977, с.202, 203. ГЭТЛАНД К. КОСМИЧЕСКАЯ ТЕХНИКА. - М.: изд. "Мир", с.45, 49. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6019044B2 (en) | Collecting / braking device for objects flying freely in outer space | |
EP2662288B1 (en) | Small launch vehicle | |
ES2911402T3 (en) | Multistage rocket with a recoverable rocket stage and method for launching a multistage rocket and returning a recoverable rocket stage to Earth | |
JP2020147272A (en) | Systems and methods for releasing multiple spacecraft | |
US20070012820A1 (en) | Reusable upper stage | |
US20160075453A1 (en) | Satellite system comprising two satellites attached to each other and method for launching them into orbit | |
US6827313B1 (en) | Multi-crew modules for space flight | |
Price et al. | A high-heritage blunt-body entry, descent, and landing concept for human Mars exploration | |
US4324374A (en) | Integrated spacecraft and cradle structure | |
US5813632A (en) | Salvage hardware apparatus and method for orbiting objects | |
US20240010360A1 (en) | Reusable space transportation system | |
EP3822177A2 (en) | Reusable part of a spacecraft and reusable kit | |
RU2458830C1 (en) | Spaceship return apparatus | |
US4326684A (en) | Spacecraft with internal propulsion stages | |
US4290570A (en) | Three point attachment for an ejectable spacecraft | |
US4213586A (en) | Spin activated safety circuit for spacecraft | |
RU182345U1 (en) | A device for separating a group of unmanned aerial vehicles from a carrier aircraft | |
RU2730700C1 (en) | Device for delivery of tourists from near-moon orbit to surface of moon and subsequent return to ground | |
Komar et al. | Lunar and Mars ascent and descent/entry crew abort modes for the Hercules single-stage reusable vehicle | |
Stappert et al. | Spaceliner cabin escape system design and simulation of emergency separation from its winged stage | |
RU2672706C1 (en) | Device for separating unmanned aerial vehicles from carrier aircraft | |
Ross et al. | Mars Ascent Vehicle (MAV): designing for high heritage and low risk | |
Pitz et al. | Preliminary design of a hypervelocity nuclear interceptor system (HNIS) for optimal disruption of near-earth objects | |
Taylor et al. | Dream Chaser for Space Transportation: Tourism, NASA, and Military Integrated on a Atlas V | |
Trushlyakov et al. | Choice of a suitable target for developing proposals for an ADR flight demonstration experiment |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20160412 |