Изобретение относится к области ракетной техники и может быть использовано в ракетах с отделяемой стартовой ступенью.The invention relates to the field of rocketry and can be used in rockets with a detachable starting stage.
Известна двухступенчатая ракета с отделяемой стартовой ступенью и механизмом разделения (см. патент РФ 2362113 от 4.06.2008. МПК8 F42B 15/10), принятая нами за прототип.Known two-stage rocket with detachable launch stage and separation mechanism (see RF patent 2362113 from 06/04/2008. IPC 8 F42B 15/10), adopted by us for the prototype.
Ракета содержит отделяемую стартовую ступень (СС) с двигателем, маршевую ступень (МС) с аппаратурой управления, механизм разделения ступеней (МРС), включающий привод, газогенератор, изолированный от маршевой ступени поршнем, насадок с кольцевыми секциями, удерживающий зацепами маршевую ступень и закрепленный в переходном шпангоуте разрезной гайкой, установленной на распорной втулке, между насадком и переходным шпангоутом образована полость, в которой помещен электрический кабель, один конец кабеля снабжен розеткой, соединенной с вилкой электропитания воспламенителя двигателя, а противоположный конец снабжен вилкой, соединенной с розеткой электросети аппаратуры управления маршевой ступени, в окне насадка помещен закрепленный на переходном шпангоуте упор, с закрепленным на нем штифтом, фиксирующим угловое положение маршевой ступени относительно насадка, а на переходном шпангоуте установлена шпонка, ориентирующая насадок относительно стартового двигателя, при этом на газогенераторе тандемом закреплены разрезная кольцевая шпонка, частично погруженная в насадок, и распорная втулка, в выемке которой помещена розетка электрического кабеля.The missile contains a detachable starting stage (SS) with an engine, a marching stage (MC) with control equipment, a stage separation mechanism (MPC), including a drive, a gas generator isolated from the marching stage by a piston, nozzles with ring sections, holding the marching stage with hooks and fixed in a transitional frame with a split nut mounted on the spacer sleeve, between the nozzle and the transitional frame a cavity is formed in which the electric cable is placed, one end of the cable is equipped with a socket connected to the plug the igniter’s power supply, and the opposite end is equipped with a plug connected to the mains outlet of the marching stage control equipment; the nozzle has a stop fixed to the adapter frame, with a pin fixed to it that fixes the angular position of the march stage relative to the nozzle, and a dowel is installed on the adapter frame, orienting nozzles relative to the starting engine, while a split ring key partially immersed in the nozzles is fixed to the gas generator in tandem, and p controversial sleeve, which is placed in the recess socket electrical cable.
Основным недостатком приведенного устройства является низкая эффективность применения ракеты, так как отсутствует информационная связь СС с наземной аппаратурой управления (НАУ) командного пункта для прямого целеуказания на стартовом участке, БАУ ракеты до отделения СС не принимает команды управления, так как размещена в кормовой части МС с выходом приемника команд управления на торец, закрытый стартовой ступенью.The main disadvantage of this device is the low efficiency of the missile, since there is no information connection between the SS and the ground control equipment (NAU) of the command post for direct target designation at the launch site, the missile BAU does not accept control commands before the SS separation, since it is located in the aft part of the MS with the output of the control command receiver to the end closed by the start stage.
Задачей предлагаемого технического решения является повышение эффективности применения ракеты (за счет снижения рассеивания на стартовом участке).The objective of the proposed technical solution is to increase the efficiency of the rocket (by reducing dispersion at the launch site).
Для решения поставленной задачи в известной ракете, содержащей маршевую ступень с аппаратурой управления, отделяемую стартовую ступень с двигателем и механизмом разделения ступеней, включающим привод с газогенератором, насадок, удерживающий зацепами маршевую ступень и закрепленный в переходном шпангоуте разрезной гайкой, установленной на распорной втулке, газогенератор выполнен в виде реактивного двигателя, сопла которого направлены в сторону отделяемой стартовой ступени, снабжен корпусом, изолирующим засопловой объем от маршевой ступени, при этом распорная втулка установлена с перекрытием сопл, скреплена разрывными винтами с шайбой, установленной между разрезной гайкой и корпусом газогенератора, а между насадком и переходным шпангоутом установлены срезные винты, сопряжение распорной втулки с корпусом газогенератора выполнено с зазором, причем часть обечайки распорной втулки, охватывающая газогенератор, снабжена вырезами, при этом стартовая ступень снабжена радиоволноводом, закрепленным на переходном шпангоуте, один конец которого установлен на приемо-передающей антенне маршевой ступени, а противоположный - размещен на внешней стороне механизма разделения и снабжен внешней приемо-передающей антенной.To solve the problem in a known rocket containing a marching stage with control equipment, a detachable starting stage with an engine and a stage separation mechanism, including a drive with a gas generator, nozzles holding the marching stage with hooks and secured in the adapter frame with a split nut mounted on the spacer sleeve, a gas generator made in the form of a jet engine, the nozzles of which are directed towards a detachable starting stage, is equipped with a housing that isolates the flooding volume from the mid-flight tupeni, while the spacer sleeve is installed with nozzle overlap, fastened by break screws with a washer installed between the split nut and the gasifier housing, shear screws are installed between the nozzle and the transition frame, the spacer sleeve is mated to the gas generator housing with a gap, and part of the shell of the spacer sleeve covering the gas generator is equipped with cutouts, while the starting stage is equipped with a radio waveguide mounted on a transitional frame, one end of which is mounted on the transceiver marching antenna, and the opposite one is located on the outside of the separation mechanism and is equipped with an external transceiver antenna.
Сущность решения заключается в том, что предложена ракета, содержащая маршевую ступень с аппаратурой управления, отделяемую стартовую ступень с двигателем и механизмом разделения ступеней, включающим насадок, удерживающий зацепами маршевую ступень и закрепленный в переходном шпангоуте разрезной гайкой, установленной на распорной втулке, привод с газогенератором, выполненным в виде реактивного двигателя, сопла которого направлены в сторону отделяемой стартовой ступени, снабженным корпусом, изолирующим засопловой объем от маршевой ступени. Причем между торцом МС и газогенератором установлен радиоволновод, обеспечивающий проведение управляющих сигналов от НАУ к БАУ на стартовом участке полета, при этом распорная втулка установлена с перекрытием сопл газогенератора, скреплена разрывными винтами с шайбой, установленной между разрезной гайкой и корпусом газогенератора, а сопряжение распорной втулки с корпусом газогенератора выполнено с зазором, обеспечивающим перетекание рабочего тела газогенератора из засоплового объема в замкнутое пространство между двигателем и газогенератором. В результате в засопловом объеме, организованном корпусом газогенератора и распорной втулкой, создается расчетное давление, необходимое для разрушения винтов, удерживающих распорную втулку, а установка между насадком и переходным шпангоутом срезных винтов обеспечивает начало движения разведения ступеней при наборе давления в камере разделения, необходимого для разведения с расчетным (максимальным) ускорением. Такое решение позволяет не только сократить время разделения за счет дополнительного импульса реактивной тяги газогенератора, что ведет к уменьшению рассеивания МС, за счет сокращения времени взаимодействия отработавшего двигателя с маршевой ступенью, но и разместить радиоволновод, обеспечивающий информационный обмен БАУ с НАУ и передать на борт ракеты корректирующие сигналы управления на стартовом участке траектории.The essence of the solution lies in the fact that a rocket is proposed containing a marching stage with control equipment, a detachable starting stage with an engine and a stage separation mechanism, including nozzles, holding the marching stage with hooks and fixed in the transition frame with a split nut mounted on the spacer sleeve, a drive with a gas generator made in the form of a jet engine, the nozzles of which are directed towards a detachable starting stage, equipped with a housing that isolates the sub-flood volume from the sustainer drop it. Moreover, a radio waveguide is installed between the end face of the MS and the gas generator, which provides control signals from the NAU to the BAU at the start of the flight, while the spacer sleeve is installed with the nozzle of the gas generator blocked, secured by break screws with a washer installed between the split nut and the gas generator body, and the spacer sleeve with the body of the gas generator is made with a gap that ensures the flow of the working fluid of the gas generator from the flooded volume into a closed space between the engine and the gas for generators. As a result, in the flooded volume organized by the gas generator body and the spacer sleeve, the design pressure is created necessary to break the screws holding the spacer sleeve, and the installation of shear screws between the nozzle and the transition frame provides the start of the steps for dilution when the pressure in the separation chamber is set up for dilution with calculated (maximum) acceleration. This solution allows not only to reduce the separation time due to the additional impulse of the reactive thrust of the gas generator, which leads to a decrease in the dispersion of the MS due to the reduction in the time of interaction of the exhaust engine with the march stage, but also to place a radio waveguide providing information exchange between the BAU and the NAU and transfer to the missile corrective control signals at the start of the trajectory.
Предложенное техническое решение поясняется графическими материалами, где на фиг.1 изображена ракета, содержащая маршевую ступень 1, отделяемую стартовую ступень с двигателем 2 и механизм разделения ступеней в составе переходного отсека 3 с механизмом разделения ступеней. На фиг.2 показан вид А с фиг.1, с разрезом, где подробно изображен фрагмент ракеты с механизмом разделения ступеней в исходном состоянии. На фиг.3 и 4 показано устройство в разрезе после срабатывания газогенератора, на фиг.3 - начальный момент, на фиг.4 - момент окончания разделения ступеней.The proposed technical solution is illustrated by graphic materials, in which Fig. 1 shows a rocket containing a marching stage 1, a detachable starting stage with an engine 2 and a stage separation mechanism as part of the transition compartment 3 with a stage separation mechanism. FIG. 2 shows a view A from FIG. 1, with a section, in which a fragment of a rocket with a stage separation mechanism in the initial state is shown in detail. Figure 3 and 4 shows the device in the context after the operation of the gas generator, figure 3 is the initial moment, figure 4 is the end time of the separation of the steps.
Фиг.2 (вид А с фиг.1) подробно раскрывает состав предложенного устройства, содержащего маршевую ступень 1, отделяемую стартовую ступень с двигателем 2 и механизмом разделения ступеней, включающим привод 4 с газогенератором 5, насадок 6, удерживающий зацепами 7 маршевую ступень и закрепленный в переходном шпангоуте 8 разрезной гайкой 9, установленной на распорной втулке 10. Газогенератор, выполненный в виде реактивного двигателя, сопла 11 которого направлены в сторону отделяемой стартовой ступени, снабжен корпусом 12, изолирующим засопловой объем от маршевой ступени, при этом распорная втулка установлена с перекрытием сопл газогенератора, скреплена разрывными винтами 13 с шайбой 14, установленной между разрезной гайкой и корпусом газогенератора. Сопряжение распорной втулки с корпусом газогенератора выполнено с зазором 15, причем часть распорной втулки, охватывающая газогенератор, снабжена вырезами 16. Стартовая ступень снабжена радиоволноводом 17, закрепленным на переходном шпангоуте, один конец которого установлен на приемо-передающей антенне 18 маршевой ступени, а противоположный размещен на внешней стороне механизма разделения и снабжен внешней приемо-передающей антенной 19. Между насадком и переходным шпангоутом установлены срезные винты 20.Figure 2 (view A from figure 1) discloses in detail the composition of the proposed device containing the march stage 1, a detachable starting stage with an engine 2 and a stage separation mechanism, including a drive 4 with a gas generator 5, nozzles 6, holding the march stage with hooks 7 and fixed in the transitional frame 8 with a split nut 9 mounted on the spacer sleeve 10. The gas generator, made in the form of a jet engine, the nozzles 11 of which are directed towards the detachable starting stage, is equipped with a housing 12 that insulates the flooding volume from the march stage, while the spacer sleeve is installed with overlapping nozzles of the gas generator, fastened by bursting screws 13 with a washer 14 mounted between the split nut and the body of the gas generator. The spacer sleeve is coupled to the gas generator body with a gap of 15, and the part of the spacer sleeve covering the gas generator is provided with cutouts 16. The starting stage is equipped with a radio waveguide 17 mounted on the transition frame, one end of which is mounted on the marching transceiver antenna 18, and the opposite is placed on the outside of the separation mechanism and is equipped with an external transceiver antenna 19. Between the nozzle and the transition frame shear screws 20 are installed.
Таким образом, предложенное техническое решение в составе ракеты, содержащей маршевую ступень с БАУ, отделяемую стартовую ступень с двигателем и механизмом разделения ступеней, включающим привод с газогенератором, насадок, удерживающий зацепами маршевую ступень и закрепленный в переходном шпангоуте разрезной гайкой, установленной на распорной втулке, в котором газогенератор выполнен в виде реактивного двигателя, с соплами, направленными в сторону отделяемой стартовой ступени, снабжен корпусом, изолирующим засопловой объем от маршевой ступени, распорная втулка установлена с перекрытием сопл, а между маршевой ступенью и газогенератором установлен радиоволновод, обеспечивает повышение эффективности применения ракеты за счет снижения рассеивания.Thus, the proposed technical solution consisting of a rocket containing a marching stage with a BAU, a detachable starting stage with an engine and a stage separation mechanism, including a drive with a gas generator, nozzles, holding the marching stage with hooks and fixed in the transition frame with a split nut mounted on the spacer sleeve, in which the gas generator is made in the form of a jet engine, with nozzles directed towards the detachable starting stage, equipped with a housing that isolates the sub-flood volume from the march of the first stage, the spacer sleeve is installed with nozzle overlap, and a radio waveguide is installed between the march stage and the gas generator, which improves the efficiency of the rocket by reducing dispersion.
