RU2464526C1 - Method of minimising estrangement zone for multistage carrier rocket jettisonable parts - Google Patents

Method of minimising estrangement zone for multistage carrier rocket jettisonable parts Download PDF

Info

Publication number
RU2464526C1
RU2464526C1 RU2011111774/11A RU2011111774A RU2464526C1 RU 2464526 C1 RU2464526 C1 RU 2464526C1 RU 2011111774/11 A RU2011111774/11 A RU 2011111774/11A RU 2011111774 A RU2011111774 A RU 2011111774A RU 2464526 C1 RU2464526 C1 RU 2464526C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
parts
launch vehicle
estrangement
jettisonable
elements
Prior art date
Application number
RU2011111774/11A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Владимирович Владимиров (RU)
Александр Владимирович Владимиров
Николай Георгиевич Ганзен (RU)
Николай Георгиевич Ганзен
Алексей Владимирович Рослов (RU)
Алексей Владимирович Рослов
Владимир Владимирович Бородкин (RU)
Владимир Владимирович Бородкин
Original Assignee
Федеральное государственное унитарное предприятие Государственный космический научно-производственный центр имени М.В. Хруничева
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 Федеральное государственное унитарное предприятие Государственный космический научно-производственный центр имени М.В. Хруничева filed Critical Федеральное государственное унитарное предприятие Государственный космический научно-производственный центр имени М.В. Хруничева
Priority to RU2011111774/11A priority Critical patent/RU2464526C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2464526C1 publication Critical patent/RU2464526C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: process engineering.
SUBSTANCE: proposed method consists in computing rocket jettisonable parts flight parameters before parts fall on earth during preflight action to define required estrangement zone from computed parameters. Elements differing in degree of collapse in dense atmosphere after detachment from carrier rocket are isolated in jettisonable parts. For these separate detachable elements, required estrangement zone are computed. After separation of jettisonable parts and during their independent flight till entry to dense atmosphere, generated is the signal to separation actuators to make then separate into aforesaid isolated elements.
EFFECT: decreased are of estrangement zones.
2 dwg

Description

Изобретение относится к космической технике, а именно к разработке минимизации зон отчуждения для отделяемых частей многоступенчатой ракеты-носителя с учетом зон отчуждения отработавших частей ракеты-носителя, выделяемых для ее запусков.The invention relates to space technology, in particular to the development of minimizing exclusion zones for detachable parts of a multi-stage launch vehicle, taking into account the exclusion zones of spent parts of the launch vehicle allocated for its launches.

Вопросы снижения величины экологического ущерба от падения отделяемых от ракеты-носителя (РН) частей при запусках на орбиты космических аппаратов (КА) становятся все более актуальными в связи с постоянно расширяющимся рынком предоставления услуг по запуску КА на заданные орбиты. При разработке новых ракетно-космических комплексов и космодромов стоит задача минимизации зон отчуждения, выделяемых по трассе полета. Существующие методы оценок и прогнозов необходимых зон отчуждения для отработавших ускорителей ступеней РН показывают необходимость выделения больших площадей на поверхности земли. Существуют разные подходы к уменьшению этих площадей, например путем управляемого спуска ускорителя в заданные районы за счет бортовых средств, находящихся на ступени ускорителя, за счет использования парашютов и т.д. (Э.П.Компаниец, А.Д.Кучма, A.M.Подолинный, Я.Т.Шатров. Исследование путей сокращения размеров районов падения отделяющихся частей ракет. М., Машиностроение, 1990 г.).The issues of reducing the amount of environmental damage from falling parts separated from the carrier rocket (LV) during launches into orbits of spacecraft (SC) are becoming increasingly relevant in connection with the ever-expanding market for the provision of services for launching spacecraft into specified orbits. When developing new rocket and space complexes and cosmodromes, the task is to minimize exclusion zones allocated along the flight path. Existing methods for estimating and forecasting the necessary exclusion zones for spent boosters of LV stages show the need to allocate large areas on the earth's surface. There are different approaches to reducing these areas, for example, by controlled descent of the accelerator to predetermined areas due to on-board means located at the accelerator stage, through the use of parachutes, etc. (E.P. Kompaniets, A.D. Kuchma, A.M. Podolinny, Y.T. Shatrov. Investigation of ways to reduce the size of the falling areas of the separated parts of missiles. M., Mechanical Engineering, 1990).

Из патентной литературы известен способ минимизации зон отчуждения для отделяемых частей многоступенчатой ракеты-носителя, заключающийся в том, что на этапе предполетной подготовки многоступенчатой ракеты-носителя производят расчет параметров движения отделяемых частей ракеты-носителя до момента опускания их на землю и по результатам расчетов определяют необходимую зону отчуждения (см., например, патент РФ №2086903, кл. F42B 15/00, 1995 г.).From the patent literature there is a known method of minimizing exclusion zones for detachable parts of a multi-stage launch vehicle, which consists in the fact that at the stage of preflight preparation of a multi-stage launch vehicle, the motion parameters of the separated parts of the launch vehicle are calculated until they are lowered to the ground and the necessary exclusion zone (see, for example, RF patent No. 2086903, CL F42B 15/00, 1995).

Одной из важнейших составляющих, отрицательно влияющих на величины расчетных и фактически реализованных размеров полей падения ускорителей, является многовариантность характера разрушения ускорителя в процессе автономного полета по баллистической траектории и высоты, на которой оно происходит, и, как следствие, необходимость учета каждого из вариантов со своими аэродинамическими и баллистическими коэффициентами. И это является существенным недостатком из-за необходимости учета крайних сочетаний вариантов и выделения максимальных по площади районов.One of the most important components that negatively affects the calculated and actually realized sizes of the accelerator fall fields is the multivariance of the nature of the destruction of the accelerator during an autonomous flight along the ballistic trajectory and the height at which it occurs, and, as a result, the need to take into account each of the options with its own aerodynamic and ballistic coefficients. And this is a significant drawback due to the need to take into account extreme combinations of options and highlight the maximum area areas.

Задачей данного изобретения является разработка способа минимизации зон отчуждения для отделяемых частей многоступенчатой ракеты-носителя с получением технического результата в виде упрощения подготовки полета с обеспечением минимизации площадей зон отчуждения.The objective of the invention is to develop a method of minimizing exclusion zones for the detachable parts of a multi-stage launch vehicle to obtain a technical result in the form of simplifying flight preparation while minimizing the area of exclusion zones.

Задача решается тем, что в способе минимизации зон отчуждения для отделяемых частей многоступенчатой ракеты-носителя производят расчет параметров движения отделяемых частей ракеты-носителя до момента падения их на землю и по результатам расчетов определяют необходимую зону отчуждения, в соответствии с изобретением, в конструкции отделяемых частей выделяют элементы, различающиеся по степени их разрушения в плотных слоях атмосферы после отделения от ракеты-носителя, для этих отдельно летящих элементов отделяемых частей рассчитывают зоны необходимого отчуждения и после отделения отделяемых частей от ракеты-носителя в процессе автономного полета этих частей на участке траектории до момента вхождения в плотные слои атмосферы формируют сигнал на средства членения и осуществляют воздействие на конструкцию отдельных частей для их физического разделения на выделенные элементы.The problem is solved in that in the method of minimizing exclusion zones for the detachable parts of a multi-stage launch vehicle, the motion parameters of the detachable parts of the launch vehicle are calculated until they fall to the ground and the necessary exclusion zone, in accordance with the invention, is determined in the design of the detachable parts elements are distinguished that differ in the degree of their destruction in the dense layers of the atmosphere after separation from the launch vehicle; for these separately flying elements of the separated parts, they calculate The necessary alienation, and after separating the detachable parts from the launch vehicle during the autonomous flight of these parts on the trajectory until they enter the dense layers of the atmosphere, form a signal for the means of division and influence the design of the individual parts for their physical separation into selected elements.

Далее показывается пример предлагаемого способа, который поясняется более подробно с приложением фигур, где на фигуре 1 показана схема ускорителя ступени ракеты, а на фигуре 2 приведены расчетные зоны отчуждения для варианта с членением отработавшего ускорителя, в соответствии с предлагаемым способом, и без него.The following shows an example of the proposed method, which is explained in more detail with the application of the figures, where Fig. 1 shows a diagram of the rocket stage accelerator, and Fig. 2 shows the calculated exclusion zones for the variant with the division of the spent accelerator, in accordance with the proposed method, and without it.

Способ минимизации зон отчуждения для отделяемых частей многоступенчатой ракеты-носителя, например, при запусках на орбиты многоступенчатыми РН заключается в том, что на этапе предполетной подготовки и разделения многоступенчатой РН производят расчет параметров движения отделяемых частей РН до момента падения их на землю и по результатам расчетов определяют необходимую зону отчуждения. В конструкции отработавшей ступени выделяют элементы, различающиеся по степени разрушения в плотных слоях атмосферы при отделении от РН, то есть выделяют элементы, которые в случае их автономного полета не будут существенно разрушаться в плотных слоях атмосферы (например, двигательные установки), и элементы, сгорающие или частично сгорающие в плотных слоях атмосферы (например, баки, головные обтекатели, приборные отсеки). Для этих отдельно летящих фрагментов ступени рассчитывают зоны необходимого отчуждения. В конструкцию РН вводят средства ее членения на выделенные элементы, после этого в процессе автономного полета отработавшей ступени на участке траектории с момента отделения ускорителя ступени от РН до момента вхождения в плотные слои атмосферы формируют сигнал на срабатывание средств членения на выделенные элементы и воздействуют на конструкцию этого ускорителя так, чтобы осуществить его физическое деление на выделенные элементы, например, путем задействования пиросредств.A way to minimize exclusion zones for the detachable parts of a multi-stage launch vehicle, for example, when launching into orbits by multi-stage launch vehicles, is that at the stage of preflight preparation and separation of a multi-stage launch vehicle, the motion parameters of the separated parts of the launch vehicle are calculated until they fall to the ground and according to the calculation results determine the necessary exclusion zone. In the design of the spent stage, elements are distinguished that differ in the degree of destruction in the dense layers of the atmosphere when separated from the LV, that is, elements that, in the case of their autonomous flight, will not be substantially destroyed in dense layers of the atmosphere (for example, propulsion systems), and elements that burn or partially burnt in dense layers of the atmosphere (for example, tanks, head fairings, instrument compartments). For these separately flying stage fragments, zones of necessary alienation are calculated. Means of dividing it into selected elements are introduced into the design of the launch vehicle, after which, during the autonomous flight of the spent stage in the trajectory, from the moment the stage accelerator is separated from the launch vehicle until it enters the dense atmosphere, they form a signal for the operation of the dividing means to the selected elements and affect the design of this accelerator in such a way as to carry out its physical division into selected elements, for example, by involving pyromedicines.

Подачу сигнала на срабатывание средств деления конструкции ускорителя на элементы можно осуществлять в момент времени, рассчитанный заранее для данного пуска, и реализовывать с помощью таймера.A signal for triggering the means for dividing the accelerator structure into elements can be implemented at a time instant calculated in advance for a given start-up and implemented using a timer.

Таким образом, по существу, задача решается путем организации целенаправленного членения отработавшего ускорителя на более простые и определенные с точки зрения расчетов их траектории фрагменты. Для реализации этого целенаправленного членения необходимо провести анализ конструкции, выделить основные составляющие, просчитать районы их падения при автономном движении и ввести в конструкцию ускорителя ступени средства его деления на эти элементы.Thus, in essence, the problem is solved by organizing a targeted division of the spent accelerator into fragments that are simpler and more specific from the point of view of calculating their trajectory. To implement this purposeful division, it is necessary to analyze the structure, identify the main components, calculate the areas of their fall during autonomous movement and introduce means of dividing these elements into the design of the stage accelerator.

Claims (1)

Способ минимизации зон отчуждения для отделяемых частей многоступенчатой ракеты-носителя, заключающийся в том, что на этапе предполетной подготовки многоступенчатой ракеты-носителя производят расчет параметров движения отделяемых частей ракеты-носителя до момента падения их на землю и по результатам расчетов определяют необходимую зону отчуждения, отличающийся тем, что в конструкции отделяемых частей выделяют элементы, различающиеся по степени их разрушения в плотных слоях атмосферы после отделения от ракеты-носителя, для этих отдельно летящих элементов отделяемых частей рассчитывают зоны необходимого отчуждения, и после отделения отделяемых частей от ракеты-носителя в процессе автономного полета этих частей на участке траектории до момента вхождения в плотные слои атмосферы формируют сигнал на средства членения и осуществляют воздействие на конструкцию отдельных частей для их физического разделения на выделенные элементы. A method of minimizing exclusion zones for detachable parts of a multi-stage launch vehicle, which consists in the fact that at the stage of preflight preparation of a multi-stage launch vehicle, the motion parameters of the separated parts of the launch vehicle are calculated until they fall to the ground and the necessary exclusion zone is determined from the calculation results, which differs the fact that in the design of the detachable parts there are elements that differ in the degree of their destruction in the dense layers of the atmosphere after separation from the launch vehicle, for these parts the flies of the flying elements of the detachable parts calculate the zones of the necessary alienation, and after separating the detachable parts from the launch vehicle during the autonomous flight of these parts on the trajectory until they enter the dense layers of the atmosphere, they form a signal on the means of division and effect on the design of the individual parts for their physical Separation into selected elements.
RU2011111774/11A 2011-03-30 2011-03-30 Method of minimising estrangement zone for multistage carrier rocket jettisonable parts RU2464526C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011111774/11A RU2464526C1 (en) 2011-03-30 2011-03-30 Method of minimising estrangement zone for multistage carrier rocket jettisonable parts

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011111774/11A RU2464526C1 (en) 2011-03-30 2011-03-30 Method of minimising estrangement zone for multistage carrier rocket jettisonable parts

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2464526C1 true RU2464526C1 (en) 2012-10-20

Family

ID=47145481

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011111774/11A RU2464526C1 (en) 2011-03-30 2011-03-30 Method of minimising estrangement zone for multistage carrier rocket jettisonable parts

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2464526C1 (en)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2585395C1 (en) * 2014-12-18 2016-05-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Омский государственный технический университет" Method of minimising zones of exclusion of carrier rocket separated parts
RU2626797C2 (en) * 2015-09-01 2017-08-01 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Омский государственный технический университет" Method of minimizing zones of detachable parts exclusion of carrier rocket
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
RU2692207C1 (en) * 2018-08-13 2019-06-21 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Омский государственный технический университет" Method of minimizing exclusion zones for carrier rocket detachable parts
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
RU2776622C1 (en) * 2021-12-20 2022-07-22 Игорь Владимирович Догадкин Method for destroying underground target by missile

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0763468A1 (en) * 1995-09-18 1997-03-19 Microcosm, Inc. Economic launch vehicle
RU2086903C1 (en) * 1995-06-29 1997-08-10 Ракетно-космическая корпорация "Энергия" им.С.П.Королева Method of descent in atmosphere of member separated from hypersonic vehicle possessing aerodynamic efficiency and device for its realization
EP1837277A2 (en) * 2000-02-07 2007-09-26 FGUP "Gosudarstvenny Kosmichesky Nauchno-Proizvodstvenny Tsentr imeni M.V. Khrunicheva" Multifunctional launch vehicle of combined scheme with cruise liquid rocket engine systems (LRESs)
RU2414391C1 (en) * 2009-06-22 2011-03-20 Государственное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Омский Государственный Технический Университет" Method of descending space rocket stage separation part and device to this end

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2086903C1 (en) * 1995-06-29 1997-08-10 Ракетно-космическая корпорация "Энергия" им.С.П.Королева Method of descent in atmosphere of member separated from hypersonic vehicle possessing aerodynamic efficiency and device for its realization
EP0763468A1 (en) * 1995-09-18 1997-03-19 Microcosm, Inc. Economic launch vehicle
EP1837277A2 (en) * 2000-02-07 2007-09-26 FGUP "Gosudarstvenny Kosmichesky Nauchno-Proizvodstvenny Tsentr imeni M.V. Khrunicheva" Multifunctional launch vehicle of combined scheme with cruise liquid rocket engine systems (LRESs)
RU2414391C1 (en) * 2009-06-22 2011-03-20 Государственное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Омский Государственный Технический Университет" Method of descending space rocket stage separation part and device to this end

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2585395C1 (en) * 2014-12-18 2016-05-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Омский государственный технический университет" Method of minimising zones of exclusion of carrier rocket separated parts
RU2626797C2 (en) * 2015-09-01 2017-08-01 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Омский государственный технический университет" Method of minimizing zones of detachable parts exclusion of carrier rocket
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
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
RU2692207C1 (en) * 2018-08-13 2019-06-21 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Омский государственный технический университет" Method of minimizing exclusion zones for carrier rocket detachable parts
RU2776622C1 (en) * 2021-12-20 2022-07-22 Игорь Владимирович Догадкин Method for destroying underground target by missile

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2464526C1 (en) Method of minimising estrangement zone for multistage carrier rocket jettisonable parts
RU2012101252A (en) LANDING ON THE SEA OF SPACE ROCKET CARRIERS AND RELATED SYSTEMS AND METHODS
WO2008033170A2 (en) Controlled dispense system for deployment of components into desired pattern and orientation
US20160046372A1 (en) Rocket Morphing Aerial Vehicle
RU2475429C1 (en) Method of spacecraft stage separation part descent
RU2585395C1 (en) Method of minimising zones of exclusion of carrier rocket separated parts
US20150246736A1 (en) Reusable Staging System For Launch Vehicles
JP2003114096A (en) Missile
RU141797U1 (en) UNIVERSAL RESCUE SYSTEM OF THE SPACE VEHICLE ON THE START USING THE ACCELERATION UNIT ENGINE
RU2129508C1 (en) Aircraft launch complex
KR20170106743A (en) Method for simulating characteristics of slbm
RU2015115561A (en) SUPERSONIC AIRCRAFT AND METHOD FOR IMPLEMENTING ITS FLIGHT
RU2643020C1 (en) Method for conducting flight development tests of autonomous docking module for cleaning orbits from space debris
GB2519785A (en) Countermeasures system
RU2751731C1 (en) Method for controlling space-purpose rocket converted from multistage liquid ballistic rocket
Piotrowski The Potential for a Hypersonic Arms Race between the US, China, and Russia
EP2916098A1 (en) Countermeasures system
Eggers The Shefex II experimental re-entry vehicle: Presentation of flight test results
RU2547315C1 (en) Method of change of flight trajectory of object in form of large meteorite, asteroid or comet nucleus, with its deviation aside from earth orbit
RU2695473C9 (en) Method of plane type aircraft launching and lifting
RU2331552C1 (en) Device to launch spacecraft using aeroplane
US20180037103A1 (en) Rocket motor integration
RU2178377C2 (en) Method of injection of objects into near-earth orbit
RU2383851C1 (en) Hydrid rocket
RU2649202C1 (en) Method of destroying the nose cone of the controlled artillery shell and mines (options)

Legal Events

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

Effective date: 20160331

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20170614

PC43 Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions

Effective date: 20200212