RU2494019C1 - Method of making up spacecraft and spacecraft - Google Patents

Method of making up spacecraft and spacecraft Download PDF

Info

Publication number
RU2494019C1
RU2494019C1 RU2012119728/11A RU2012119728A RU2494019C1 RU 2494019 C1 RU2494019 C1 RU 2494019C1 RU 2012119728/11 A RU2012119728/11 A RU 2012119728/11A RU 2012119728 A RU2012119728 A RU 2012119728A RU 2494019 C1 RU2494019 C1 RU 2494019C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
units
docking
spacecraft
booster
unit
Prior art date
Application number
RU2012119728/11A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Анатолий Викторович Благов
Олег Сергеевич Измалкин
Павел Александрович Зверев
Александр Георгиевич Леонов
Максим Вячеславович Палкин
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Военно-промышленная корпорация "Научно-производственное объединение машиностроения"
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 Открытое акционерное общество "Военно-промышленная корпорация "Научно-производственное объединение машиностроения" filed Critical Открытое акционерное общество "Военно-промышленная корпорация "Научно-производственное объединение машиностроения"
Priority to RU2012119728/11A priority Critical patent/RU2494019C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2494019C1 publication Critical patent/RU2494019C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: transport.
SUBSTANCE: invention relates to space engineering and may be used for making up the modular spacecraft. Spacecraft comprises base unit, onboard engine, docking assembly with docking units, attachment and separation locks, sliding beams with crosswise docking units attachment and rotation assemblies, pair-wise sync separation mechanisms and fuel lines. Accelerating units are coupled with base units and turned through 90 degrees along spacecraft lengthwise axis to lock its position. Aforesaid pair of symmetric accelerating engines generates acceleration pulse then, used accelerating units and coupling unit are separated.
EFFECT: fuel savings and reliable operation of spacecraft.
3 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к космической технике и может быть применено для реализации программы освоения дальнего космического пространства без использования ракет-носителей сверхтяжелого класса.The invention relates to space technology and can be used to implement a program for the development of outer space without the use of super-heavy carrier rockets.

Известны способ и устройство космического корабля, последовательно формируемого на опорной орбите из 3-х специализированных модулей (7К, - 9К и 11К, запускаемых ракетой-носителем Р-7), использованные в проекте комплекса «Союз» для пилотируемого облета Луны.The known method and device of a spacecraft sequentially formed in a reference orbit of 3 specialized modules (7K, - 9K and 11K launched by the R-7 launch vehicle), used in the Soyuz complex project for a manned moon flight.

Недостатком известного способа и устройства является его ограниченность в части возможности наращивания дополнительных запасов топлива из-за тандемной схемы стыковки модулей.A disadvantage of the known method and device is its limitedness in terms of the possibility of increasing additional fuel reserves due to the tandem module docking scheme.

Ближайшим аналогом предлагаемого технического решения является орбитальный комплекс «Мир» в составе базового блока и пяти исследовательских модулей, стыкуемых на рабочей орбите на специальном переходном отсеке базового блока, оснащенном пятью жестко закрепленными стыковочными агрегатами: одним - соосным с продольной осью базового блока и четырьмя - развернутыми перпендикулярно продольной оси базового блока.The closest analogue of the proposed technical solution is the Mir orbital complex consisting of a base unit and five research modules docked in a working orbit in a special transition compartment of the base unit equipped with five rigidly attached docking units: one coaxial with the longitudinal axis of the base unit and four deployed perpendicular to the longitudinal axis of the base unit.

Недостатком данного технического решения является жесткая поперечная ориентация состыкованных исследовательских модулей по отношению к продольной оси базового блока, что исключает использование на них двигательных установок для выдачи разгонных импульсов в направлении полета космического корабля.The disadvantage of this technical solution is the rigid transverse orientation of the docked research modules with respect to the longitudinal axis of the base unit, which excludes the use of propulsion systems on them for issuing acceleration pulses in the direction of flight of the spacecraft.

Целью предлагаемого изобретения является создание способа формирования в полете космического корабля на основе базового блока (содержащего герметичный корпус, бортовую двигательную установку, стыковочный модуль с осевым и несколькими поперечными стыковочными агрегатами) путем последовательной стыковки комплекта разгонных блоков (содержащих запас топлива, двигательную установку, систему управления и средства стыковки с базовым блоком) на стыковочные агрегаты и устройства на его основе, обеспечивающего, по сравнению с аналогом широкий диапазон запасаемой энергетики, повышенную надежность работы путем резервирования двигательных установок и увеличенную эффективность использования топлива за счет периодического отделения отработавших агрегатов.The aim of the invention is to provide a method of forming in flight a spacecraft based on a base unit (containing a sealed enclosure, an onboard propulsion system, a docking module with an axial and several transverse docking units) by sequentially docking a set of booster units (containing a fuel supply, a propulsion system, a control system and means of docking with the base unit) to the docking units and devices based on it, providing, in comparison with the analogue, a wide the second range of stored energy, increased reliability by redundant engine installations and increased fuel efficiency due to the periodic separation of spent units.

Указанная цель достигается тем, что в предлагаемом способе формирования космического корабля базовый блок корабля и разгонные блоки выводят на опорную (отлетную) орбиту последовательно с помощью ракет-носителей. Поперечные стыковочные агрегаты выдвигают из корпуса стыковочного модуля с помощью выдвижных балок с узлами крепления и разворота стыковочных агрегатов. Последовательно стыкуют разгонные блоки на стыковочные агрегаты. Поворачивают разгонные блоки с поперечными агрегатами на угол 90° вдоль продольной оси корабля (в рабочее положение), фиксируют в таком положении. Выдают разгонный импульс с помощью двух симметрично расположенных одновременно работающих разгонных блоков. После выработки топлива отделяют опорожненную пару разгонных блоков с помощью механизмов отделения балок, задействуют и отделяют следующие пары и разгонный блок, установленный на осевом стыковочном агрегате, в соответствии с программой полета до полного использования комплекта разгонных блоков, после чего отделяют стыковочный модуль и корабль продолжает полет с использованием бортовой двигательной установки. В случае отказа двигательной установки разгонного блока неизрасходованное топливо вырабатывают через работоспособные разгонные блоки, после чего неисправный разгонный блок отделяют по принятой схеме.This goal is achieved by the fact that in the proposed method for the formation of a spacecraft, the base unit of the spacecraft and booster blocks are placed in a support (take-off) orbit sequentially using launch vehicles. The transverse docking units are pushed out of the housing of the docking module with the help of retractable beams with fastening and turning units of the docking units. The booster blocks are sequentially joined to the docking units. Accelerating blocks with transverse units are rotated through an angle of 90 ° along the longitudinal axis of the ship (to the working position), and are fixed in this position. An acceleration pulse is produced using two symmetrically located simultaneously accelerating blocks. After fuel is exhausted, the empty pair of booster blocks is separated using beam separation mechanisms, the following pairs and the booster block mounted on the axial docking unit are activated and separated in accordance with the flight program until the set of booster blocks is fully used, after which the docking module is separated and the ship continues to fly using an onboard propulsion system. In the event of a failure of the propulsion system of the booster unit, unspent fuel is generated through efficient booster units, after which the faulty booster unit is separated according to the adopted scheme.

Принципиальная схема компоновки космического корабля по предлагаемому техническому решению представлена на фиг.1, 2:Schematic diagram of the layout of the spacecraft according to the proposed technical solution is presented in figure 1, 2:

фиг.1 - космический корабль: базовый блок поз.1 со стыковочным модулем поз.2 и пристыкованными разгонными блоками поз.3;figure 1 - spaceship: base unit pos. 1 with a docking module pos. 2 and docked booster blocks pos. 3;

фиг.2 - космический корабль: базовый блок с повернутыми в рабочее положение разгонными блоками.figure 2 - spaceship: the base unit with the accelerating blocks turned into a working position.

На фиг.3 представлен порядок отстыковки разгонных блоков и стыковочного модуля.Figure 3 presents the undocking of the upper stages and the docking module.

Устройство космического корабля, в отличие от известных, содержит:The spacecraft device, unlike the known ones, contains:

- отделяемый стыковочный модуль с замками для крепления и отделения от корпуса базового блока поз.7 (фиг.3), узлами крепления и отделения выдвижных балок на корпусе отделяемого стыковочного модуля поз.6 (фиг.3) и магистралями для перекачки топлива между разгонными блоками (не показаны);- a detachable docking module with locks for mounting and separating from the base unit body, pos. 7 (Fig. 3), attachment and separation units of retractable beams on the housing of a detachable docking module, pos. 6 (Fig. 3) and highways for pumping fuel between the booster blocks (not shown);

- выдвижные балки поз.4 (фиг.2) с узлами крепления и поворота поперечных стыковочных агрегатов поз.5 (фиг.2) для перевода разгонных блоков из стыковочного в рабочее положение.- retractable beams pos.4 (figure 2) with attachment and rotation nodes of the transverse docking units pos.5 (figure 2) to transfer the booster blocks from the docking to the working position.

Предлагаемое техническое решение по сравнению с известным позволяет решать задачи создания космических кораблей для освоения дальнего космоса с использованием существующих ракет-носителей среднего и тяжелого класса и тем самым сэкономить на разработке «сверхтяжелых» ракет-носителей и инфраструктуры их запуска, повысить надежность решения задачи и улучшить эффективность выработки топлива.The proposed technical solution, in comparison with the known one, allows us to solve the problems of creating spacecraft for deep space exploration using existing medium and heavy class launch vehicles and thereby save on the development of "superheavy" launch vehicles and their launch infrastructure, increase the reliability of the problem solution and improve fuel efficiency.

Claims (3)

1. Способ формирования космического корабля с использованием базового блока, содержащего стыковочный модуль, оборудованный осевым и несколькими поперечными стыковочными агрегатами, развернутыми на стыковочном модуле перпендикулярно продольной оси корабля, и комплекта разгонных блоков, отличающийся тем, что на опорной орбите поперечные стыковочные агрегаты выдвигают из корпуса модуля с помощью выдвижных балок с узлами крепления и разворота, последовательно стыкуют разгонные блоки к стыковочным агрегатам, поворачивают разгонные блоки с поперечными агрегатами на угол 90° вдоль продольной оси корабля, фиксируют в таком положении, выдают разгонный импульс с помощью двух симметрично расположенных работающих одновременно разгонных блоков, отделяют опорожненные разгонные блоки, задействуют и отделяют следующие пары разгонных блоков и разгонный блок, установленный на осевом стыковочном агрегате, в соответствии с программой полета до полного использования комплекта, после чего отделяют стыковочный модуль и корабль продолжает полет с использованием бортовой двигательной установки.1. The method of forming a spacecraft using a base unit containing a docking module, equipped with an axial and several transverse docking units deployed on the docking module perpendicular to the ship’s longitudinal axis, and a set of booster blocks, characterized in that the transverse docking units are pulled out of the hull in a reference orbit the module with the help of retractable beams with fastening and turning nodes, sequentially join the booster blocks to the docking units, rotate the booster blocks and with transverse units at an angle of 90 ° along the longitudinal axis of the ship, they are fixed in this position, an acceleration impulse is issued using two symmetrically located acceleration units operating simultaneously, the empty acceleration units are separated, the following pairs of acceleration units are activated and the acceleration unit mounted on the axial the docking unit, in accordance with the flight program until the kit is fully used, after which the docking module is separated and the ship continues to fly using the onboard propulsion st installation. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в случае отказа двигательной установки разгонного блока неизрасходованное топливо вырабатывается через двигательные установки работоспособных разгонных блоков, после чего неисправный разгонный блок отделяется по принятой схеме.2. The method according to claim 1, characterized in that in the event of a failure of the propulsion unit of the booster unit, unused fuel is generated through the propulsion systems of the efficient booster units, after which the faulty booster unit is separated according to the adopted scheme. 3. Космический корабль, содержащий базовый блок с бортовой двигательной установкой, стыковочный модуль с несколькими стыковочными агрегатами для присоединения разгонных блоков, отличающийся тем, что стыковочный модуль оборудован замками для крепления и отделения от корпуса корабля, выдвижными балками с узлами крепления и поворота поперечных стыковочных агрегатов, механизмами попарного синхронного отделения балок и топливными магистралями для перекачки топлива между топливными баками разгонных блоков. 3. A spacecraft containing a base unit with an onboard propulsion system, a docking module with several docking units for connecting booster units, characterized in that the docking module is equipped with locks for fastening and separation from the ship’s hull, pull-out beams with fastening and turning units for transverse docking units , mechanisms of pairwise synchronous separation of beams and fuel lines for pumping fuel between the fuel tanks of the upper stages.
RU2012119728/11A 2012-05-15 2012-05-15 Method of making up spacecraft and spacecraft RU2494019C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012119728/11A RU2494019C1 (en) 2012-05-15 2012-05-15 Method of making up spacecraft and spacecraft

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012119728/11A RU2494019C1 (en) 2012-05-15 2012-05-15 Method of making up spacecraft and spacecraft

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2494019C1 true RU2494019C1 (en) 2013-09-27

Family

ID=49253981

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012119728/11A RU2494019C1 (en) 2012-05-15 2012-05-15 Method of making up spacecraft and spacecraft

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2494019C1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU94021369A (en) * 1994-06-07 1996-06-27 Головное конструкторское бюро научно-производственного объединения "Энергия" им.акад.С.П.Королева Space object
RU2088491C1 (en) * 1993-08-31 1997-08-27 Ракетно-космическая корпорация "Энергия" им.С.П.Королева Long-endurance manned orbital cable complex
US7611097B2 (en) * 2001-07-30 2009-11-03 Iostar Corporation In orbit space transportation and recovery system
EP1654159B1 (en) * 2003-08-15 2010-06-02 Skycorp., Inc. Apparatus for a geosynchronous life extension spacecraft

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2088491C1 (en) * 1993-08-31 1997-08-27 Ракетно-космическая корпорация "Энергия" им.С.П.Королева Long-endurance manned orbital cable complex
RU94021369A (en) * 1994-06-07 1996-06-27 Головное конструкторское бюро научно-производственного объединения "Энергия" им.акад.С.П.Королева Space object
US7611097B2 (en) * 2001-07-30 2009-11-03 Iostar Corporation In orbit space transportation and recovery system
EP1654159B1 (en) * 2003-08-15 2010-06-02 Skycorp., Inc. Apparatus for a geosynchronous life extension spacecraft

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7100780B2 (en) Service satellites for providing orbital services with variable thruster control
RU2661245C2 (en) Space propulsion module with electric and solid-fuel chemical propulsion
US20220371749A1 (en) Systems and methods for delivering, storing, and processing materials in space
EA025867B1 (en) Multiple space vehicle launch system
CN104691781A (en) Space-based platform based on open structure
EP3482075B1 (en) Arcjet propulsion systems for spacecraft and related method
Baranov et al. Feasibility analysis of LEO and GEO large space debris de/re-orbiting taking into account launch mass of spacecraft-collector and its configuration layout
US9499285B2 (en) Three dimensional imaging arrangement
RU2494019C1 (en) Method of making up spacecraft and spacecraft
RU2688630C2 (en) Space platform
CN114291300A (en) Earth-moon shuttle aircraft propulsion system
RU2563923C1 (en) Low-thrust modular engine unit
RU2569658C2 (en) Space platform
Wang et al. Design and application prospect of China’s Tiangong space station
CN107839900B (en) Formation layout and installation system for triaxial stabilized satellites
Nebylov et al. Reusable space planes challenges and control problems
CN102975869A (en) Detector propelling module and working method thereof
RU2428358C1 (en) Space head for group launch of satellites
RU2741143C1 (en) Reusable spacecraft for delivering tourists from the lunar fueling station to the flight path of mars and subsequent return to that station
Yonemoto et al. Subscale winged rocket development and application to future reusable space transportation
RU2795894C1 (en) Serving satellite for orbital services using variable engine control
CN116793157A (en) Reusable rocket
Oh et al. Feasibility of All-Electric Three Axis Momentum Management for Deep Space Small Body Rendezvous
RU2198117C2 (en) Flying vehicle
RU2772500C2 (en) Serving satellite for orbital services using variable engine control