RU2521888C1 - Device for attachment and separation of cluster-configuration carrier rocket - Google Patents

Device for attachment and separation of cluster-configuration carrier rocket Download PDF

Info

Publication number
RU2521888C1
RU2521888C1 RU2012147324/11A RU2012147324A RU2521888C1 RU 2521888 C1 RU2521888 C1 RU 2521888C1 RU 2012147324/11 A RU2012147324/11 A RU 2012147324/11A RU 2012147324 A RU2012147324 A RU 2012147324A RU 2521888 C1 RU2521888 C1 RU 2521888C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
pusher
cylinder
rod
separation
stage
Prior art date
Application number
RU2012147324/11A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2012147324A (en
Inventor
Валентин Иванович Куликов
Павел Анатольевич Лехов
Владимир Иванович Садовский
Анатолий Павлович Степанов
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 RU2012147324/11A priority Critical patent/RU2521888C1/en
Publication of RU2012147324A publication Critical patent/RU2012147324A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2521888C1 publication Critical patent/RU2521888C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Automatic Assembly (AREA)
  • Hand Tools For Fitting Together And Separating, Or Other Hand Tools (AREA)

Abstract

FIELD: transport.
SUBSTANCE: invention relates to space engineering and can be used for attachment and separation of cluster-configuration of carrier rocket. Proposed device comprises air operated pusher, attachment assembles and lock. Air operated pusher comprises cylinder with rod equipped with turn keys, spherical joint with ball lock and retainer piston, structural rod secured at bearing structure nearby wall second stage. Cylinder comprises extra cavity for rod pull-in.
EFFECT: higher reliability, decreased weight.
3 cl, 9 dwg

Description

Изобретение относится к космической технике и может использоваться для разделения ступеней ракеты-носителя пакетной схемы.The invention relates to space technology and can be used to separate the stages of the launch vehicle of the packet scheme.

Из патентной литературы известны системы крепления, быстрого отделения и отвода боковых ракетных блоков от центрального ракетного блока ракеты-носителя (РН) пакетной схемы с помощью системы тяг (стержней), толкателей и устройств, воспринимающих продольные и тангенциальные усилия, находящихся как в верхней части ракеты носителя, так и в нижней части. Например, из патента РФ №2166463, МКИ B64G 1/00, 2000 г. известно устройство для крепления и последующего разделения ступеней ракеты-носителя пакетной схемы, содержащее пневмотолкатель, узлы крепления, установленные на разделяющихся частях ракеты-носителя пакетной схемы, замок, обеспечивающий силовую связь ступеней до их разделения.From the patent literature, systems are known for fastening, quickly separating and retracting side rocket blocks from the central rocket block of the launch vehicle (PH) of the packet scheme using a system of rods (rods), pushers and devices that perceive longitudinal and tangential forces located at the top of the rocket carrier, and at the bottom. For example, from RF patent No. 2164463, MKI B64G 1/00, 2000, there is known a device for attaching and subsequently separating stages of a batch circuit launcher, comprising a pneumatic follower, attachment points mounted on separable parts of the batch circuit launcher, and a lock providing power connection of steps to their separation.

В указанном патенте тяги, воспринимающие радиальные усилия, шарнирно закреплены одними концами на центральном блоке в устройствах, имеющих пироболты, обеспечивающие разрыв силовых связей при разделении, а другими концами на боковых блоках. Система отвода ступеней друг от друга оснащена толкателями - двумя нижними, работающими параллельно, и одним верхним.In the said patent, thrusts that receive radial forces are pivotally fixed at one end on the central block in devices having pyro-bolts, which ensure breaking of the power connections during separation, and at the other ends on the side blocks. The system of removal of steps from each other is equipped with pushers - two lower, working in parallel, and one upper.

Верхний толкатель пропущен через ближнюю к центральному ракетному блоку стенку головного обтекателя и закреплен на силовой конструкции его дальней стенки шарнирно.The upper pusher is passed through the wall of the head fairing closest to the central missile block and is pivotally mounted on the power structure of its far wall.

Там же, в головном обтекателе, расположен узел крепления, воспринимающий продольные и тангенциальные нагрузки, выполненный по схеме «штырь-гнездо». При этом штырь закреплен на силовой конструкции головного обтекателя бокового блока, а гнездо выполнено во вкладыше. Вкладыш имеет сферическую наружную поверхность, установленную с возможностью поворота в опоре, закрепленной на силовой конструкции центрального блока.In the same place, in the head fairing, there is a fastening unit that accepts longitudinal and tangential loads, made according to the “pin-socket” scheme. In this case, the pin is fixed to the power structure of the head fairing of the side block, and the socket is made in the liner. The liner has a spherical outer surface mounted with the possibility of rotation in the support, mounted on the power structure of the Central unit.

Недостатком такого технического решения является многодельность, требующая помимо многочисленных элементов для крепления и разделения ступеней еще и много ответных силовых элементов в конструкциях отсеков ступеней. Это утяжеляет, удорожает и усложняет конструкции крепления и разделения ступеней и отработку их надежности.The disadvantage of this technical solution is its busyness, which in addition to numerous elements for attaching and separating the steps also requires a lot of reciprocal power elements in the design of the stage compartments. This makes heavier, more expensive and complicates the design of fastening and separation of steps and testing their reliability.

Применение пироболтов для разрыва силовых связей при разделении нецелесообразно в многоразовой системе, а в толкателях для многоразовой системы требуется не только выпускать штоки для расталкивания ступеней, но и убирать их.The use of pyro-bolts for breaking power bonds during separation is impractical in a reusable system, and in pushers for a reusable system, it is required not only to release the rods to push the steps, but also to remove them.

Крепление толкателя на силовой конструкции дальней стенки с прохождением его через ближнюю к центральному ракетному блоку стенку головного обтекателя вызывает необходимость выполнить в стенке головного обтекателя отверстие для прохода толкателя. При разделении ступеней их расхождение происходит не только по вектору оси исходного положения толкателя, но и в других направлениях, особенно в плоскости, проходящей через оси ступеней. Поэтому отверстие в ближней стенке, для прохода толкателя с учетом его перемещения в процессе разделения при движении ступеней друг относительно друга, должно быть значительным (и тем больше, чем больше рабочий ход толкателя), а это требует дополнительных конструктивных мер по его перекрытию, что особенно важно для многоразовых ступеней. Иначе на толкатель, в месте его прохода через стенку, будет действовать поперечная сила, которая изгибает толкатель и приводит либо к разрушению толкателя или стенки, либо значительно утяжелит их конструкцию. Большая длина толкателя (шток и цилиндр), особенно в конце выхода штока (работающего на сжатие) из цилиндра, снижает его устойчивость и утяжеляет его.Mounting the pusher on the power structure of the far wall with its passage through the wall of the head fairing closest to the central missile block makes it necessary to make an opening in the wall of the head fairing for the passage of the pusher. When the steps are separated, their divergence occurs not only along the vector of the axis of the initial position of the pusher, but also in other directions, especially in the plane passing through the axis of the steps. Therefore, the hole in the near wall, for the passage of the pusher, taking into account its movement during the separation when the steps move relative to each other, should be significant (and the greater, the greater the working stroke of the pusher), and this requires additional structural measures to overlap it, which is especially important for reusable steps. Otherwise, the pusher, in the place of its passage through the wall, will be affected by a transverse force, which bends the pusher and leads either to the destruction of the pusher or the wall, or significantly makes their construction heavier. The large length of the pusher (rod and cylinder), especially at the end of the rod (working in compression) out of the cylinder, reduces its stability and makes it heavier.

Задачей данного изобретения является создание устройства для крепления и разделения ступеней ракеты-носителя пакетной схемы с достижением технического результата в виде повышения надежности, уменьшения массы конструкции и расширения арсенала технических средств.The objective of the invention is to provide a device for attaching and separating the stages of a launch vehicle of a packet scheme with the achievement of a technical result in the form of increasing reliability, reducing the weight of the structure and expanding the arsenal of technical means.

Эта задача решается тем, что в устройстве для крепления и последующего разделения ступеней ракеты-носителя пакетной схемы, содержащем пневмотолкатель, узлы крепления, установленные на разделяющихся частях ракеты-носителя пакетной схемы, замок, обеспечивающий силовую связь ступеней до их разделения, в соответствии с изобретением, пневмотолкатель для разделения ступеней ракеты-носителя крепится на силовой конструкции первой ступени, на стенке, ближней ко второй ступени, с помощью находящегося на переднем торце цилиндра толкателя сферического шарнира, внутри которого расположен цилиндр с шариковым замком и поршнем-фиксатором, при стыковке запирающим, при помощи пружин, шарики шарикового замка, на силовом штыре, закрепленном на второй ступени и введенном в сферический шарнир.This problem is solved in that in the device for mounting and subsequent separation of the stages of the launch vehicle of the packet scheme, containing a pneumatic pusher, attachment points mounted on the separable parts of the carrier rocket of the packet scheme, a lock providing power connection of the steps before separation, in accordance with the invention , the pneumatic pusher for separating the stages of the launch vehicle is mounted on the power structure of the first stage, on the wall closest to the second stage, using a spherical pusher located on the front end of the cylinder hinge joint, inside of which there is a cylinder with a ball lock and a piston-retainer, when locking, using springs, balls of a ball lock, on a power pin fixed to the second stage and inserted into a spherical hinge.

При этом цилиндр толкателя, являющийся также аккумулятором давления рабочего тела, имеет дополнительную полость для втягивания штока и в штоке толкателя вмонтированы дополнительный шток с малым ходом и сухари, имеющие возможность качания на осях в стенке штока с уходом в пазы, выполненные в стенке пневмоцилиндра со стороны его внутренней поверхности, упирающиеся в выемки цилиндра толкателя и удерживаемые в таком положении спрофилированной поверхностью силового штыря.In this case, the pusher cylinder, which is also the accumulator of the working fluid pressure, has an additional cavity for retracting the rod, and an additional rod with a small stroke and crackers mounted on the axles in the rod wall with care into the grooves made in the wall of the pneumatic cylinder from the side are mounted in the pusher rod its inner surface, abutting in the recesses of the cylinder of the pusher and held in this position by the profiled surface of the power pin.

Далее предлагаемое устройство поясняется более подробно с использованием схемных чертежей, где на фиг.1 показано устройство для крепления и последующего разделения ступеней ракеты-носителя пакетной схемы, выполненное по схеме «штырь-гнездо», воспринимающее продольные, тангенциальные и радиальные нагрузки, на фиг.2 показано взаимное положение ступеней РН друг относительно друга, в разные моменты процесса их отталкивания при разделении. На фиг.3 показано исходное состояние толкателя перед разделением ступеней. На фиг.4 показано расталкивание ступеней на половину длины хода толкателя и на полный ход толкателя.Further, the proposed device is explained in more detail using schematic drawings, where Fig. 1 shows a device for attaching and subsequently separating the stages of a launcher of a packet scheme made according to the "pin-socket" scheme, which accepts longitudinal, tangential and radial loads, in Fig. 2 shows the relative position of the PH steps relative to each other, at different points in the process of their repulsion during separation. Figure 3 shows the initial state of the pusher before the separation of the steps. Figure 4 shows the pushing of the steps to half the stroke length of the pusher and the full stroke of the pusher.

Устройство крепления и последующего разделения бокового блока с центральным блоком ракеты-носителя (РН) пакетной схемы состоит из толкателя, включающего в себя цилиндр 1 со штоком 2 (фиг.1), имеющим поворотные сухари 3, малый шток 4, сферический шарнир 5 с шариковым замком и поршнем-фиксатором 6, силовой корпус 7 сферического шарнира, установленного на конструкции первой ступени 8, на стенке, ближней ко второй ступени, силового штыря 9, смонтированного на конструкции второй ступени 10, и системы клапанов.The device for fastening and subsequent separation of the side block with the central block of the launch vehicle (PH) of the packet circuit consists of a pusher including a cylinder 1 with a rod 2 (Fig. 1) having rotary crackers 3, a small rod 4, a spherical hinge 5 with a ball lock and piston-retainer 6, the power housing 7 of the spherical hinge mounted on the structure of the first stage 8, on the wall closest to the second stage, a power pin 9 mounted on the structure of the second stage 10, and a valve system.

Устройство для крепления и последующего разделения бокового блока с центральным блоком функционирует следующим образом.A device for mounting and subsequent separation of the side unit with the Central unit operates as follows.

Перед стыковкой ступеней подается давление в полость 11, поршень-фиксатор 6, сжимая пружины 12, перемещается и освобождает шарики 13, позволяя ввести силовой штырь 9 в сферический шарнир 5.Before the steps are joined, the pressure is supplied to the cavity 11, the piston-retainer 6, compressing the springs 12, moves and releases the balls 13, allowing the power pin 9 to be inserted into the spherical hinge 5.

При стыковке силовой штырь 9 второй ступени вводится в сферический шарнир 5 цилиндра толкателя, разводя сухари 3 так, чтобы они вошли в пазы, выполненные во внутренней поверхности цилиндра 1, после чего давление из полости 11 стравливается, поршень-фиксатор пружинами возвращается в исходное положение и запирает шарики на штыре. Производится заправка сжатым газом полости 14 цилиндра толкателя до необходимого давления.When docking, the power pin 9 of the second stage is inserted into the spherical hinge 5 of the pusher cylinder, spreading crackers 3 so that they fit into the grooves made in the inner surface of the cylinder 1, after which the pressure from the cavity 11 is released, the piston-retainer springs returns to its original position and locks the balls on the pin. The compressed gas is filled with cavity 14 of the pusher cylinder to the required pressure.

Шток 2 через сухари 3 упирается в наклонные торцы пазов, выполненных во внутренней поверхности цилиндра 1, и в профилированную боковую поверхность силового штыря 9, а малый шток 4 упирается в торец силового штыря. Таким образом, в момент разделения дополнительная нагрузка на шариковый замок от давления в цилиндре толкателя значительно уменьшается, так как она передается только через малый шток 4.The rod 2 through the crackers 3 abuts against the inclined ends of the grooves made in the inner surface of the cylinder 1 and into the profiled side surface of the power pin 9, and the small rod 4 abuts against the end face of the power pin. Thus, at the time of separation, the additional load on the ball lock from the pressure in the pusher cylinder is significantly reduced, since it is transmitted only through the small rod 4.

Для разъединения ступеней давление подается в полость 11 цилиндра замка, поршень-фиксатор, сжимая пружины, перемещается, освобождая шарики, шток малый выталкивает силовой штырь второй ступени из сферического шарнира силового корпуса первой ступени, освобождает сухари и дальнейшее расталкивание ступеней производится штоком 2. После полного рабочего хода штока 2 давление из полости 14 перепускается в полость 15, а давление из полости 14 стравливается. Шток 2 возвращается в исходное состояние.To separate the steps, pressure is supplied to the cavity 11 of the lock cylinder, the piston-clamp, compressing the springs, moves, releasing the balls, the small rod pushes the power pin of the second stage out of the spherical hinge of the power case of the first stage, releases crackers and further pushing the steps is done by rod 2. After full the stroke of the rod 2, the pressure from the cavity 14 is transferred to the cavity 15, and the pressure from the cavity 14 is vented. Stem 2 is returned to its original state.

Процесс расталкивания поясняется на фигурах 2-4. Предлагаемая конструкция устройства «отслеживает» только штоком толкателя взаимное положение ступеней РН друг относительно друга при расталкивании без изгиба и позволяет, при необходимости, увеличить еще рабочий ход толкателя.The repulsion process is illustrated in figures 2-4. The proposed device design "monitors" only the rod of the pusher the relative position of the stages of the pH relative to each other when pushing without bending and allows, if necessary, to increase the working stroke of the pusher.

Наличие сферического шарнира, находящегося на переднем торце цилиндра толкателя, наружная поверхность которого установлена с возможностью поворота в опоре, закрепленной на силовой конструкции первой ступени, позволяет также совместить в нем:The presence of a spherical hinge located on the front end of the pusher cylinder, the outer surface of which is mounted with the possibility of rotation in a support mounted on the power structure of the first stage, also allows you to combine in it:

- узел крепления, воспринимающий продольные и тангенциальные нагрузки, выполненный по схеме «штырь-гнездо»;- mount, perceiving longitudinal and tangential loads, made according to the "pin-socket";

- узел крепления с шариковым замком, воспринимающий радиальные усилия и обеспечивающий разрыв силовых связей при разделении.- mount with ball lock, perceiving radial forces and providing a break in power connections during separation.

Таким образом, крепление, разделение и отвод верхних частей ступеней ракеты-носителя (РН) пакетной схемы с помощью системы тяг (стержней), толкателей, устройств, воспринимающих продольные, тангенциальные и радиальные усилия, и пиросредств разрыва силовых связей, заменяется единым узлом, выполняющим вышеуказанные функции.Thus, the fastening, separation and removal of the upper parts of the stages of the launch vehicle (LV) of the batch circuit using a system of rods (rods), pushers, devices that perceive longitudinal, tangential and radial forces, and pyro means of breaking the power connections, is replaced by a single unit that performs the above features.

Такая конструкция с совмещением функций позволяет уменьшить массу конструкции, провести ее автономную отработку и осуществить надежный контроль при изготовлении и испытаниях, что повышает надежность конструкции.This design with the combination of functions allows to reduce the mass of the structure, conduct its autonomous testing and carry out reliable control during manufacture and testing, which increases the reliability of the structure.

Claims (3)

1. Устройство для крепления и последующего разделения ступеней ракеты-носителя пакетной схемы, содержащее пневмотолкатель, узлы крепления, установленные на разделяющихся частях ракеты-носителя пакетной схемы, замок, обеспечивающий силовую связь ступеней до их разделения, отличающееся тем, что пневмотолкатель для разделения ступеней ракеты крепится на силовой конструкции ближней ко второй ступени стенки с помощью находящегося на переднем торце цилиндра толкателя, сферического шарнира, внутри которого расположен цилиндр с шариковым замком и поршнем-фиксатором, при стыковке запирающим, при помощи пружин, шарики шарикового замка на силовом штыре, закрепленном на второй ступени и введенном в сферический шарнир.1. A device for mounting and subsequent separation of the stages of the launch vehicle of the batch scheme, containing a pneumatic pusher, attachment points mounted on the separable parts of the launch vehicle of the batch scheme, a lock providing power connection of the steps until they are separated, characterized in that the pneumatic pusher for separating the stages of the rocket it is mounted on the power structure of the wall closest to the second stage with the help of a pusher located on the front end of the cylinder, a spherical hinge, inside of which there is a cylinder with a ball ball and piston-retainer, when locking the docking, using springs, balls of a ball lock on a power pin mounted on the second stage and inserted into a spherical hinge. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в штоке толкателя вмонтированы дополнительный шток с малым ходом и сухари, имеющие возможность качания на осях в стенке штока с уходом в пазы, выполненные в стенке пневмоцилиндра со стороны его внутренней поверхности, упирающиеся в выемки цилиндра толкателя и удерживаемые в таком положении спрофилированной поверхностью силового штыря.2. The device according to claim 1, characterized in that an additional rod with a small stroke and crackers are mounted in the rod of the pusher, which can swing on the axes in the rod wall with care in grooves made in the wall of the pneumatic cylinder from the side of its inner surface, abutting the recesses pusher cylinder and held in this position by the profiled surface of the power pin. 3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что цилиндр толкателя имеет дополнительную полость для втягивания штока. 3. The device according to claim 1, characterized in that the cylinder of the pusher has an additional cavity for retracting the rod.
RU2012147324/11A 2012-11-08 2012-11-08 Device for attachment and separation of cluster-configuration carrier rocket RU2521888C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012147324/11A RU2521888C1 (en) 2012-11-08 2012-11-08 Device for attachment and separation of cluster-configuration carrier rocket

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012147324/11A RU2521888C1 (en) 2012-11-08 2012-11-08 Device for attachment and separation of cluster-configuration carrier rocket

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2012147324A RU2012147324A (en) 2014-05-20
RU2521888C1 true RU2521888C1 (en) 2014-07-10

Family

ID=50695376

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012147324/11A RU2521888C1 (en) 2012-11-08 2012-11-08 Device for attachment and separation of cluster-configuration carrier rocket

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2521888C1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2166463C1 (en) * 2000-08-02 2001-05-10 Государственный космический научно-производственный центр им. М.В. Хруничева Launch vehicle of combined configuration
RU2349516C1 (en) * 2007-09-20 2009-03-20 Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный космический научно-производственный центр имени М.В. Хруничева" Thrust-pneumatic pusher
US7523892B2 (en) * 2005-03-21 2009-04-28 Michael Leon Cook Centripetal reflex method of space launch
US20120312927A1 (en) * 2011-06-07 2012-12-13 Morris Dennis E Launch abort and orbital maneuver system

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2166463C1 (en) * 2000-08-02 2001-05-10 Государственный космический научно-производственный центр им. М.В. Хруничева Launch vehicle of combined configuration
US7523892B2 (en) * 2005-03-21 2009-04-28 Michael Leon Cook Centripetal reflex method of space launch
RU2349516C1 (en) * 2007-09-20 2009-03-20 Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный космический научно-производственный центр имени М.В. Хруничева" Thrust-pneumatic pusher
US20120312927A1 (en) * 2011-06-07 2012-12-13 Morris Dennis E Launch abort and orbital maneuver system

Also Published As

Publication number Publication date
RU2012147324A (en) 2014-05-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104089547B (en) A kind of Deployment and locking device of folding rudder face
CN103466080B (en) For electromechanical actuator and the locking assembly of punching press gas-turbine
CN105035368B (en) Low impact can in-orbit multiplexing tripper and using method
RU2349516C1 (en) Thrust-pneumatic pusher
CN104527997B (en) A kind of synchronous device for connecting and unlock satellite
CN102589367B (en) Direct pushing type hot work nut and working method thereof
CN108995830B (en) Four-point linkage type compression release device
CN104085540A (en) Unlocking device made of shape memory material
CN108519028B (en) Explosion separation bolt
CN104713426B (en) The laterally folded aerofoil of a kind of sliding wedge formula
RU2521888C1 (en) Device for attachment and separation of cluster-configuration carrier rocket
CN110617745A (en) Shear screw type cabin socket joint separating mechanism
CN105109710A (en) Synchronous separation device for being connected with or separating from satellite
CN105539886A (en) Separating unlocking mechanism controlled by springs
CN103402823A (en) Unlocking device
CN112284196B (en) Fairing separation system for carrier rocket and carrier rocket
RU2478533C1 (en) Spaceship head
RU2564457C1 (en) Spacecraft separation system
KR101931000B1 (en) Separation bolt using pressure cartridge and separation method thereof
RU2500591C1 (en) Aircraft compartment separation system
CN107300079B (en) A kind of spacecraft pipeline separating joint device
CN110775277A (en) Unmanned aerial vehicle airborne microminiature missile throwing separation device with synchronism
US6489581B2 (en) Arc-blasting switch possessing a break chamber with low gas compression and reciprocating piston movement
RU121490U1 (en) AIRCRAFT COMPARTMENT DIVISION SYSTEM
EP2746717B1 (en) Mechanism for rapid de-coupling of load-bearing structures

Legal Events

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

Effective date: 20151109

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20170619

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

Effective date: 20200212