RU2543441C1 - Method to provide thermal conditions and cleanliness of environment for payload under assembly-protection unit of space-mission missile and devices for its implementation (versions) - Google Patents

Method to provide thermal conditions and cleanliness of environment for payload under assembly-protection unit of space-mission missile and devices for its implementation (versions) Download PDF

Info

Publication number
RU2543441C1
RU2543441C1 RU2013142290/11A RU2013142290A RU2543441C1 RU 2543441 C1 RU2543441 C1 RU 2543441C1 RU 2013142290/11 A RU2013142290/11 A RU 2013142290/11A RU 2013142290 A RU2013142290 A RU 2013142290A RU 2543441 C1 RU2543441 C1 RU 2543441C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
assembly
gas component
protective
protective block
dividers
Prior art date
Application number
RU2013142290/11A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Евгений Александрович Воронин
Юрий Михайлович Иванеко
Олег Геннадьевич Лагно
Сергей Владимирович Леденейкин
Владимир Сергеевич Солунин
Сергей Анатольевич Филатов
Original Assignee
Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство обороны Российской Федерации
Открытое акционерное общество "Ракетно-космический центр "Прогресс" (ОАО "РКЦ "Прогресс")
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 Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство обороны Российской Федерации, Открытое акционерное общество "Ракетно-космический центр "Прогресс" (ОАО "РКЦ "Прогресс") filed Critical Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство обороны Российской Федерации
Priority to RU2013142290/11A priority Critical patent/RU2543441C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2543441C1 publication Critical patent/RU2543441C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Fire-Extinguishing By Fire Departments, And Fire-Extinguishing Equipment And Control Thereof (AREA)

Abstract

FIELD: transport.
SUBSTANCE: set of inventions relates to methods and means of environment parameter control in rocket-and-space engineering products, in particular during pre-launch preparation of modern carrier rockets (CR) for payload (PL). These CRs are equipped with systems for preconditioning and feeding thermostating gas component (GC) with high degree of purification over on-board gas lines of CR units. The method includes GC delivery and feeding to payload fairing (PLF) through upper and lower atomizers at the same time. Delivery is performed over single trunk gas passage in direction from bottom to top. Splitters of variable cross-section of the upper atomizer are placed mutually opposite so that when GC is blown jets could collide with each other over PL and be reflected by PLF thus equalizing field of GC speeds. This creates GC uniform flow in space between PL and PLF. In the lower cavity of PLF, GC is directed onto PL creating in PLF excess pressure due to which GC is discharged through special holes. In method implementing devices, atomizers are made as opposed splitters of variable cross-section which are blinded off on one end and combined by manifold of variable cross-section on the other end.
EFFECT: higher efficiency of thermal conditions and cleanliness of environment for PL installed on CR under PLF provisioning.
3 cl, 10 dwg

Description

Изобретение относится к средствам управления параметрами окружающей среды и может быть применено для обеспечения теплового режима и чистоты среды для полезной нагрузки (ПН), располагаемой под головным обтекателем (ГО) сборочно-защитного блока (СЗБ) космической головной части (КГЧ) ракеты космического назначения (РКН) при ее предстартовой подготовке в стартовом устройстве существующих ракет-носителей и ракет-носителей новой разработки, оснащенных наземными системами подготовки и подачи термостатирующего газового компонента с высокой степенью очистки по бортовым магистральным газоводам блоков ракет-носителей (РН).The invention relates to means for controlling environmental parameters and can be used to ensure thermal conditions and cleanliness of the medium for the payload (PN) located under the head fairing (GO) of the assembly-protective block (SZB) of the space head part (KGC) of a space rocket ( ILV) during its prelaunch preparation in the launcher of existing launch vehicles and launch vehicles of a new design, equipped with ground-based systems for the preparation and supply of a thermostatic gas component with high the degree of cleaning along the onboard gas ducts of the launch vehicle blocks.

Известен способ обеспечения чистоты головного блока в составе ракеты космического назначения и устройство для осуществления способа (см. патент РФ №2279375, B64G 1/46, B64G 5/00), включающий подачу газового компонента через верхний рассекатель в головной блок при этом создают в головном блоке избыточное давление газового компонента, подаваемого по транзитному магистральному газоводу РН с последующим его выбросом через люк в нижней части головного блока.A known method of ensuring the cleanliness of the head unit as part of a space rocket and a device for implementing the method (see RF patent No. 2279375, B64G 1/46, B64G 5/00), comprising supplying a gas component through the upper divider to the head unit, is created in the head unit unit overpressure of the gas component supplied through the transit main gas carrier of the LV with its subsequent discharge through the hatch in the lower part of the head unit.

Также известен способ обеспечения теплового режима головного блока в составе РКН и устройство для осуществления способа (см. патент РФ №2293044, B64G 1/46, B64G 5/00), включающий подачу газового компонента через верхний рассекатель в головной блок при этом создают в головном блоке избыточное давление подаваемого газового компонента с последующим его выбросом из головного блока.Also known is a method of providing the thermal regime of the head unit as a part of the ILV and a device for implementing the method (see RF patent No. 2293044, B64G 1/46, B64G 5/00), including supplying the gas component through the upper divider to the head unit while creating it in the head unit unit overpressure of the supplied gas component with its subsequent discharge from the head unit.

Известен способ и устройство обеспечения теплового режима и чистоты головного блока в составе РКН и устройство для осуществления способа (см. патент РФ №2271319, B64G 1/46, B64G 5/00 - прототип), включающий подачу газового компонента через верхний и нижний рассекатели в головной блок при этом в головном блоке создается избыточное давление газового компонента с последующим его выбросом из головного блока.A known method and device for providing thermal conditions and cleanliness of the head unit as a part of ILV and a device for implementing the method (see RF patent No. 2271319, B64G 1/46, B64G 5/00 - prototype), comprising supplying a gas component through the upper and lower dividers in the head block in this case, the overpressure of the gas component is created in the head block with its subsequent discharge from the head block.

Недостатками известного технического решения (прототипа), а также вышеописанных способов и устройств являются:The disadvantages of the known technical solutions (prototype), as well as the above methods and devices are:

- низкая эффективность обеспечения теплового режима и чистоты среды ПН в составе РКН до ее старта, так как невозможно подать в нижнюю полость сборочно-защитного блока, сообщающуюся с полостью верхней части пристыкованной ракеты-носителя, термостатирующий газовый компонент;- low efficiency of ensuring the thermal regime and cleanliness of the PN medium as part of the ILV before it starts, since it is impossible to supply a thermostatic gas component to the lower cavity of the assembly-protective block, which communicates with the cavity of the upper part of the docked launch vehicle;

- возможно образование в газовой среде и на поверхностях полезной нагрузки загрязняющих частиц, отделяемых от конструкции ПН в результате прямого воздействия на ПН истекающего из верхнего рассекателя со значительными скоростями потока газового компонента, а также возможного попадания посторонних частиц под сборочно-защитный блок в процессе необходимых для устройства, выбранного авторами в качестве прототипа, демонтажа съемных наземных элементов устройства (подводящие газоводы снаружи КГЧ, крышка на торце головного блока и др.) и последующей установки КГЧ на РКН.- possible formation of polluting particles in the gaseous medium and on the payload surfaces that are separated from the design of the ST as a result of direct exposure to the ST flowing from the upper divider with significant flow rates of the gas component, as well as possible foreign particles under the assembly and protective unit in the process necessary a device selected by the authors as a prototype, dismantling removable ground elements of the device (supply gas ducts outside the KGC, a cover on the end of the head unit, etc.) and the last Blowing setting CHS on RCN.

Задачей заявляемых технических решений является повышение эффективности обеспечения теплового режима и чистоты среды для полезной нагрузки под сборочно-защитным блоком ракеты космического назначения.The objective of the claimed technical solutions is to increase the efficiency of ensuring the thermal regime and the purity of the medium for the payload under the assembly-protective block of a space rocket.

В заявляемом техническом решении в отличие от известного способа обеспечения теплового режима и чистоты среды для полезной нагрузки под сборочно-защитным блоком ракеты космического назначения, включающем подведение по магистральному газоводу и подачу газового компонента через распылители в верхнюю и нижнюю части СЗБ, создавая при этом избыточное давление, препятствующее проникновению атмосферного воздуха, с последующим его выбросом через отверстия в нижней части сборочно-защитного блока, газовый компонент подводят к верхнему и нижнему распылителям по единому подводящему магистральному газоводу ракеты космического назначения и подают одновременно в одном направлении снизу вверх, при этом рассекатели переменного сечения верхнего распылителя размещают взаимно противоположно, таким образом, что при вдуве газового компонента струи, соударяясь между собой в верхней полости сборочно-защитного блока над полезной нагрузкой и отражаясь от конструкции сборочно-защитного блока, выравнивают поле скоростей газового компонента и создают его равномерно распределенное течение в пространстве вдоль полезной нагрузки и сборочно-защитного блока, при этом расход газового компонента в верхней части сборочно-защитного блока превышает расход газового компонента в его нижней части.In the claimed technical solution, in contrast to the known method of providing thermal conditions and cleanliness of the medium for the payload under the assembly and protective block of a space rocket, including supply through the main gas duct and supplying the gas component through the nozzles to the upper and lower parts of the SZB, while creating excess pressure , preventing the penetration of atmospheric air, with its subsequent discharge through the holes in the lower part of the protective assembly, the gas component is fed to the upper and lower he sprayers on a single supply main gas duct for space rockets and simultaneously served in the same direction from the bottom up, while the dividers of variable cross section of the upper spray gun are placed mutually opposite, so that when the gas component of the jet is blown, colliding with each other in the upper cavity of the assembly-protective block above the payload and reflecting from the assembly of the protective assembly, level the velocity field of the gas component and create a uniformly distributed leak space along the payload and the assembly-protective block, while the flow rate of the gas component in the upper part of the assembly-protective block exceeds the flow rate of the gas component in its lower part.

В заявляемом техническом решении, в отличие от известного устройства обеспечения теплового режима и чистоты среды для полезной нагрузки под сборочно-защитным блоком ракеты космического назначения, в котором расположены верхний и нижний распылители с отверстиями, подводящий магистральный газовод и отверстия в нижней части сборочно-защитного блока для сброса газового компонента, верхний распылитель содержит противолежащие рассекатели переменного сечения, расположенные в поперечной плоскости сборочно-защитного блока, которые с одной стороны заглушены, а с другой стороны объединены посредством коллекторов переменного сечения, образующих с рассекателями незамкнутое кольцо, при этом верхний распылитель закреплен на одной из отделяемых створок сборочно-защитного блока, а коллекторы верхнего и нижнего рассекателей сообщены с подводящим магистральным газоводом, который выполнен разъемным в поперечной плоскости отделения створок, при этом отверстия рассекателей верхних и нижних распылителей выполнены со стороны продольной оси в виде щелевых пазов, расположенных под углом к оболочке сборочно-защитного блока, а коллекторы и магистральный газовод снабжены дроссельными шайбами.In the claimed technical solution, in contrast to the known device for providing thermal conditions and cleanliness of the medium for the payload under the assembly and protective block of a space rocket, in which the upper and lower nozzles with holes are located, supplying the main gas duct and holes in the lower part of the assembly and protective block to discharge the gas component, the upper atomizer contains opposing dividers of variable cross-section located in the transverse plane of the assembly-protective block, which are one the sides are muffled, and on the other hand are combined by means of manifolds of variable cross-section, forming an open ring with dividers, the upper atomizer mounted on one of the detachable flaps of the assembly-protective unit, and the collectors of the upper and lower dividers communicated with the supply gas duct, which is detachable in the transverse plane of separation of the valves, while the holes of the dividers of the upper and lower nozzles are made on the side of the longitudinal axis in the form of slotted grooves located under the key to the shell of the assembly-protective block, and the collectors and the gas main are equipped with throttle washers.

В заявляемом техническом решении, в отличие от известного устройства обеспечения теплового режима и чистоты среды для полезной нагрузки под сборочно-защитным блоком ракеты космического назначения, в котором расположены верхний и нижний распылители с отверстиями, подводящий магистральный газовод и отверстия в нижней части сборочно-защитного блока для сброса газового компонента, верхний распылитель содержит противолежащие рассекатели переменного сечения, расположенные в поперечной плоскости сборочно-защитного блока, которые с одной стороны заглушены, а с другой стороны объединены посредством коллекторов переменного сечения, образующих с рассекателями незамкнутое кольцо, при этом верхний распылитель закреплен на одной из отделяемых створок сборочно-защитного блока, а коллекторы верхнего и нижнего рассекателей сообщены с подводящим магистральным газоводом, который выполнен разъемным в поперечной плоскости отделения створок, и при этом отверстия рассекателей верхних и нижних распылителей выполнены со стороны продольной оси в виде щелевых пазов, расположенных под углом к оболочке сборочно-защитного блока, а коллекторы и магистральный газовод снабжены дроссельными шайбами, при этом нижний распылитель выполнен аналогичным верхнему, а в зоне размещения нижнего распылителя выполнено дополнительно отверстие для сброса газового компонента, причем в шпангоуте крепления полезной нагрузки выполнены отверстия для сообщения полостей сборочно-защитного блока.In the claimed technical solution, in contrast to the known device for providing thermal conditions and cleanliness of the medium for the payload under the assembly and protective block of a space rocket, in which the upper and lower nozzles with holes are located, supplying the main gas duct and holes in the lower part of the assembly and protective block to discharge the gas component, the upper atomizer contains opposing dividers of variable cross-section located in the transverse plane of the assembly-protective block, which are one the sides are muffled, and on the other hand are combined by means of manifolds of variable cross-section, forming an open ring with dividers, the upper atomizer mounted on one of the detachable flaps of the assembly-protective unit, and the collectors of the upper and lower dividers communicated with the supply gas duct, which is detachable in the transverse plane of separation of the valves, and the holes of the dividers of the upper and lower nozzles are made on the side of the longitudinal axis in the form of slotted grooves located under angle to the shell of the assembly-protective block, and the collectors and the main gas duct are equipped with throttle washers, while the lower sprayer is made similar to the upper one, and in the area of the lower sprayer there is an additional hole for discharge of the gas component, and openings for communicating cavities are made in the payload mounting frame assembly protection block.

Сущность технического решения поясняется чертежами:The essence of the technical solution is illustrated by the drawings:

Фиг.1 - представлен общий вид устройства обеспечения теплового режима и чистоты среды сборочно-защитного блока по первому варианту;Figure 1 - presents a General view of the device to ensure thermal conditions and cleanliness of the environment of the Assembly-protective unit according to the first embodiment;

Фиг.2 - представлено сечение А-А с фиг.1 (конструктивное исполнение распылителя);Figure 2 - presents a section aa from figure 1 (design of the atomizer);

Фиг.3 - представлен выносной элемент Б с фиг.2 (конструктивное исполнение коллектора, показаны установленные дроссельные шайбы с диаметрами проходного сечения d1, d2, d3, d4, d5 и подводящие участки);Figure 3 - presents the remote element B from figure 2 (the design of the collector, shown installed throttle washers with diameters of the bore d1, d2, d3, d4, d5 and inlet sections);

Фиг.4 - представлен вид по стрелке В с фиг.2 (конструктивное исполнение магистрального газовода, показаны установленные дроссельные шайбы с диаметрами проходных сечений d6, d7);FIG. 4 is a view along arrow B of FIG. 2 (structural design of the main gas duct, installed throttle washers with diameters of passage sections d6, d7 are shown);

Фиг.5 - представлено сечение Г-Г с фиг.2 (показана конструктивная реализация изменения сечения рассекателя, показано отверстие в рассекателе, выполненное в виде паза длинной L);FIG. 5 is a cross-sectional view of FIG. 2 shown in FIG. 2 (a structural implementation of changing the cross-section of the divider is shown, an opening in the divider is shown, made in the form of a groove of long L);

Фиг.6 - представлен выносной элемент Д с фиг.1 (показано соединение разъемного газовода);6 - presents an external element D of figure 1 (shows the connection of a detachable gas duct);

Фиг.7 - представлен выносной элемент Е с фиг.1 (показан пример исполнения рассекателя нижнего распылителя);Fig.7 - presents the remote element E of Fig.1 (shows an example of a divider of the lower atomizer);

Фиг.8 - представлено сечение Ж-Ж с фиг.1 (показано отверстие в рассекателе, выполненное в виде паза длинной L);Fig. 8 shows a section FJ in Fig. 1 (a hole in a divider is shown made in the form of a groove of long L);

Фиг.9 - представлен общий вид устройства обеспечения теплового режима и чистоты среды сборочно-защитного блока по второму варианту.Fig.9 is a General view of a device for providing thermal conditions and a clean environment of the assembly-protective unit according to the second embodiment.

Фиг.10 - представлен выносной элемент И с фиг.9 (конструктивное исполнение отверстия для перетекания газового компонента между верхней и нижней частями сборочно-защитного блока).Figure 10 - presents the external element And figure 9 (the design of the hole for the flow of the gas component between the upper and lower parts of the assembly and protective unit).

1-й вариант устройства обеспечения теплового режима и чистоты среды для полезной нагрузки 1 под сборочно-защитным блоком 2 ракеты космического назначения 3, содержит верхний и нижний распылители 4 и 5 с отверстиями 6 (фиг.5, 7, 8), подводящий магистральный газовод 7 (фиг.1, 4) и отверстия 8 в нижней части СЗБ 2 для сброса газового компонента (фиг.1). Верхний распылитель 4 содержит противолежащие рассекатели 9 (фиг.2, 3) переменного сечения, расположенные в поперечной плоскости 10 сборочно-защитного блока 2 (фиг.1, 5, 9) которые с одной стороны заглушены, а с другой стороны объединены посредством коллекторов 11 переменного сечения, образующих с рассекателями 9 незамкнутое кольцо (фиг.1, 2, 3, 4).The 1st version of the device for ensuring thermal conditions and cleanliness of the medium for the payload 1 under the assembly and protective block 2 of the space rocket 3, contains upper and lower nozzles 4 and 5 with holes 6 (Figs. 5, 7, 8), supplying a gas main 7 (Figs. 1, 4) and openings 8 in the lower part of the SZB 2 for discharging the gas component (Fig. 1). The upper atomizer 4 contains opposing dividers 9 (Figs. 2, 3) of variable cross-section located in the transverse plane 10 of the assembly-protective block 2 (Figs. 1, 5, 9), which are muffled on one side and combined by collectors 11 variable cross-section, forming an open ring with dividers 9 (Figs. 1, 2, 3, 4).

Верхний распылитель 4 закреплен на одной из отделяемых створок сборочно-защитного блока 2, а кольцевой коллектор 11 (фиг.2) и коллектор 12 (фиг.7) нижнего распылителя 5 сообщены с подводящим магистральным газоводом 7, который выполнен разъемным по разъемному соединению 13 (фиг.6), в поперечной плоскости 14 отделения створок СЗБ 2 (фиг.1, 2, 6).The upper atomizer 4 is mounted on one of the detachable flaps of the assembly and protective unit 2, and the annular collector 11 (Fig. 2) and the collector 12 (Fig. 7) of the lower atomizer 5 are in communication with the supply gas duct 7, which is detachable via a detachable connection 13 ( Fig.6), in the transverse plane 14 of the separation of the valves of the SZB 2 (Fig.1, 2, 6).

Конструктивное исполнение распылителя 4 в виде незамкнутого кольца, образуемого рассекателями 9 и коллекторами 11, позволяет разместить распылитель 4 вокруг верхней части ПН 1 с габаритами D1 меньшими размера D2 «незамкнутости» кольца и обеспечить при этом его безударное отделение со створкой СЗБ 2 от ПН 1 при полете РКН 3 (фиг.1, 2).The design of the atomizer 4 in the form of an open ring formed by dividers 9 and collectors 11, allows you to place the atomizer 4 around the upper part of the PN 1 with dimensions D1 smaller than the size D2 "open" the ring and ensure that it is shock-free separation with the shutter SZB 2 from PN 1 when flight ILV 3 (figure 1, 2).

Для более равномерного распределения газового компонента рассекатели 9 верхнего распылителя 4 расположены симметрично относительно продольной плоскости проходящей по оси СЗБ (фиг.2).For a more uniform distribution of the gas component, the dividers 9 of the upper atomizer 4 are located symmetrically with respect to the longitudinal plane passing along the axis of the SZB (figure 2).

Для подачи газового компонента с пониженными расходами рассекатель 15 нижнего распылителя 5 может быть выполнен, например, в виде прямого заглушенного с одного конца цилиндрического коллектора постоянного сечения с отверстиями 6, соединенного другим концом через коллектор 12 с подводящим магистральным газоводом 7 (фиг.7, 8).To supply the gas component with reduced flow rates, the divider 15 of the lower atomizer 5 can be made, for example, in the form of a direct muffled at one end cylindrical collector of constant cross section with holes 6 connected to the other end through a collector 12 with a supply gas duct 7 (Fig. 7, 8 )

Отверстия 6 верхнего 4 и нижнего 5 распылителей выполнены в виде щелевых пазов и расположены соответственно под углами α и β к оболочке сборочно-защитного блока (фиг.5, 8).The holes 6 of the upper 4 and lower 5 nozzles are made in the form of slotted grooves and are located respectively at angles α and β to the shell of the assembly-protective block (Figs. 5, 8).

Коллекторы 11 и 12, а также магистральный газовод 7 снабжены дроссельными шайбами 16 (фиг.3, 4, 7).The collectors 11 and 12, as well as the gas main 7 are equipped with throttle washers 16 (Fig.3, 4, 7).

Диаметры d1-d5 отверстий дроссельных шайб 16, количество дроссельных шайб 16, диаметры соответствующих сечений кольцевого коллектора 11, а также диаметры d6, d7 отверстий дроссельных шайб 16 в магистральном газоводе 7 определяются условием обеспечения требуемого расхода газового компонента на выходе из отверстий 6, выполненных в виде щелевых пазов, рассекателей 9 при одновременном снижением давления газового компонента практически до атмосферного на входе в рассекатели 9 и докритической скорости его течения, что позволяет значительно уменьшить акустическое давление на полезную нагрузку 1 и снизить возможность образования и попадания загрязняющих частиц в газовую среду для ПН 1 (фиг.2, 3. 4).The diameters d1-d5 of the holes of the throttle washers 16, the number of throttle washers 16, the diameters of the corresponding sections of the annular manifold 11, as well as the diameters d6, d7 of the holes of the throttle washers 16 in the main gas duct 7 are determined by the condition for ensuring the required flow rate of the gas component at the outlet from the holes 6, made in in the form of slotted grooves, dividers 9 while reducing the pressure of the gas component to almost atmospheric at the inlet to the dividers 9 and the subcritical velocity of its flow, which can significantly reduce acoustic pressure on the payload 1 and reduce the possibility of formation and ingress of contaminating particles into the gas environment for PN 1 (figure 2, 3. 4).

2-й вариант в заявленном устройстве обеспечения теплового режима и чистоты среды для полезной нагрузки 1 под сборочно-защитным блоком 2 ракеты космического назначения 3 имеет нижний распылитель 5, выполненный аналогичным верхнему 4, при этом в зоне размещения нижнего распылителя 5 выполнено дополнительно отверстие 17 (фиг.9) для сброса газового компонента, а в шпангоуте 18 крепления полезной нагрузки 1 выполнены отверстия 19 для сообщения полостей сборочно-защитного блока 2 (фиг.9, 10).The 2nd option in the claimed device for providing thermal conditions and a clean environment for the payload 1 under the assembly and protective block 2 of the space rocket 3 has a lower atomizer 5, made similar to the upper 4, with an additional hole 17 made in the area of the lower atomizer 5 ( Fig.9) for the discharge of the gas component, and in the frame 18 of the fastening of the payload 1, holes 19 are made for communicating the cavities of the protective assembly 2 (Figs. 9, 10).

Способ обеспечения теплового режима и чистоты среды для полезной нагрузки 1 под сборочно-защитным блоком 2 ракеты космического назначения 3, включающий подведение по магистральному газоводу 7 и подачу газового компонента через распылители 4 и 5 в верхнюю и нижнюю части сборочно-защитного блока 2 создавая при этом в нем избыточное давление, препятствующее проникновению атмосферного воздуха, с последующим его выбросом через отверстия 8 в нижней части сборочно-защитного блока 2, иллюстрируется схемой течения газового компонента на устройствах (фиг.1 и 9).A method of ensuring thermal conditions and cleanliness of the medium for a payload 1 under the assembly and protective block 2 of a space rocket 3, including bringing through the main gas duct 7 and supplying the gas component through the nozzles 4 and 5 to the upper and lower parts of the assembly and protective block 2 in it the excess pressure that prevents the penetration of atmospheric air, followed by its release through the holes 8 in the lower part of the assembly and protective unit 2, is illustrated by the flow diagram of the gas component to the device x (figures 1 and 9).

Газовый компонент подводят к верхнему и нижнему распылителям 4 и 5 по единому подводящему магистральному газоводу 7 ракеты космического назначения 3 и подают одновременно в одном направлении снизу вверх, при этом рассекатели 9 переменного сечения верхнего распылителя 4 размещают взаимно противоположно, таким образом, что при вдуве газового компонента струи, соударяясь между собой в верхней полости сборочно-защитного блока 2 над полезной нагрузкой 1 и отражаясь от конструкции створок сборочно-защитного блока 2, теряют кинетическую энергию и растекаются по всему объему конусной части СЗБ 2, что приводит к выравниванию поля скоростей газового компонента и его равномерному распределенному интерференционному течению в пространстве вдоль полезной нагрузки 1 и сборочно-защитного блока 2.The gas component is fed to the upper and lower nozzles 4 and 5 through a single supply main gas line 7 of the space rocket 3 and is fed simultaneously in one direction from the bottom up, while the dividers 9 of variable cross section of the upper atomizer 4 are placed mutually opposite, so that when the gas is injected component of the jet, colliding with each other in the upper cavity of the assembly-protective block 2 above the payload 1 and reflected from the design of the flaps of the assembly-protective block 2, lose kinetic energy spreading over the entire volume of the cone part 2 MSBs, which leads to equalization of the velocity field of the gas component and the flow uniforming the interference in space along payload assembly 1 and the protective block-2.

При равномерно распределенном интерференционном обтекании ПН 1 на внутренней поверхности СЗБ 2 создаются условия обтекания газовым компонентом с равномерными минимальными скоростями, что обеспечивает минимальные значения конвективных тепловых потоков от поверхности СЗБ 2 к газовому компоненту вдоль высоты ПН 1, что приводит к снижению тепловых потерь газового компонента, а также к отсутствию застойных зон вдоль ПН 1 с низкой эффективностью термостатирования газовой средой.With a uniformly distributed interference flow around PN 1 on the inner surface of SZB 2, conditions are created for flow around the gas component with uniform minimum speeds, which ensures the minimum values of convective heat fluxes from the surface of SZB 2 to the gas component along the height of PN 1, which leads to a decrease in heat losses of the gas component, as well as the absence of stagnant zones along PN 1 with low efficiency of temperature control by the gas medium.

Внутри нижней части сборочно-защитного блока 2 струи газового компонента, подаваемого через распылитель 5, направлены на ПН 1, тем самым создается область термостатированного воздуха с необходимой температурой, которая отделяет ПН 1 от температурного влияния элементов РКН 3.Inside the lower part of the assembly and protective block 2, the jets of the gas component supplied through the atomizer 5 are directed to the PN 1, thereby creating a region of thermostated air with the required temperature, which separates the PN 1 from the temperature effect of the elements of the rocket launcher 3.

Расход газового компонента в верхней части сборочно-защитного блока 2 превышает расход газового компонента в его нижней части (см. фиг.1 и 9).The flow rate of the gas component in the upper part of the protective assembly 2 exceeds the flow rate of the gas component in its lower part (see figures 1 and 9).

Это обусловлено большими тепловыми потерями газового компонента в верхней части СЗБ 2 при конвективном теплообмене с поверхностью СЗБ 2 из-за большей поверхности теплообмена по сравнению с нижней частью СЗБ 2.This is due to large heat losses of the gas component in the upper part of the SZB 2 during convective heat exchange with the surface of the SZB 2 due to the larger heat transfer surface compared to the lower part of the SZB 2.

Расходы газового компонента в СЗБ 2 составляют: mСЗБ=0,5 кг/с, в ГО и Пхо mГО=0,32 кг/с и mП×О=0,18 кг/с соответственно, а в качестве газового компонента используется очищенный воздух с чистотой М6.5 (10000) по федеральному стандарту 209Е США или термостатированный воздух, соответствующий 8 классу ИСО по ГОСТ ИСО 14644-1-2002. Достаточность данных значений расходов для обеспечения температурного режима среды вокруг ПН 1 подтверждена нашим предприятием при проведении запусков широкой номенклатуры ПН 1. При необходимости, значения расходов могут быть изменены. Для уменьшения разности значений температуры газового компонента вдоль высоты ПН 1 при обтекании суммарный расход может быть увеличен выше 0,5 кг/с до максимального значения, которое определяется пропускной способностью магистрального трубопровода 7 РКН 3.The gas component costs in SZB 2 are: m SZB = 0.5 kg / s, in GO and Pkho m GO = 0.32 kg / s and m P × O = 0.18 kg / s, respectively, and as a gas component it uses purified air with a purity of M6.5 (10000) according to the US federal standard 209E or thermostatic air corresponding to ISO class 8 according to GOST ISO 14644-1-2002. The sufficiency of these flow rates to ensure the temperature of the environment around PN 1 is confirmed by our company during the launch of a wide range of PN 1. If necessary, the flow values can be changed. To reduce the difference in temperature values of the gas component along the height of ST 1 during flow around, the total flow rate can be increased above 0.5 kg / s to a maximum value, which is determined by the throughput of the main pipeline 7 of ILV 3.

В первом варианте устройства сброс газового компонента в окружающую атмосферу производят через отверстия 8 в нижней части СЗБ 2. Расположение дренажных отверстий 8 по высоте выбрано из условия обеспечения допустимых тепловых потерь газового компонента при обеспечении требуемых температурных условий газовой среды для ПН 1 в верхней и нижней частях СЗБ 2. При этом газовый компонент, подаваемый через нижний распылитель 5 термостатирует как нижнюю, так и верхнюю полость СЗБ 2.In the first embodiment of the device, the gas component is discharged into the surrounding atmosphere through openings 8 in the lower part of the SZB 2. The height of the drainage holes 8 is selected from the condition for ensuring the allowable heat loss of the gas component while ensuring the required temperature conditions of the gas environment for PN 1 in the upper and lower parts SZB 2. In this case, the gas component supplied through the lower atomizer 5 thermostats both the lower and upper cavity of the SZB 2.

Во втором варианте устройства, из-за меньшей площади теплообмена газового компонента с поверхностью верхней части СЗБ 2 тепловые потери газового компонента меньше, чем в первом варианте. Сброс в атмосферу газового компонента, подаваемого через верхний распылитель, проводится в нижней части СЗБ 2 через отверстие 8. При этом для обеспечения температурных условий ПН 1 в полости СЗБ 2 ниже отверстий 8, а также создания условий для более равномерного обтекания ПН 1 по окружности, часть расхода газового компонента от верхнего распылителя 4 отводится через ряд отверстий 19 в шпангоуте 18 крепления ПН 1, который выступает в виде перегородки между верхней и нижней полостями СЗБ 2. При этом варианте полость СЗБ 2 термостатируется только газовым компонентом, подаваемым в верхний распылитель 4. Для обеспечения перетекания газового компонента из верхней полости СЗБ 2 в нижнюю полость, а также выхода газового компонента, подаваемого через нижний распылитель 5 в окружающую атмосферу на оболочке СЗБ 2 в месте расположения нижнего распылителя 5, выполнено дополнительное отверстие 17.In the second embodiment of the device, due to the smaller area of heat exchange of the gas component with the surface of the upper part of the SZB 2, the heat loss of the gas component is less than in the first embodiment. The discharge into the atmosphere of the gas component supplied through the upper atomizer is carried out in the lower part of the SZB 2 through the hole 8. In this case, to ensure the temperature conditions of the PN 1 in the cavity of the SZB 2 below the holes 8, as well as to create conditions for a more uniform flow around the PN 1 around the circumference, part of the gas component flow from the upper atomizer 4 is discharged through a series of holes 19 in the mounting frame 18 of the monopole 1, which acts as a partition between the upper and lower cavities of the SZB 2. In this embodiment, the cavity of the SZB 2 is thermostated only an additional component supplied to the upper atomizer 4. In order to ensure the flow of the gas component from the upper cavity of the SZB 2 to the lower cavity, as well as the gas component supplied through the lower atomizer 5 to the surrounding atmosphere on the shell of the SZB 2 at the location of the lower atomizer 5, an additional hole 17.

Таким образом, заявленное техническое решение позволяет повысить эффективность теплового режима и чистоты среды для полезной нагрузки в период подготовки ракеты космического назначения к старту.Thus, the claimed technical solution allows to increase the efficiency of the thermal regime and the purity of the medium for the payload during the preparation of the space rocket for launch.

Claims (3)

1. Способ обеспечения теплового режима и чистоты среды для полезной нагрузки под сборочно-защитным блоком ракеты космического назначения, включающий подведение по магистральному газоводу и подачу газового компонента через распылители в верхнюю и нижнюю части сборочно-защитного блока, создавая при этом в нем избыточное давление, препятствующее проникновению атмосферного воздуха, с последующим его выбросом через отверстия в нижней части сборочно-защитного блока, отличающийся тем, что газовый компонент подводят к верхнему и нижнему распылителям по единому подводящему магистральному газоводу ракеты космического назначения и подают одновременно в одном направлении снизу вверх, при этом рассекатели переменного сечения верхнего распылителя размещают взаимно противоположно таким образом, что при вдуве газового компонента струи, соударяясь между собой в верхней полости сборочно-защитного блока над полезной нагрузкой и отражаясь от конструкции сборочно-защитного блока, выравнивают поле скоростей газового компонента и создают его равномерно распределенное течение в пространстве вдоль полезной нагрузки и сборочно-защитного блока, при этом расход газового компонента в верхней части сборочно-защитного блока превышает расход газового компонента в его нижней части.1. A method of ensuring thermal conditions and cleanliness of the medium for the payload under the assembly and protective block of a space rocket, including summing up through the main gas duct and supplying the gas component through sprays to the upper and lower parts of the assembly and protective block, creating an overpressure in it, preventing the penetration of atmospheric air, followed by its discharge through openings in the lower part of the protective assembly, characterized in that the gas component is fed to the upper and lower distribution to the ejectors along a single supply main gas duct of a space rocket and simultaneously fed in the same direction from the bottom up, while the splitters of variable cross section of the upper atomizer are placed mutually opposite so that when the gas component of the jet is blown, colliding with each other in the upper cavity of the assembly-protective block over the useful load and reflected from the design of the assembly-protective block, level the velocity field of the gas component and create its evenly distributed flow in along the payload and the assembly-protective block, while the flow rate of the gas component in the upper part of the assembly-protective block exceeds the flow rate of the gas component in its lower part. 2. Устройство обеспечения теплового режима и чистоты среды для полезной нагрузки под сборочно-защитным блоком ракеты космического назначения, в котором расположены верхний и нижний распылители с отверстиями, подводящий магистральный газовод и отверстия в нижней части сборочно-защитного блока для сброса газового компонента, отличающееся тем, что верхний распылитель содержит противолежащие рассекатели переменного сечения, расположенные в поперечной плоскости сборочно-защитного блока, которые с одной стороны заглушены, а с другой стороны объединены посредством коллекторов переменного сечения, образующих с рассекателями незамкнутое кольцо, при этом верхний распылитель закреплен на одной из отделяемых створок сборочно-защитного блока, а коллекторы верхнего и нижнего рассекателей сообщены с подводящим магистральным газоводом, который выполнен разъемным в поперечной плоскости отделения створок, при этом отверстия рассекателей верхних и нижних распылителей выполнены со стороны продольной оси в виде щелевых пазов, расположенных под углом к оболочке сборочно-защитного блока, а коллекторы и магистральный газовод снабжены дроссельными шайбами.2. A device for ensuring thermal conditions and cleanliness of the medium for the payload under the assembly and protective block of a space rocket, in which there are upper and lower nozzles with holes, a supply gas duct and holes in the lower part of the assembly and protective block to discharge the gas component, characterized in that the upper atomizer contains opposite dividers of variable cross-section, located in the transverse plane of the assembly-protective block, which are muffled on one side and on the other they are combined by means of manifolds of variable cross-section, forming an open ring with the dividers, with the upper atomizer mounted on one of the detachable flaps of the assembly-protective unit, and the collectors of the upper and lower dividers in communication with the supply gas duct, which is detachable in the transverse plane of the separation of the valves the holes of the dividers of the upper and lower nozzles are made on the side of the longitudinal axis in the form of slotted grooves located at an angle to the assembly-protective sheath block, and the collectors and gas main are equipped with throttle washers. 3. Устройство обеспечения теплового режима и чистоты среды для полезной нагрузки под сборочно-защитным блоком ракеты космического назначения, в котором расположены верхний и нижний распылители с отверстиями, подводящий магистральный газовод и отверстия в нижней части сборочно-защитного блока для сброса газового компонента, отличающееся тем, что верхний распылитель содержит противолежащие рассекатели переменного сечения, расположенные в поперечной плоскости сборочно-защитного блока, которые с одной стороны заглушены, а с другой стороны объединены посредством коллекторов переменного сечения, образующих с рассекателями незамкнутое кольцо, при этом верхний распылитель закреплен на одной из отделяемых створок сборочно-защитного блока, а коллекторы верхнего и нижнего рассекателей сообщены с подводящим магистральным газоводом, который выполнен разъемным в поперечной плоскости отделения створок и при этом отверстия рассекателей верхних и нижних распылителей выполнены со стороны продольной оси в виде щелевых пазов, расположенных под углом к оболочке сборочно-защитного блока, а коллекторы и магистральный газовод снабжены дроссельными шайбами, при этом нижний распылитель выполнен аналогичным верхнему, в зоне размещения нижнего распылителя выполнено дополнительно отверстие для сброса газового компонента, а в шпангоуте крепления полезной нагрузки выполнены отверстия для сообщения полостей сборочно-защитного блока. 3. A device for ensuring the thermal regime and cleanliness of the medium for the payload under the assembly and protective block of a space rocket, in which the upper and lower nozzles with openings are located, supplying the main gas duct and openings in the lower part of the assembly and protective block to discharge the gas component, characterized in that the upper atomizer contains opposite dividers of variable cross-section, located in the transverse plane of the assembly-protective block, which are muffled on one side and on the other they are combined by means of manifolds of variable cross-section, forming an open ring with the dividers, with the upper atomizer mounted on one of the detachable flaps of the assembly-protective block, and the collectors of the upper and lower dividers communicated with the supply main gas duct, which is detachable in the transverse plane of the shutter separation and when the holes of the dividers of the upper and lower nozzles are made on the side of the longitudinal axis in the form of slotted grooves located at an angle to the shell of the protective assembly about the block, and the collectors and the main gas duct are equipped with throttle washers, while the lower sprayer is made similar to the upper one, an additional hole for discharging the gas component is made in the area of the lower sprayer, and openings for communicating the cavities of the protective assembly are made in the payload mounting frame.
RU2013142290/11A 2013-09-16 2013-09-16 Method to provide thermal conditions and cleanliness of environment for payload under assembly-protection unit of space-mission missile and devices for its implementation (versions) RU2543441C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013142290/11A RU2543441C1 (en) 2013-09-16 2013-09-16 Method to provide thermal conditions and cleanliness of environment for payload under assembly-protection unit of space-mission missile and devices for its implementation (versions)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013142290/11A RU2543441C1 (en) 2013-09-16 2013-09-16 Method to provide thermal conditions and cleanliness of environment for payload under assembly-protection unit of space-mission missile and devices for its implementation (versions)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2543441C1 true RU2543441C1 (en) 2015-02-27

Family

ID=53290102

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013142290/11A RU2543441C1 (en) 2013-09-16 2013-09-16 Method to provide thermal conditions and cleanliness of environment for payload under assembly-protection unit of space-mission missile and devices for its implementation (versions)

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2543441C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2678731C1 (en) * 2018-05-11 2019-01-31 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по космической деятельности "РОСКОСМОС" Method for maintenance of thermal rate of onboard devices in compartment of space launch vehicles
RU2678731C9 (en) * 2018-05-11 2022-09-13 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по космической деятельности "РОСКОСМОС" Method for maintenance of thermal rate of onboard devices in compartment of space launch vehicles

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU699302A1 (en) * 1977-09-23 1979-11-25 Опытное Конструкторско-Технологическое Бюро По Интенсификации Тепломассообменных Процессов Института Технической Теплофизики Ан Украинской Сср Unit for heat treatment of fibrous materials
US4879877A (en) * 1988-07-21 1989-11-14 Hicke Gerald E Air conditioning method and apparatus for refrigerated vehicles
RU2174657C2 (en) * 1999-09-27 2001-10-10 Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" им. С.П. Королева" Refrigerator
RU2271319C2 (en) * 2003-12-04 2006-03-10 Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" им. С.П. Королева" Method of support of thermal conditions and purity of space rocket head module and device for realization of this method
RU2276651C2 (en) * 2003-12-02 2006-05-20 Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" им. С.П. Королева" Method of forming thermal conditions and cleanness of head module of space rocket and device for realization of this method
RU2279375C2 (en) * 2003-12-02 2006-07-10 Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" им. С.П. Королева" Method of obtaining cleanness of head module of space rocket and device for realization of this method
RU2293044C2 (en) * 2004-10-08 2007-02-10 Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королева" Method of maintenance of thermal conditions in space rocket head module and device for realization of this method
US20100051751A1 (en) * 2005-06-29 2010-03-04 Mueller George E Reusable orbital vehicle with interchangeable modules
CN201472675U (en) * 2009-08-24 2010-05-19 北京卫星环境工程研究所 Ventilating system for manned spacecraft
RU2390479C1 (en) * 2009-03-10 2010-05-27 Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королева" Device to control thermal conditions and purity inside nose cone of space rocket and method of its operation

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU699302A1 (en) * 1977-09-23 1979-11-25 Опытное Конструкторско-Технологическое Бюро По Интенсификации Тепломассообменных Процессов Института Технической Теплофизики Ан Украинской Сср Unit for heat treatment of fibrous materials
US4879877A (en) * 1988-07-21 1989-11-14 Hicke Gerald E Air conditioning method and apparatus for refrigerated vehicles
RU2174657C2 (en) * 1999-09-27 2001-10-10 Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" им. С.П. Королева" Refrigerator
RU2276651C2 (en) * 2003-12-02 2006-05-20 Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" им. С.П. Королева" Method of forming thermal conditions and cleanness of head module of space rocket and device for realization of this method
RU2279375C2 (en) * 2003-12-02 2006-07-10 Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" им. С.П. Королева" Method of obtaining cleanness of head module of space rocket and device for realization of this method
RU2271319C2 (en) * 2003-12-04 2006-03-10 Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" им. С.П. Королева" Method of support of thermal conditions and purity of space rocket head module and device for realization of this method
RU2293044C2 (en) * 2004-10-08 2007-02-10 Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королева" Method of maintenance of thermal conditions in space rocket head module and device for realization of this method
US20100051751A1 (en) * 2005-06-29 2010-03-04 Mueller George E Reusable orbital vehicle with interchangeable modules
RU2390479C1 (en) * 2009-03-10 2010-05-27 Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королева" Device to control thermal conditions and purity inside nose cone of space rocket and method of its operation
CN201472675U (en) * 2009-08-24 2010-05-19 北京卫星环境工程研究所 Ventilating system for manned spacecraft

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2678731C1 (en) * 2018-05-11 2019-01-31 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по космической деятельности "РОСКОСМОС" Method for maintenance of thermal rate of onboard devices in compartment of space launch vehicles
RU2678731C9 (en) * 2018-05-11 2022-09-13 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по космической деятельности "РОСКОСМОС" Method for maintenance of thermal rate of onboard devices in compartment of space launch vehicles
RU2815684C1 (en) * 2023-01-26 2024-03-20 Акционерное общество "Государственный космический научно-производственный центр имени М.В. Хруничева" (АО "ГКНПЦ им. М.В. Хруничева") Method for thermostating of payload zone in multi-layer nose cone of space warhead

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2679581C2 (en) Device and method for prevention of ice formation on engine
EP3128239B1 (en) Fuel staging
US9777674B2 (en) Injector plate for a rocket engine
JP2003106529A5 (en)
CN109339975A (en) A kind of stealthy exhaust pipe of the adjustable cone-shaped cavity of band
RU2543441C1 (en) Method to provide thermal conditions and cleanliness of environment for payload under assembly-protection unit of space-mission missile and devices for its implementation (versions)
US20040020187A1 (en) Blanking-plug system for blanking off an orifice of a pipe, particularly for blanking off an orifice of a duct for introducing air into the combustion chamber of a ramjet
CN102281955B (en) Coating material ejector
US10792679B2 (en) Coating system and method
KR102390242B1 (en) burner nozzle
US11933249B2 (en) Reusable upper stage rocket with aerospike engine
CN110314783A (en) A kind of rifling accelerating type atomizing lance and operating method
RU2353556C2 (en) Method for thermostatting pay load and instruments of control system of space head of carrier rocket, and airborne system used for method realisation
CN110979693A (en) Anti-icing and deicing system, unmanned aerial vehicle and control method
US10513978B2 (en) Directed flow nozzle swirl enhancer
CA3216392A1 (en) Annular aerospike nozzle with widely-spaced thrust chambers, engine including the annular aerospike nozzle, and vehicle including the engine
RU2557092C1 (en) Device to control thermal conditions and cleanliness of spacecraft head with large-sized payload
US8960067B2 (en) Method and apparatus for launch recoil abatement
CN108871061B (en) Take two-stage water spray cooling noise reduction system's transmission platform
RU2563114C1 (en) Liquid propellant rocket engine chamber nozzle
RU2678731C1 (en) Method for maintenance of thermal rate of onboard devices in compartment of space launch vehicles
RU2359878C2 (en) Method for thermostatting of live load of carrier rocket head and on-board system for its realisation
RU2271319C2 (en) Method of support of thermal conditions and purity of space rocket head module and device for realization of this method
US20180154383A1 (en) Coating system and method
RU55432U1 (en) MULTI-CAMERA LIQUID ROCKET ENGINE NOZZLE

Legal Events

Date Code Title Description
PD4A Correction of name of patent owner