RU2557092C1 - Device to control thermal conditions and cleanliness of spacecraft head with large-sized payload - Google Patents

Device to control thermal conditions and cleanliness of spacecraft head with large-sized payload Download PDF

Info

Publication number
RU2557092C1
RU2557092C1 RU2014115909/11A RU2014115909A RU2557092C1 RU 2557092 C1 RU2557092 C1 RU 2557092C1 RU 2014115909/11 A RU2014115909/11 A RU 2014115909/11A RU 2014115909 A RU2014115909 A RU 2014115909A RU 2557092 C1 RU2557092 C1 RU 2557092C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
head
thermostatic
gas medium
openings
fairing
Prior art date
Application number
RU2014115909/11A
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
Акционерное общество "Ракетно-космический центр "Прогресс" (АО "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, Акционерное общество "Ракетно-космический центр "Прогресс" (АО "РКЦ "Прогресс") filed Critical Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство обороны Российской Федерации
Priority to RU2014115909/11A priority Critical patent/RU2557092C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2557092C1 publication Critical patent/RU2557092C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)

Abstract

FIELD: aircraft engineering.
SUBSTANCE: proposed device comprises thermostating gas injection holes arranged at head cowl and adapter compartment. Besides, its comprises thermostating gas efflux holes and one-way valves of thermostating gas injection and efflux. Thermostating has injector is composed of a flute with one-way valves as sealing covers arranged at injection hole shaping strips. There are extra thermostating gas injection holes. One-way valves are composed of a flap with counterweight between inlet with protective screen and outlet. There are also heat insulating and heat control coatings.
EFFECT: higher purity and efficiency of thermostating.
9 dwg

Description

Изобретение относится к ракетно-космической технике, а именно к устройству обеспечения во время подготовки ракеты космического назначения (РКН) в стартовом сооружении теплового режима и чистоты космической головной части (КГЧ) РКН с крупногабаритной полезной нагрузкой (ПН), закрепленной на переходном отсеке (ПхО) газодинамически взаимосвязанного с головным обтекателем (ГО), и предназначено для обеспечения необходимых параметров газовой среды вокруг ПН.The invention relates to rocket and space technology, and in particular to a device for providing space-launch rocket (ILV) during preparation in the launch site of the thermal regime and cleanliness of the space head part (ILG) of the rocket launcher with a large payload (PN) mounted on the transition compartment (PXO) ) gas-dynamically interconnected with the head fairing (GO), and is intended to provide the necessary parameters of the gaseous medium around the PN.

Известны устройства (патенты RU №2359878, №2412874) термостатирования полезного груза головного блока ракеты-носителя, размещенного под обтекателем головного блока, содержащие отверстие вдува термостатирующей среды, отверстия ее истечения в обтекателе головного блока, клапаны одностороннего действия отверстий вдува и истечения термостатирующей среды, шарнирно установленные снаружи обтекателя головного блока, устройство вдува термостатирующей среды в головной блок, выполненное в виде дозвукового диффузора, имеющего форму замкнутой симметричной емкости, с входным и тремя выходными отверстиями.Known devices (patents RU No. 2359878, No. 2412874) thermostatic control of the payload of the head block of the launch vehicle, located under the fairing of the head block, containing a blow hole of the thermostatic medium, openings of its outflow in the fairing of the head block, single-acting valves of the blow holes and expiration of the thermostatic medium, pivotally mounted outside the fairing of the head unit, a device for blowing the thermostatic medium into the head unit, made in the form of a subsonic diffuser in the form of a closed symmetry egg container with an inlet and three outlet openings.

Наиболее близким устройством к заявляемому устройству является устройство по патенту №2353556, выбранному авторами в качестве прототипа.The closest device to the claimed device is the device according to patent No. 2353556, selected by the authors as a prototype.

Устройство термостатирования полезного груза головного блока ракеты-носителя, состоящее из последовательно соединенных и газодинамически взаимосвязанных головного обтекателя и переходного отсека (обтекателя разгонного блока) КГЧ РКН и размещенной под ними ПН, при этом на одной из сторон головного обтекателя и переходного отсека выполнены соответственно отверстие вдува термостатирующей среды и отверстия ее истечения с установленными в них клапанами одностороннего действия, которые шарнирно установлены снаружи головного обтекателя и переходного отсека, в отверстиях вдува с внутренней стороны головного обтекателя и переходного отсека установлены дозвуковые диффузоры, выполненные в виде замкнутой симметричной емкости, с входным и тремя выходными отверстиями.The temperature control device for the payload of the head block of the launch vehicle, consisting of a series-connected and gas-dynamically interconnected head fairing and the transition compartment (fairing of the booster block) of the rocket launcher and placed underneath them, while on one side of the head fairing and the transition compartment there are respectively made an injection hole thermostatic medium and its outflow openings with single-acting valves installed in them, which are pivotally mounted outside the head fairing and the transition compartment, in the injection holes on the inner side of the head fairing and the transition compartment are installed subsonic diffusers, made in the form of a closed symmetrical tank, with inlet and three outlet openings.

Известное устройство, а также вышеописанные устройства имеют ограниченные возможности их использования, так как не предназначены для крупногабаритных полезных нагрузок, размещаемых в сборочно-защитном блоке КГЧ с минимальным пространством между поверхностями ПН и СЗБ, из-за наличия диффузоров больших габаритов, при которых возможны существенные потери тепла термостатирующей среды из-за больших скоростей обтекания закрученным диффузорами потоком газовой среды всей поверхности оболочки СЗБ, взаимодействующей своей внешней поверхностью с окружающей атмосферой, и могут возникнуть теплонапряженные отрывные зоны термостатирующего потока вблизи поверхности ПН с нерасчетными температурами нагрева отдельных ее элементов, приводящих к излишней нагрузке на наземные средства воздушной системы обеспечения теплового режима и чистоты КГЧ, что снижает эффективность обеспечения теплового режима и качества чистоты космической головной части ракеты космического назначения.The known device, as well as the above-described devices, have limited possibilities for their use, since they are not intended for large payloads placed in the assembly-protective block of the KGCh with a minimum space between the surfaces of the PN and the SZB, due to the presence of large diffusers, at which significant heat loss of a thermostatic medium due to high velocities of a gaseous medium flowing around a swirling diffuser around the entire surface of the NWB shell interacting with its external surface airborne atmosphere, and heat-stressed separation zones of the thermostatic flow can occur near the surface of the payload with non-calculated heating temperatures of its individual elements, leading to unnecessary load on the ground means of the air system to ensure the thermal regime and purity of KGCh, which reduces the efficiency of ensuring the thermal regime and quality of space purity the head of a space rocket.

При термостатировании нижней части ПН газовым компонентом, подаваемым в верхнюю часть ПН, температура суммарного потока в нижней части ПН определяется с учетом дополнительных температурных потерь при движении потока в верхней части ПН, а также загрязненность суммарного потока в нижней части ПН будет выше, чем в верхней части из-за дополнительного загрязнения потока при движении в верхней части ПН, при этом температурное состояние и чистота нижней части ПН ухудшаются.When the lower part of the ST is thermostatically controlled by the gas component supplied to the upper part of the ST, the temperature of the total flow in the lower part of the ST is determined taking into account additional temperature losses during the flow in the upper part of the ST, as well as the contamination of the total flow in the lower part of the ST will be higher than in the upper part parts due to additional contamination of the flow when moving in the upper part of the ST, while the temperature state and purity of the lower part of the ST deteriorate.

Эффективность термостатирования также зависит от внешнего воздействия на сборочно-защитный блок солнечного излучения и окружающей атмосферы с предельными значениями температуры и ветра на крупногабаритную полезную нагрузку, что требует значительных энергетических затрат и повышенных расходов вдуваемой в СЗБ термостатирующей газовой среды.The effectiveness of temperature control also depends on the external impact on the assembly-protective block of solar radiation and the surrounding atmosphere with extreme values of temperature and wind on a large payload, which requires significant energy costs and increased costs of thermostatic gas medium injected into the SZB.

Задачей заявляемого технического решения является расширение возможностей устройства с обеспечением во время подготовки и старта РКН в стартовом сооружении эффективного теплового режима и чистоты космической головной части ракеты космического назначения с крупногабаритной полезной нагрузкой.The objective of the proposed technical solution is to expand the capabilities of the device with the provision during the preparation and launch of the rocket launcher in the starting structure of the effective thermal regime and cleanliness of the space head of a space rocket with a large payload.

Устройство обеспечения теплового режима и чистоты космической головной части ракеты космического назначения с крупногабаритной полезной нагрузкой, закрепленной на переходном отсеке газодинамически взаимосвязанным с головным обтекателем, содержащее на головном обтекателе и на переходном отсеке отверстия вдува термостатирующей газовой среды, взаимодействующие со съемными магистральными газоводами стартового комплекса, отверстия истечения термостатирующей газовой среды, шарнирно установленные клапаны одностороннего действия отверстий вдува и истечения термостатирующей газовой среды, устройство вдува термостатирующей газовой среды, отличающееся тем, что в головном обтекателе и в переходном отсеке с противоположных сторон от продольной плоскости сборочно-защитного блока выполнены дополнительные отверстия вдува термостатирующей газовой среды, при этом на головном обтекателе устройство вдува выполнено в виде закрепленного на окантовке отверстия вдува лотка, изогнутая ось которого направлена вверх под углом к образующей верхней части головного обтекателя, причем клапаны одностороннего действия отверстий вдува выполнены в виде уплотняющих крышек, а отверстия истечения размещены радиально взаимно противоположными рядами в поперечной плоскости нижней части ГО, обеспечивающие одновременно равномерное истечение термостатирующей газовой среды из верхней и нижней частей СЗБ, посредством клапанов одностороннего действия, выполненных в виде заслонки с противовесом, размещенной между входным и выходным отверстиями, причем входное отверстие клапана имеет защитную сетку, а на оболочке головного обтекателя закреплены теплоизолирующее и терморегулирующие покрытия.A device for ensuring the thermal regime and cleanliness of the space head part of a space rocket with a large payload fixed on the transition compartment gasdynamically interconnected with the head fairing, containing on the head fairing and on the transition compartment the injection holes of the thermostatic gas medium interacting with removable main gas ducts of the launch complex, openings expiration of thermostatic gas medium, articulated single-acting valves The apertures of blowing in and out of a thermostatic gas medium, a device for blowing in a thermostatic gas medium, characterized in that in the head fairing and in the transitional compartment from the opposite sides of the longitudinal plane of the assembly-protective block there are additional blowing openings of thermostatic gas medium, while the blowing device is on the head fairing made in the form of a tray fixed to the edging of the hole, the curved axis of which is directed upward at an angle to the generatrix of the upper part of the head fairing, pr than the single-acting valves of the injection holes are made in the form of sealing covers, and the outflow openings are arranged radially mutually opposite rows in the transverse plane of the lower part of the GO, providing at the same time uniform flow of thermostatic gas medium from the upper and lower parts of the SZB, by means of single-acting valves made in the form of a shutter with a counterweight located between the inlet and outlet, and the inlet of the valve has a protective mesh, and on the shell of the head btekatelya secured heat-insulating and temperature-control coating.

Изобретение поясняется чертежами:The invention is illustrated by drawings:

на фиг. 1 представлен общий вид устройства;in FIG. 1 shows a General view of the device;

на фиг. 2 вид А с фиг. 1 представлено устройство вдува термостатирующей газовой среды в головной обтекатель;in FIG. 2, view A from FIG. 1 shows a device for blowing a thermostatic gas medium into a head fairing;

на фиг. 3 вид Б с фиг. 2 представлено устройство вдува термостатирующей газовой среды в головной обтекатель;in FIG. 3 view B from FIG. 2 shows a device for blowing a thermostatic gas medium into a head fairing;

на фиг. 4 вид В с фиг. 3 представлено крепление устройства вдува термостатирующей газовой среды в головной обтекатель и разделительного патрубка магистрального газовода;in FIG. 4, view B of FIG. 3 shows the fastening of a thermostatic gas medium blowing device into the head fairing and the separation pipe of the main gas duct;

на фиг. 5 выносной элемент Г с фиг. 1 представлено устройство вдува термостатирующей газовой среды в переходный отсек СЗБ;in FIG. 5, an external element G of FIG. 1 shows a device for blowing a thermostatic gas medium into a transition compartment of an SZB;

на фиг. 6 выносной элемент Д с фиг. 1 представлено устройство клапана истечения термостатирующей газовой среды из СЗБ;in FIG. 6, the remote element D of FIG. 1 shows a valve device for the discharge of a thermostatic gas medium from an SZB;

на фиг. 7 вид Е с фиг. 6 представлено устройство клапана истечения термостатирующей газовой среды из СЗБ;in FIG. 7 is a view E of FIG. 6 shows a valve device for the discharge of a thermostatic gas medium from an SZB;

на фиг. 8 сечение Ж-Ж с фиг. 1 представлено распределение отверстий истечения термостатирующей газовой среды из СЗБ;in FIG. 8 section FJ with FIG. 1 shows the distribution of the outflow openings of a thermostatic gas medium from the SZB;

на фиг. 9 сечение И-И с фиг. 1 представлено теплоизолирующее и терморегулирующие покрытия головного обтекателя СЗБ.in FIG. 9 section II with FIG. 1 shows heat-insulating and thermoregulating coatings of the head fairing of SZB.

Устройство обеспечения теплового режима и чистоты космической головной части ракеты космического назначения 1 с крупногабаритной полезной нагрузкой 2, закрепленной на переходном отсеке 3 газодинамически взаимосвязанным с головным обтекателем 4, содержит на головном обтекателе 4 и на ПхО 3 отверстия вдува 5, 6, на противоположных сторонах которых имеются дополнительные отверстия вдува 7, 8 термостатирующей газовой среды (фиг. 1), взаимодействующие со съемными магистральными газоводами 9 стартового комплекса.The device for ensuring the thermal regime and cleanliness of the space head part of a space rocket 1 with a large payload 2, mounted on the transition compartment 3, is gasdynamically interconnected with the head fairing 4, contains on the head fairing 4 and on the PXO 3 blowing holes 5, 6, on the opposite sides of which there are additional injection holes 7, 8 of the thermostatic gas medium (Fig. 1), interacting with removable main gas ducts 9 of the launch complex.

На головном обтекателе 4 каждое устройство вдува термостатирующей газовой среды выполнено в виде закрепленного на окантовке 10 отверстия вдува 5, 7 лотка 11 с входным 12 и выходным 13 отверстиями (фиг. 2), изогнутая ось 14 которого направлена в продольной плоскости под углом α к образующей верхней части головного обтекателя 4.On the head fairing 4, each blowing device of a thermostatic gas medium is made in the form of a blowing hole 5, 7 of a tray 11 fixed to the edging 10 with an input 12 and output 13 holes (Fig. 2), the curved axis 14 of which is directed in the longitudinal plane at an angle α to the generatrix head fairing 4.

Отверстия вдува 5, 6, 7, 8 термостатирующей газовой среды взаимосвязаны посредством фланцев 15 и 16, закрепленных на окантовках 10 и 17 отверстий, со съемными разделительными патрубками 18 и 19 магистрального газовода 9 стартового комплекса (см. фиг. 1, 2, 3, 4, 5).The injection holes 5, 6, 7, 8 of the thermostatic gas environment are interconnected by means of flanges 15 and 16, mounted on the edging 10 and 17 of the holes, with removable dividing pipes 18 and 19 of the main gas duct 9 of the launch complex (see Fig. 1, 2, 3, 4, 5).

В отверстиях вдува 5, 6, 7, 8 с наружных сторон головного обтекателя 4 и переходного отсека 3 шарнирно установлены клапаны одностороннего действия, выполненные в виде уплотняющих крышек 20.In the injection holes 5, 6, 7, 8 from the outer sides of the head fairing 4 and the transition compartment 3, single-acting valves are made in the form of sealing caps 20.

В отверстиях истечения 21 (фиг. 1) с внутренней стороны головного обтекателя 4 шарнирно закреплены клапаны одностороннего действия 22 (далее клапан), выполненные в виде подвижной заслонки 23 с противовесом 24, размещенной между входным и выходным отверстиями 25, 26 клапана 22 (фиг. 6, 7).In the outflow openings 21 (FIG. 1), on the inside of the head fairing 4, single-acting valves 22 (hereinafter, the valve) are pivotally mounted in the form of a movable flap 23 with a counterweight 24 located between the inlet and outlet openings 25, 26 of the valve 22 (FIG. 6, 7).

Входное отверстие 25 клапана одностороннего действия содержит защитную сетку 27 (фиг. 7).The inlet 25 of the single-acting valve contains a protective mesh 27 (Fig. 7).

После прекращения подачи термостатирующего компонента в КГЧ при старте РКН 1 конструктивное исполнение клапана 22 позволяет снизить уровни газодинамического воздействия через отверстия 21 атмосферы окружающей РКН 1 в стартовом сооружении на ПН 2 исключая попадание в СЗБ и образование под СЗБ загрязняющих ПН 2 частиц.After stopping the supply of the thermostatic component to the OGC at the launch of the rocket launcher 1, the design of the valve 22 allows to reduce the levels of gas-dynamic effects through the openings 21 of the atmosphere of the surrounding rocket launcher 1 in the launch facility at the monopole 2 eliminating the entry into the SPB and the formation of polluting PN 2 particles under the SPB.

При подготовке РКН 1 в стартовом сооружении и при ее полете клапаны 22 обеспечивают наличие оптимального избыточного давления газовой среды в полостях СЗБ, определяющего высокие уровни конструктивного, массового совершенства СЗБ и качества чистоты газовой среды и поверхностей ПН 2 в СЗБ.In preparing ILV 1 in the launch facility and during its flight, valves 22 ensure the presence of optimal overpressure of the gaseous medium in the cavities of the SZB, which determines high levels of structural, mass perfection of the SZB and the quality of the cleanliness of the gaseous medium and the surfaces of the PN 2 in the SZB.

Отверстия истечения 21 размещены радиально взаимно противоположными рядами в поперечной плоскости нижней части ГО 4, обеспечивающие одновременно равномерное распределение в полостях и истечение движущихся навстречу друг другу к входным отверстиям 25 клапана 22 потоков термостатирующей газовой среды из верхней и нижней частей СЗБ.The outflow openings 21 are arranged in radially mutually opposite rows in the transverse plane of the lower part of the GO 4, which simultaneously provide uniform distribution in the cavities and the outflow of thermostatic gas flows from the upper and lower parts of the SZB moving towards each other to the inlet 25 of the valve 22.

Предлагаемое расположение отверстий истечения 21 позволяет раздельно термостатировать верхнюю и нижнюю части ПН 2, например, космический аппарат над зоной его сопряжения с разгонным блоком и разгонный блок в нижней части ПН 2.The proposed location of the expiration holes 21 allows thermostat the upper and lower parts of the PN 2 separately, for example, a spacecraft above its interface with the upper stage and the upper stage in the lower part of the PN 2.

На оболочке головного обтекателя 4 закреплено теплоизолирующее покрытие 28, повышающее термическое сопротивление ГО 4 и как следствие снижающее тепловой поток между термостатирующей средой и атмосферным воздухом, что позволяет снизить тепловые потери газового компонента при движении вдоль ПН 2 и сохранить при этом качество чистоты газовой среды и поверхностей ПН 2 (фиг. 8).A heat-insulating coating 28 is fixed on the shell of the head fairing 4, which increases the thermal resistance of GO 4 and, as a result, reduces the heat flux between the thermostatic medium and atmospheric air, which allows to reduce the heat loss of the gas component when moving along PN 2 and at the same time maintain the quality of the cleanliness of the gas medium and surfaces PN 2 (Fig. 8).

Устройство вдува термостатирующей газовой среды, выполненное в виде лотка 11, занимает минимальную зону внутри ГО 4, обладает минимальным гидросопротивлением подаваемому потоку термостатирующей газовой среды за счет простоты конструкции при ее незначительной массе (см. фиг. 1, 2, 3, 4).The device for blowing in a thermostatic gas medium, made in the form of a tray 11, occupies a minimum zone inside the GO 4, has a minimum hydraulic resistance to the supplied flow of the thermostatic gas medium due to the simplicity of the design with its small mass (see Fig. 1, 2, 3, 4).

Съемные разделительные патрубки 18, 19 (фиг. 4) устанавливаются с соответствующими уплотнениями 29 и 30 (фиг. 2, 5) снаружи СЗБ на окантовках 10 и 17 отверстий 5, 6, 7 8 устройств вдува СЗБ для взаимодействия со съемными магистральными газоводами 9 подачи в КГЧ термостатирующего газового компонента высокой степени очистки от систем стартового комплекса.Removable separation pipes 18, 19 (Fig. 4) are installed with corresponding seals 29 and 30 (Fig. 2, 5) outside the SZB on the edges 10 and 17 of the openings 5, 6, 7 of the 8 SZB blowing devices for interaction with removable main gas supply ducts 9 in KGCH thermostatic gas component of a high degree of purification from the systems of the launch complex.

Массовые характеристики, величины смещения ЦМ подвижной заслонки 23, образующие противовес 24, определяются с учетом площади подвижной заслонки 23 и воздействующего на оболочку СЗБ максимально допустимого перепада давлений, не превышение которого обеспечивается клапанами 22, между избыточным давлением в СЗБ и давлением окружающей на СК и при полете РКН 1 атмосферы.The mass characteristics, the displacement values of the CM of the movable damper 23, forming a counterweight 24, are determined taking into account the area of the movable damper 23 and the maximum allowable pressure drop acting on the shell of the SZB, not exceeding which is provided by the valves 22, between the overpressure in the SZB and the ambient pressure on the SK and at flight of ILV 1 atmosphere.

Подвижная на оси 31 заслонка 23 взаимодействует в крайних угловых положениях с упорами 32, закрепленными на корпусе клапана 22, а также в закрытом положении клапана 22 по контуру подвижной заслонки 23 с профилем 33, закрепленным на оболочке ГО 4 СЗБ (см. фиг. 6).The flap 23 movable on the axis 31 interacts in extreme angular positions with the stops 32 fixed on the valve body 22, as well as in the closed position of the valve 22 along the contour of the movable flap 23 with a profile 33 fixed to the shell of the GO 4 SZB (see Fig. 6) .

При транспортировании и установке РКН 1 в стартовое сооружение из горизонтального в вертикальное положение отверстия истечения 21 снабжены съемными на СК перед началом подачи в КГЧ через отверстия вдува 5, 6, 7, 8 термостатирующего газового компонента высокой степени очистки крышками 34 и фиксаторами 35 подвижных заслонок 23 клапана 22.During transportation and installation of the rocket launcher 1 to the launch site from the horizontal to the vertical position, the outflow openings 21 are provided with removable openings to the SC before starting the supply of a high-purity thermostatic gas component through the openings of injection 5, 6, 7, 8 with covers 34 and latches 35 of the movable shutters 23 valve 22.

На внешней поверхности оболочки ГО 4 и на внутренней поверхности теплоизолирующего покрытия 28 нанесены снижающие тепловые потоки излучением между ПН 2 и ГО 4 терморегулирующие покрытия 36, выполненные, например, на внешней поверхности оболочки окраской в белый цвет с низким значением коэффициента поглощения солнечной радиации и высоким значением степени черноты, и в виде закрепленной по всей площади теплоизолирующего покрытия 28 алюминиевой фольги, обеспечивающей низкую степень черноты.On the outer surface of the shell of GO 4 and on the inner surface of the insulating coating 28, heat-reducing coatings 36 are applied by radiation between PN 2 and GO 4, made, for example, on the outer surface of the shell in white with a low absorption coefficient of solar radiation and a high value degree of blackness, and in the form of aluminum foil 28 fixed over the entire area of the insulating coating 28, providing a low degree of blackness.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

В устройство обеспечения теплового режима и чистоты космической головной части ракеты космического назначения 1 с крупногабаритной полезной нагрузкой 2 газовый термостатирующий компонент высокой степени очистки подается по наземным магистральным газоводам 9 в ГО 4 через съемные разделительные патрубки 18, 19 и отверстия вдува 5, 6, 7, 8.In the device for ensuring the thermal regime and cleanliness of the space head part of a space rocket 1 with a large payload 2, a gas thermostatic component of a high degree of purification is supplied via ground gas ducts 9 to GO 4 through removable separation pipes 18, 19 and blow holes 5, 6, 7, 8.

Отношение расхода газового компонента в ПхО 3 к расходу в ГО 4 составляет от 0,5 до 0,875.The ratio of the flow rate of the gas component in PHO 3 to the flow rate in GO 4 is from 0.5 to 0.875.

При подаче газового термостатирующего компонента высокой степени очистки в полости СЗБ образуется избыточное давление газовой среды, которое предотвращает попадание из окружающей КГЧ атмосферы посторонних частиц и влаги во внутреннюю полость СЗБ.When a gas thermostatic component of a high degree of purification is supplied, an excess pressure of the gaseous medium is formed in the SZB cavity, which prevents the ingress of foreign particles and moisture into the internal cavity of the SZB from the surrounding KGH atmosphere.

Устройства вдува, выполненные в виде изогнутых лотков 11, расположенные в верхней части ГО 4 СЗБ, направляют векторы потоков газового термостатирующего компонента через выходные отверстия 13 к верхней части ГО 4 над полезной нагрузкой 2 навстречу друг другу.Blowing devices made in the form of curved trays 11 located in the upper part of the GO 4 of the SZB direct the flow vectors of the gas thermostatic component through the outlet openings 13 to the upper part of the GO 4 above the payload 2 towards each other.

В увеличивающемся по ходу изогнутой оси от входного 12 до выходного 13 отверстия поперечном сечении лотка 11, имеющем выходное 13 отверстие, превышающее по площади входное 12 отверстие, на выходе из лотка 11 снижается скорость струи газовой среды, подаваемой в СЗБ.In increasing along the curved axis from the inlet 12 to the outlet 13 of the hole, the cross section of the tray 11, having the outlet 13 opening larger than the inlet 12 hole, at the outlet of the tray 11 the speed of the jet of gas medium supplied to the SZB decreases.

Две струи газового компонента, сталкиваясь между собой и поверхностью конусной части головного обтекателя 4, образуют вихревое движение, ограниченное областью верхнего конуса ГО 4 над зоной ПН 2, происходит размывание (разбиение) потенциального потока струй, выходящих из устройства вдува, и значительно уменьшается скорость газовой среды, исключая прямое воздействие поступающей из лотка струи газовой среды на ПН 1 со скоростями, превышающими допустимое значение воздействия на ПН 1.Two jets of the gas component, colliding with each other and the surface of the conical part of the head fairing 4, form a vortex movement limited by the region of the upper cone of GO 4 above the PN 2 zone, the potential stream of jets leaving the blowing device is washed out (divided), and the gas velocity is significantly reduced environment, excluding the direct effect of a stream of a gaseous medium coming from the tray on PN 1 with speeds exceeding the permissible value of the impact on PN 1.

Далее поток газового компонента поступает в цилиндрическую часть в щелевое пространство между ПН 2 и ГО 4 с выровненными скоростями по окружности вокруг ПН 2.Further, the flow of the gas component enters the cylindrical part in the gap space between the PN 2 and GO 4 with aligned velocities around the circumference around the PN 2.

Две струи газового компонента, подаваемого через устройства вдува на переходном отсеке 3, сталкиваясь с поверхностью ПхО 3, образуют вихревое движение, ограниченное областью переходного отсека и нижними частями ПН 2 и ГО 4, происходит размывание (разбиение) потенциальных потоков струй, выходящих из отверстий 6, 8 вдува термостатирующего компонента, и значительно уменьшается скорость газового компонента.Two jets of the gas component supplied through blowing devices on the transition compartment 3, colliding with the surface of the PXO 3, form a vortex movement limited by the region of the transition compartment and the lower parts of the PN 2 and GO 4, there is a erosion (splitting) of the potential flows of the jets leaving the openings 6 8 blowing the thermostatic component, and the speed of the gas component is significantly reduced.

Далее поток газового компонента поступает в цилиндрическую часть в щелевое пространство между ПН 2 и оболочкой ГО 4 с выровненными скоростями по окружности вокруг нижней части ПН 2.Further, the flow of the gas component enters the cylindrical part into the gap space between the PN 2 and the GO 4 shell with aligned velocities around the circumference around the lower part of the PN 2.

Поступающие в щелевое пространство между ПН 2 и оболочкой ГО 4 через отверстия вдува 5, 6, 7, 8 потоки газового компонента из КГЧ сбрасывают через клапана 22 и отверстия 21 истечения газовой среды сборочно-защитного блока, которые размещены радиально взаимно противоположными рядами в поперечной плоскости нижней части ГО 4, обеспечивающие одновременно равномерное распределение в полостях и истечение термостатирующей газовой среды из верхней и нижней частей СЗБ.The flows of the gas component from the KGCh flowing into the slit space between the PN 2 and the shell of GO 4 through the blowing holes 5, 6, 7, 8 are discharged through valves 22 and openings 21 of the outflow of the gas medium of the protective assembly, which are arranged radially mutually opposite rows in the transverse plane the lower part of GO 4, providing both uniform distribution in the cavities and the outflow of thermostatic gas medium from the upper and lower parts of the SZB.

Отвод разделительных патрубков 18, 19 с наземными газоводами 9 подачи термостатирующей среды производится автоматически после завершения термостатирования.The separation of the branch pipes 18, 19 with ground gas ducts 9 for supplying a thermostatic medium is carried out automatically after completion of thermostating.

Заявленное устройство позволяет:The claimed device allows you to:

- исключить возможное образование загрязняющих ПН частиц в газовой среде под СЗБ путем снижения уровней скоростей прямого воздействия струй термостатирующего компонента на ПН 2 до допустимых значений;- to exclude the possible formation of polluting MO particles in the gaseous medium under the SZB by reducing the speed levels of the direct action of jets of thermostatic component on the MON 2 to acceptable values;

- обеспечить максимально равномерный расход термостатирующего компонента по периметру в зазоре между поверхностью ГО 4 и ПН 2, исключающий появление в полостях КГЧ зон обтекания ПН 2 с расходами ниже, чем в других зонах, что позволит улучшить чистоту и температурное состояние верхней и нижней частей ПН 2.- to ensure the most uniform flow of the thermostatic component along the perimeter in the gap between the surface of GO 4 and PN 2, eliminating the appearance in the KGC cavities of the zones of flow around PN 2 with costs lower than in other zones, which will improve the cleanliness and temperature state of the upper and lower parts of PN 2 .

Таким образом, заявленное устройство повышает эффективность термостатирования и обеспечивает повышение качества чистоты внутренней полости СЗБ, в которой размещена крупногабаритная ПН, закрепленная на переходном отсеке во время подготовки и старта РКН в стартовом сооружении.Thus, the claimed device increases the efficiency of thermostating and provides an increase in the quality of cleanliness of the internal cavity of the SZB, in which a large-sized PN is mounted on the transition compartment during the preparation and launch of the rocket launcher in the launch facility.

Claims (1)

Устройство обеспечения теплового режима и чистоты космической головной части ракеты космического назначения с крупногабаритной полезной нагрузкой, закрепленной на переходном отсеке газодинамически взаимосвязанным с головным обтекателем, содержащее на головном обтекателе и на переходном отсеке отверстия вдува термостатирующей газовой среды, взаимодействующие со съемными магистральными газоводами стартового комплекса, отверстия истечения термостатирующей газовой среды, шарнирно установленные клапаны одностороннего действия отверстий вдува и истечения термостатирующей газовой среды, устройство вдува термостатирующей газовой среды, отличающееся тем, что в головном обтекателе и в переходном отсеке с противоположных сторон от продольной плоскости сборочно-защитного блока выполнены дополнительные отверстия вдува термостатирующей газовой среды, при этом на головном обтекателе устройство вдува выполнено в виде закрепленного на окантовке отверстия вдува лотка, изогнутая ось которого направлена вверх под углом к образующей верхней части головного обтекателя, причем клапаны одностороннего действия отверстий вдува выполнены в виде уплотняющих крышек, а отверстия истечения размещены радиально взаимно противоположными рядами в поперечной плоскости нижней части головного обтекателя, обеспечивающие одновременно равномерное истечение термостатирующей газовой среды из верхней и нижней частей сборочно-защитного блока, посредством клапанов одностороннего действия, выполненных в виде заслонки с противовесом, размещенной между входным и выходным отверстиями, причем входное отверстие клапана имеет защитную сетку, а на оболочке головного обтекателя закреплены теплоизолирующее и терморегулирующие покрытия. A device for ensuring the thermal regime and cleanliness of the space head part of a space rocket with a large payload fixed on the transition compartment gasdynamically interconnected with the head fairing, containing on the head fairing and on the transition compartment the injection holes of the thermostatic gas medium interacting with removable main gas ducts of the launch complex, openings expiration of thermostatic gas medium, articulated single-acting valves The apertures of blowing in and out of a thermostatic gas medium, a device for blowing in a thermostatic gas medium, characterized in that in the head fairing and in the transitional compartment from the opposite sides of the longitudinal plane of the assembly-protective block there are additional blowing openings of thermostatic gas medium, while the blowing device is on the head fairing made in the form of a tray fixed to the edging of the hole, the curved axis of which is directed upward at an angle to the generatrix of the upper part of the head fairing, pr than the single-acting valves of the injection openings are made in the form of sealing covers, and the outflow openings are arranged radially mutually opposite rows in the transverse plane of the lower part of the fairing, providing at the same time uniform flow of thermostatic gas medium from the upper and lower parts of the assembly-protective block, by means of single-acting valves, made in the form of a damper with a counterweight located between the inlet and outlet openings, and the inlet of the valve has a protective net, and on the shell of the head fairing there are fixed insulating and thermoregulating coatings.
RU2014115909/11A 2014-04-21 2014-04-21 Device to control thermal conditions and cleanliness of spacecraft head with large-sized payload RU2557092C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014115909/11A RU2557092C1 (en) 2014-04-21 2014-04-21 Device to control thermal conditions and cleanliness of spacecraft head with large-sized payload

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014115909/11A RU2557092C1 (en) 2014-04-21 2014-04-21 Device to control thermal conditions and cleanliness of spacecraft head with large-sized payload

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2557092C1 true RU2557092C1 (en) 2015-07-20

Family

ID=53611662

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014115909/11A RU2557092C1 (en) 2014-04-21 2014-04-21 Device to control thermal conditions and cleanliness of spacecraft head with large-sized payload

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2557092C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2673439C1 (en) * 2017-10-05 2018-11-26 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по космической деятельности "РОСКОСМОС" Method for temperature control of onboard equipment of payload located inside head fairing of space head part of space rocket, and device for its implementation

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2263A (en) * 1841-09-18 Mode of setting potash-kettles
US4706740A (en) * 1987-03-11 1987-11-17 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force Ventable survivable heat pipe vapor chamber spacecraft radiator
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
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 (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2263A (en) * 1841-09-18 Mode of setting potash-kettles
US4706740A (en) * 1987-03-11 1987-11-17 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force Ventable survivable heat pipe vapor chamber spacecraft radiator
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
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

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2673439C1 (en) * 2017-10-05 2018-11-26 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по космической деятельности "РОСКОСМОС" Method for temperature control of onboard equipment of payload located inside head fairing of space head part of space rocket, and device for its implementation

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8821123B2 (en) Double-ducted fan
JP5139326B2 (en) Two laminar flow turbine engine with precooler
US20070227132A1 (en) Passive exhaust suppressor and method
CN105082945A (en) Hvac vent utilizing vortex ring air flow
US9403600B2 (en) Integrated thermal protection and leakage reduction in a supersonic air intake system
RU2618831C2 (en) Method and air vehicle for moving in planetary atmosphere with speeds above the first space and highly integrated hypersonic vehicle apparatus (versions) for implementation of the method
RU2470840C1 (en) Aircraft air intake assembly
CN104443395A (en) Concentric nozzles for enhanced mixing of fluids
CA2563571A1 (en) Aircraft with a fluid-duct-system
CN103184935A (en) Hot-air anti-icer for engine inlet
CN113090411B (en) Three-duct S-shaped bent spray pipe with turbulence rib-air film cooling structure
CN111279103A (en) Propulsion unit for an aircraft
RU2557092C1 (en) Device to control thermal conditions and cleanliness of spacecraft head with large-sized payload
US10378477B2 (en) Nozzle for jet engines
US10370983B2 (en) Endwall cooling system
CN105464838B (en) Method and apparatus for being deflected by dynamicthrust guiding and plume
WO2017121116A1 (en) Engine for vertically taking off or landing with airfoil lift
RU2406650C1 (en) Method of creating aircraft lift or thrust
RU2009134950A (en) VERTICAL TAKEOFF AND LANDING FLIGHT
RU2007111611A (en) METHOD FOR THERMOSTATING USEFUL LOAD AND INSTRUMENTS OF THE CONTROL SYSTEM OF THE SPACE HEAD OF A ROCKET-CARRIER AND ON-BOARD SYSTEM FOR ITS IMPLEMENTATION
US20160177789A1 (en) Turboshaft engine exhaust nozzle having its outlet perpendicular to the axis of rotation of the engine
RU2716651C2 (en) Double-flow turbojet engine nozzles system
CN106382136A (en) Transonic speed movable blade top gap active control device
US2941760A (en) Aircraft structure
KR102181068B1 (en) Exhaust gas output device for ships