RU2591005C1

RU2591005C1 - Steering drive

Info

Publication number: RU2591005C1
Application number: RU2015101802/11A
Authority: RU
Inventors: Анатолий Платонович Чернышев
Original assignee: Открытое Акционерное Общество "Государственный Ракетный Центр Имени Академика В.П. Макеева"
Priority date: 2015-01-21
Filing date: 2015-01-21
Publication date: 2016-07-10

Abstract

FIELD: rocket equipment; machine building.

SUBSTANCE: invention relates to steering drives of multi-stage missiles. Steering drive comprises steering machines, steering machines power supply system, decoupling units, brackets for fixation of steering machines to bottom of rocket. Decoupling units are fixed to engine nozzle. Nozzle with help of supports is fixed relative to rocket body. Decoupling unit consists of housing, rocker, retainer, spring, bearing axle.

EFFECT: high accuracy of fixation of steering machines in zero position and higher stiffness in transmission of steering machine - engine nozzle system.

1 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к ракетной технике и может быть использовано в приводах рулевых ракет с жидкостным ракетным двигателем для второй и верхних ступеней, у которых двигатель и привод рулевой размещены в баке с компонентом топлива предыдущей ступени.The invention relates to rocket technology and can be used in steering rocket drives with a liquid rocket engine for the second and upper stages, in which the steering engine and drive are located in the tank with the fuel component of the previous stage.

Известен привод рулевой второй ступени, который размещен в баке окислителя первой ступени. См. «Морские стратегические ракетные комплексы», стр. 101. Издательство ООО «Военный Парад» - ОАО «ГРЦ Макеева», 2011 год, Москва. Этот привод рулевой ампулизированный, так как находится в агрессивной среде. Все стыки рулевых машин с системой питания выполнены неразъемными, сварными. Электрические кабели к рулевым машинам подведены в металлических трубах, а трубы приварены к элементам конструкции. Рулевые машины хвостовиками закреплены шарнирно к днищу корпуса ракеты, а штоками закреплены к качалкам узлов развязки через шарнирные подшипники. Корпуса узлов развязки закреплены к соплу двигателя. Жидкостной ракетный двигатель установлен на карданном подвесе, который закреплен на днище. Узел развязки представляет из себя корпус с пазом, в пазу на оси установлена качалка. Качалка выполнена в виде двухплечевого рычага с отверстиями, а на корпусе узла развязки установлена соосно с отверстием на качалке опорная ось, при этом диаметр отверстия на качалке выполнен больше диаметра оси на расчетный угол качания. На наружном периметре качалки выполнены профилированные выемки, а на корпусе узла развязки перпендикулярно к качалке установлены подпружиненные храповики, прижатые к качалке. При отклонении качалки на заданный расчетный угол или на опорную ось храповик входит в профилированную поверхность на качалке и заклинивает качалку относительно корпуса узла развязки, тем самым обеспечивается жесткая кинематическая связь между штоком рулевой машины и соплом двигателя.Known drive the steering of the second stage, which is located in the oxidizer tank of the first stage. See “Marine Strategic Missile Systems,” p. 101. Publishing House “Military Parade” - OJSC “GRTS Makeeva”, 2011, Moscow. This steering gear is ampulsed, as it is in an aggressive environment. All joints of steering machines with a power supply system are integral, welded. The electric cables to the steering cars are connected in metal pipes, and the pipes are welded to the structural elements. The steering machines with shanks are pivotally fixed to the bottom of the rocket body, and rods are fixed to the rockers of the decoupling nodes through the articulated bearings. Enclosures of decoupling units are fixed to the engine nozzle. The liquid rocket engine is mounted on a gimbal suspension, which is mounted on the bottom. The decoupling unit is a housing with a groove, a rocking chair is installed in the groove on the axis. The rocking chair is made in the form of a two-arm lever with holes, and the support axis is mounted coaxially with the hole on the rocking unit on the body of the decoupling assembly, while the diameter of the hole on the rocking chair is larger than the axis diameter by the calculated swing angle. Profiled recesses are made on the outer perimeter of the rocker, and spring-loaded ratchets pressed against the rocker are mounted perpendicularly to the rocker on the body of the isolation unit. When the rocker is deflected by a predetermined design angle or by the support axis, the ratchet enters the profiled surface on the rocker and wedges the rocker relative to the body of the decoupling unit, thereby providing a rigid kinematic connection between the steering gear rod and the engine nozzle.

Недостатками прототипа является:The disadvantages of the prototype is:

1. Большой угол холостого отклонения качалки для обеспечения жесткой механической связи между штоком рулевой машины и соплом двигателя, что снижает точность установки нулевого положения рулевой машины.1. A large angle of idle deviation of the rocking chair to provide a rigid mechanical connection between the rod of the steering machine and the engine nozzle, which reduces the accuracy of the zero position of the steering machine.

2. В зацеплении храповика с качалкой возникают большие удельные давления ввиду линейного контакта храповика с качалкой. Это обусловлено особенностью конструкции храпового механизма.2. In the engagement of the ratchet with the rocker, large specific pressures occur due to the linear contact of the ratchet with the rocker. This is due to the design feature of the ratchet mechanism.

Несмотря на указанные недостатки, вышеописанный привод рулевой принят в качестве прототипа.Despite these drawbacks, the above-described steering drive is adopted as a prototype.

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является достижение технического эффекта за счет уменьшения холостого угла отклонения качалки до фиксации с храповиком и уменьшение удельного давления в месте контакта храповика с качалкой. Этот технический эффект достигается тем, что на корпусе узла развязки перпендикулярно к качалке установлен подпружиненный фиксатор, который при отклонении качалки на опорную ось входит в отверстие на качалке, выполненное соосно с отверстием на корпусе, обеспечивая жесткую кинематическую связь между штоком рулевой машины и соплом двигателя ракеты.The problem to which the invention is directed, is to achieve a technical effect by reducing the idle angle of deviation of the rocking chair before fixing with ratchet and reducing the specific pressure at the contact point of the ratchet with the rocking chair. This technical effect is achieved by the fact that a spring-loaded lock is installed on the body of the decoupling unit perpendicularly to the rocker, which, when the rocker is deflected onto the support axis, enters the hole in the rocker coaxially with the hole in the housing, providing a rigid kinematic connection between the steering gear rod and the rocket engine nozzle .

Сущность изобретения поясняется графическими материалами.The invention is illustrated graphic materials.

На фиг. 1 представлен привод рулевой в составе отсека ракеты. Привод рулевой состоит из рулевых машин 1, системы питания рулевых машин 2, узлов развязки 3, кронштейнов 4, закрепленных на днище 15. На фиг. 2 и 3 показан узел развязки 3, который состоит из корпуса 5, качалки 6, фиксатора 7, пружины 8, оси 9, опорной оси 10, кожуха 11. Корпус 5 узла развязки 3 закреплен к соплу 12 двигателя, а качалка 6 соединена со штоком рулевой машины 1 с помощью шарнирных подшипников. На фиг. 3 показан узел развязки 3, в положении, когда фиксатор 7 оперт на качалку 6. При этом качалка 6 может поворачиваться относительно оси 9 на расчетный рабочий угол, не опираясь на опорную ось 10. На фиг. 4 показан узел развязки 3 в положении, когда качалка повернута на опорную ось 10 и фиксатор 7 под действием пружины 8 вошел в отверстие на качалке 6. При этом фиксатор 7 соединяет качалку 6 с корпусом 5, обеспечивая жесткую кинематическую связь между штоком рулевой машины и соплом двигателя ракеты.In FIG. 1 shows the steering gear in the rocket compartment. The steering drive consists of steering machines 1, a power supply system for steering machines 2, interchange nodes 3, brackets 4 fixed to the bottom 15. In FIG. Figures 2 and 3 show an isolation unit 3, which consists of a housing 5, a rocker 6, a retainer 7, a spring 8, an axis 9, a support axis 10, a casing 11. The housing 5 of the isolation unit 3 is fixed to the engine nozzle 12, and the rocker 6 is connected to the rod steering machine 1 with spherical bearings. In FIG. 3 shows the junction unit 3, in a position where the latch 7 is supported on the rocker 6. In this case, the rocker 6 can rotate relative to the axis 9 by the calculated working angle, without relying on the reference axis 10. FIG. Figure 4 shows the junction unit 3 in the position where the rocker is turned on the support axis 10 and the latch 7, under the action of the spring 8, has entered the hole on the rocker 6. In this case, the latch 7 connects the rocker 6 to the housing 5, providing a rigid kinematic connection between the steering gear rod and the nozzle rocket engine.

Предлагаемый привод рулевой работает следующим образом. При хранении, транспортировке и перегрузках ракеты узлы развязки 3 на рулевом приводе находятся в положении, как показано на фиг. 3. Жесткая кинематическая связь между рулевой машиной 1 и соплом 12 двигателя отсутствует, при этом мембрана и шток рулевой машины 1 не нагружаются. Силы, нагружающие шток и мембрану рулевой машины 1, могли бы возникнуть при перегрузках ракеты, когда появляется прогиб корпуса ракеты, а сопло 12 двигателя закреплено к корпусу ракеты 14 опорами 13. Все возникающие перемещения сопла 12 компенсируются узлом развязки 3, так как фиксатор 7 оперт на качалку 6, которая может свободно поворачиваться в пределах заданного расчетного угла.The proposed steering gear operates as follows. When storing, transporting, and reloading the rocket, the interchange nodes 3 on the steering gear are in the position as shown in FIG. 3. There is no rigid kinematic connection between the steering machine 1 and the engine nozzle 12, while the membrane and the stem of the steering machine 1 are not loaded. The forces loading the rod and the membrane of the steering machine 1 could arise during rocket overloads, when the rocket body deflection appears, and the engine nozzle 12 is fixed to the rocket body 14 with supports 13. All the arising movements of the nozzle 12 are compensated by the interchange unit 3, since the lock 7 is supported to the rocking chair 6, which can be freely rotated within the specified design angle.

При работе рулевого привода, когда происходит разделение ступеней и запускается двигатель, рабочая жидкость от турбонасосного агрегата двигателя ракеты под давлением поступает в систему питания рулевых машин 2. Далее рабочая жидкость поступает на вход рулевых машин 1. Шток рулевой машины 1 по команде от системы управления ракеты выдвигается. При этом разрушается мембрана ампулизации на рулевой машине 1, а качалка 6 поворачивается относительно оси 9 до упора на опорную ось 10 и фиксатор 7 под действием пружины 8 входит в отверстие качалки 6, как показано на фиг. 4. Происходит соединение качалки 6 с корпусом 5 узла развязки и обеспечивается жесткая кинематическая связь между штоком рулевой машины и соплом двигателя ракеты.When the steering gear is operating, when the stages are separated and the engine is started, the working fluid from the turbo pump unit of the rocket engine under pressure enters the power supply system of the steering machines 2. Next, the working fluid enters the input of the steering machines 1. The rod of the steering machine 1 by command from the rocket control system comes forward. In this case, the amplification membrane on the steering machine 1 is destroyed, and the rocker 6 is rotated relative to the axis 9 against the support axis 10 and the latch 7 under the action of the spring 8 enters the hole of the rocker 6, as shown in FIG. 4. A rocker 6 is connected to the body 5 of the decoupling unit and a rigid kinematic connection between the rod of the steering machine and the rocket engine nozzle is ensured.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является улучшение точности фиксации рулевых машин в нулевом положении и повышение жесткости в передаче системы рулевая машина-сопло двигателя.The technical result of the invention is to improve the accuracy of fixation of the steering machines in the zero position and increase the rigidity in the transmission of the steering machine-nozzle system of the engine.

Claims

Steering drive for controlling the thrust vector of a liquid propellant rocket engine, comprising a power supply system for the steering gears, amputated steering gears, brackets for securing the steering gear elements, while an interchange unit is installed between the rocket engine combustion chamber and the steering gear, which is made in the form of a housing with a groove, inside a groove on one axis is fixed to the rocker, the other support axis on the body is fixed motionless and the rocker relative to the reference axis can swing within the gap between the axis and the hole on the rocker made more than the diameter of the axis, providing its estimated swing angle, characterized in that the bracket is closer to the outer perimeter of the rocker, a spring-loaded lock is installed perpendicular to the rocker, which, when the rocker is deflected onto the support axis, enters the hole on the rocker, made coaxially with the hole on the bracket providing a rigid kinematic connection between the steering gear rod and the rocket engine nozzle.