RU2719799C1 - Signal feeder for separation of starting stage of vertically launching aircraft - Google Patents
Signal feeder for separation of starting stage of vertically launching aircraft Download PDFInfo
- Publication number
- RU2719799C1 RU2719799C1 RU2019120470A RU2019120470A RU2719799C1 RU 2719799 C1 RU2719799 C1 RU 2719799C1 RU 2019120470 A RU2019120470 A RU 2019120470A RU 2019120470 A RU2019120470 A RU 2019120470A RU 2719799 C1 RU2719799 C1 RU 2719799C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- microswitch
- float
- separation
- fuel tank
- possibility
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F42—AMMUNITION; BLASTING
- F42B—EXPLOSIVE CHARGES, e.g. FOR BLASTING, FIREWORKS, AMMUNITION
- F42B15/00—Self-propelled projectiles or missiles, e.g. rockets; Guided missiles
- F42B15/36—Means for interconnecting rocket-motor and body section; Multi-stage connectors; Disconnecting means
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
- H01H35/00—Switches operated by change of a physical condition
- H01H35/18—Switches operated by change of liquid level or of liquid density, e.g. float switch
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)
Abstract
Description
Заявляемое изобретение относится к устройствам подачи сигнала на отделение стартовой ступени вертикально стартующего летательного аппарата (ЛА) с жидкостным ракетным двигателем (ЖРД) и может быть использовано при проектировании и производстве новых образцов ракетной техники.The claimed invention relates to devices for supplying a signal to the separation of the starting stage of a vertically launching aircraft (LA) with a liquid rocket engine (LRE) and can be used in the design and manufacture of new rocket technology.
Для определения момента отделения стартовой ступени ЛА применяются различные устройства. В основном устанавливают программно-временные устройства, учитывающие расход топлива в единицу времени и подающие команду на разделение ступеней в соответствии с рассчитанным заранее расходом топлива.To determine the moment of separation of the LA launch stage, various devices are used. Basically, program-time devices are installed that take into account fuel consumption per unit time and give a command to divide the steps in accordance with the fuel consumption calculated in advance.
Известен реактивный снаряд с отделяемой ракетной частью [1. Пат. 2406968 RU, МПК6 F42B 15/00, F42B 15/36. Реактивный снаряд с отделяемой ракетной частью / Макаровец Н.А. и др. - Заявл. 22.10.2009; опубл. 20.12.2010, Бюл. №35.], содержащий отделяемую ракетную часть, головную часть и размещенный между ними пороховой заряд разделения. На переднем торце ракетной части перед зарядом разделения размещен узел демпфирования в виде комплекта из шести пластинчатых компенсаторов одинаковой формы. После запуска реактивный снаряд движется по траектории, максимально близкой к расчетной, и в заданный момент времени в заданной точке траектории происходит срабатывание заряда разделения.Known rocket with detachable missile part [1. Pat. 2406968 RU, IPC 6 F42B 15/00, F42B 15/36. Missile with detachable missile part / Makarovets N.A. et al. - Decl. 10/22/2009; publ. 12/20/2010, Bull. No. 35.], Containing a detachable missile part, a warhead and a powder separation charge disposed between them. At the front end of the rocket part before the separation charge, a damping unit is placed in the form of a set of six plate compensators of the same shape. After launch, the missile moves along a trajectory as close as possible to the calculated one, and at a given point in time, a separation charge is triggered at a given point in the trajectory.
Известен разделяющийся реактивный снаряд [2. Пат. 2522537 RU, МПК6 F42B 12/58, F42B 15/36. Разделяющийся реактивный снаряд / Макаровец Н.А. и др. - Заявл. 13.03.2013; опубл. 20.07.2014, Бюл. №20.], содержащий ракетный двигатель с дном, отделяемую головную часть, парашютный отсек, а также взрывательное устройство, в котором размещены электронное временное устройство с предохранительно-исполнительным механизмом, реакционный датчик цели с ударным механизмом и исполнительный блок, снабженные пороховыми зарядами. После старта разделяющегося снаряда, в момент окончания счета предварительно установленного времени дистанционного действия, электронно-временное устройство взрывателя выдает электрический импульс и обеспечивает срабатывание вышибного заряда.Known multiple missile [2. Pat. 2522537 RU, IPC 6 F42B 12/58, F42B 15/36. Multiple Missile / Makarovets N.A. et al. - Decl. 03/13/2013; publ. 07/20/2014, Bull. No. 20.], Containing a rocket engine with a bottom, a detachable warhead, a parachute compartment, as well as an explosive device, in which an electronic temporary device with a safety-actuating mechanism, a reaction target sensor with a shock mechanism, and an actuating unit equipped with powder charges are placed. After the launch of the fissile shell, at the end of the counting of the pre-set time of the remote action, the electronic-temporary device of the fuse generates an electrical impulse and ensures the operation of the expelling charge.
Недостатки указанных выше аналогов [1., 2.]:The disadvantages of the above analogues [1., 2.]:
- программно-временные устройства усложняют конструкцию ЛА, т.к. для приведения систем в действие требуется электрическая связь с системой управления и наличие в программно-временном устройстве линий команд на определение необходимого момента срабатывания;- software-temporary devices complicate the design of the aircraft, because to bring the systems into operation, an electrical connection with the control system and the presence of command lines in the program-temporary device for determining the necessary moment of operation are required;
- большое количество сложных в изготовлении составных элементов увеличивает стоимость изделия.- a large number of components difficult to manufacture increases the cost of the product.
В некоторых случаях применяются устройства, имеющие в своем составе расходомеры, учитывающие реальный расход топлива и выдающие команду на разделение при приближении фактического количества выработанного топлива к рассчитанному минимально-допустимому объему. Известна система комбинированного управления расходованием топлива для ракетной двигательной установки [3. Пат. 2685161 RU, МПК6 F02K 9/56. Система комбинированного управления расходованием топлива для ракетной двигательной установки / Курдов С.С. - Заявл. 18.07.2018; опубл. 16.04.2019, Бюл. №11.], которая содержит датчики секундных расходов топлива: окислителя и горючего, связанные через усилительно-преобразовательное устройство с бортовой центральной вычислительной машиной (БЦВМ), подающей управляющий сигнал на блок управления приводами дросселей, и связанные с БЦВМ волоконно-оптические уровнемеры. При этом волоконно-оптические уровнемеры содержат цилиндрическую трубу с расположенным в ней распределенным датчиком, сообщающуюся с контролируемым топливным баком. При этом распределенный датчик состоит из оптического волокна, оптического рефлектометра и воздействующего элемента - поплавка из магнитного материала, внутри которого установлены три ролика.In some cases, devices are used that include flowmeters that take into account the real fuel consumption and issue a separation command when the actual amount of fuel is drawn closer to the calculated minimum allowable volume. A known system of combined control of fuel consumption for a rocket propulsion system [3. Pat. 2685161 RU, IPC 6 F02K 9/56. Combined fuel management system for rocket propulsion / Kurdish S.S. - Declared. 07/18/2018; publ. 04/16/2019, Bull. No. 11.], Which contains sensors of the second fuel consumption: oxidizer and fuel, connected through an amplification-converting device to an on-board central computer (BCM), which supplies a control signal to the throttle actuator control unit, and fiber-optic level gauges connected to the BCM. In this case, the fiber-optic level gauges contain a cylindrical pipe with a distributed sensor located in it, communicating with a controlled fuel tank. In this case, the distributed sensor consists of an optical fiber, an optical reflectometer and an acting element - a float of magnetic material, inside of which three rollers are installed.
Недостатки данной системы:The disadvantages of this system:
- наличие уровнемеров и вычислительных устройств, связанных между собой электрически, ведет к усложнению конструкции ЛА;- the presence of level gauges and computing devices interconnected electrically, leads to a complication of the design of the aircraft;
- множество сложных приборов и датчиков повышают стоимость изделия;- a lot of complex devices and sensors increase the cost of the product;
- определение расхода топлива происходит с погрешностью, что приводит к необходимости иметь гарантированный запас топлива, которое останется невыработанным.- determination of fuel consumption occurs with an error, which leads to the need to have a guaranteed fuel supply, which will remain undeveloped.
Известны ракета и привод механизма разделения ступеней ракеты [4. Пат. 2284460 RU, МПК6 F42B 15/00. Ракета и привод механизма разделения ступеней ракеты / Шипунов А.Г. и др. - Заявл. 08.02.2005; опубл. 27.09.2006, Бюл. №27.]. Ракета содержит маршевую ступень, отделяемую стартовую ступень с двигателем, механизм разделения ступеней, включающий привод, форкамеру с пиросоставом и капсюлем-воспламенителем, переходный шпангоут. В устройстве ракеты реализован привод механизма разделения ступеней, который содержит поршень и стопоры, при запуске двигателя стартующей ракеты газ из камеры сгорания через отверстия поступает в полость привода и перемещает поршень, при этом стопоры выйдут из зацепления с корпусом и давлением газа переместятся внутрь поршня. По окончании работы стартового двигателя давление в камере сгорания начинает падать, и поршень под действием установочной пружины перемещается до тех пор, пока не происходит срабатывание воспламеняющего механизма. Капсюль-воспламенитель инициирует пиросостав. Продукты сгорания пиросостава, расширяясь, перемещают форкамеру до упора в двигатель, при этом происходит расцепление стартовой ступени.Known rocket and the mechanism of separation of the stages of the rocket [4. Pat. 2284460 RU, IPC 6 F42B 15/00. Rocket and drive of the separation mechanism of rocket stages / Shipunov A.G. et al. - Decl. 02/08/2005; publ. 09/27/2006, Bull. No. 27.]. The missile contains a marching stage, a detachable starting stage with an engine, a stage separation mechanism including a drive, a prechamber with a pyro-composition and an igniter capsule, a transition frame. The rocket device implements a stage separation mechanism drive, which contains a piston and stoppers, when starting the engine of the starting rocket, gas from the combustion chamber enters the drive cavity through the holes and moves the piston, while the stoppers disengage from the housing and the gas pressure moves inside the piston. At the end of the starting engine, the pressure in the combustion chamber begins to drop, and the piston moves under the action of the installation spring until the ignition mechanism is triggered. The igniter capsule initiates pyrocomposition. The combustion products of the pyro-composition, expanding, move the prechamber to the stop in the engine, while the launch stage is disengaged.
Недостатки аналога, снижающие надежность ЛА в целом и системы разделения ступеней в частности, следующие:The disadvantages of the analogue, reducing the reliability of the aircraft as a whole and the separation of stages in particular, are as follows:
- в конструкции присутствуют такие сложные в позиционировании механические элементы, как взаимодействующие друг с другом поршень, стопоры, пружины;- the design contains such mechanical elements that are difficult to position, such as a piston interacting with each other, stoppers, springs;
- возможно преждевременное срабатывание системы при колебаниях или пульсациях давления в камере сгорания, так как в конструкции используется давление газов двигателя в качестве движущей силы привода и как единственный фактор и критерий оценки оптимального момента разделения ступеней.- premature operation of the system during fluctuations or pulsations of pressure in the combustion chamber is possible, since the design uses the gas pressure of the engine as the driving force of the drive and as the only factor and criterion for evaluating the optimal moment of separation of the stages.
Известны устройства, использующие для определения момента времени разделения датчик линейных ускорений. К ним относится реактивный снаряд [5. Пат. 2167388 RU, МПК F42B 15/10 (2000.01). Реактивный снаряд с отделяемым двигателем / Дудка В.Д. и др. - Заявл. 24.02.2000; опубл. 20.05.2001, Бюл. №14.], содержащий маршевую ступень и пристыкованный к ней двигатель с механизмом разделения ступеней. Параллельно продольной оси снаряда установлен исполнительный механизм дистанционного инерционного действия. Механизм выполнен в виде токонепроводящего корпуса с неподвижной контактной группой и токопроводящего инерционного тела, поджатого силовой пружиной в сторону механизма разделения ступеней. Инерционное тело выполнено в виде цилиндра с внутренним конусным отверстием, переходящим в цилиндр. Масса инерционного тела и усилие силовой пружины рассчитаны по зависимости, приведенной в формуле изобретения, и обеспечивают выдачу сигнала на механизм разделения ступеней в момент окончания работы двигателя снаряда, то есть о моменте выработки топлива судят по изменению перегрузки из-за падения тяги двигателя.Known devices that use to determine the time point of separation of a linear acceleration sensor. These include a missile [5. Pat. 2167388 RU, IPC F42B 15/10 (2000.01). A missile with a detachable engine / Dudka V.D. et al. - Decl. 02.24.2000; publ. 05/20/2001, Bull. No. 14.], Containing the marching stage and the engine docked to it with a stage separation mechanism. Parallel to the longitudinal axis of the projectile installed actuator remote inertial action. The mechanism is made in the form of a non-conductive housing with a fixed contact group and a conductive inertial body, tightened by a power spring in the direction of the stage separation mechanism. The inertial body is made in the form of a cylinder with an internal conical hole passing into the cylinder. The mass of the inertial body and the force of the power spring are calculated according to the dependence given in the claims, and provide a signal to the stage separation mechanism at the moment the projectile engine is finished, that is, the moment of fuel production is judged by the change in overload due to a drop in engine thrust.
Сходный принцип применен в устройстве отделения маршевой ступени ЛА [6. Пат. 2584401 RU, МПК6 F42B 15/00. Способ отделения маршевой ступени летательного аппарата и устройство для его осуществления / Образумов В.И. и др. - Заявл. 17.02.2015; опубл. 20.05.2016, Бюл. №14.]. Способ включает механическое удержание в разомкнутом состоянии цепи запуска электровоспламенителя механизма разделения ступеней при пуске ЛА на стартовом участке траектории полета. На борту ЛА в процессе полета измеряют величину продольного ускорения и определяют скорость его изменения во времени, фиксируют момент смены знака производной продольного ускорения с отрицательного на положительный и замыкают электрическую цепь запуска электровоспламенителя механизма разделения ступеней.A similar principle is applied in the separation device march stage LA [6. Pat. 2584401 RU, IPC 6 F42B 15/00. The method of separation of the march stage of the aircraft and a device for its implementation / Obrazumov V.I. et al. - Decl. 02/17/2015; publ. 05/20/2016, Bull. No. 14.]. The method includes mechanical holding in open state of the start circuit of the electric igniter of the separation mechanism of the steps when starting the aircraft at the start of the flight path. On board the aircraft during the flight, the longitudinal acceleration is measured and the rate of its change in time is determined, the moment of the sign change of the derivative of the longitudinal acceleration from negative to positive is recorded, and the electric igniter starting circuit of the stage separation mechanism is closed.
ЛА содержит маршевую ступень и пристыкованный к ней двигатель с механизмом разделения ступеней, снабженным электровоспламенителем. В маршевой ступени ЛА параллельно продольной оси снаряда установлен исполнительный механизм дистанционного инерционного действия. Механизм выполнен в виде токонепроводящего корпуса с неподвижной контактной группой и токопроводящего инерционного тела, запираемого силовой пружиной в сторону механизма разделения ступеней. Также устройство содержит датчик линейных ускорений, аналогово-цифровой преобразователь и вычислитель.The aircraft contains a marching stage and an engine docked to it with a stage separation mechanism equipped with an electric igniter. In the march stage of the aircraft parallel to the longitudinal axis of the projectile installed actuator remote inertial action. The mechanism is made in the form of a current-conducting case with a fixed contact group and a conductive inertial body, locked by a power spring in the direction of the stage separation mechanism. The device also contains a linear acceleration sensor, an analog-to-digital converter and a computer.
Недостатки аналогов [5., 6.], снижающие надежность ЛА, следующие:The disadvantages of the analogues [5., 6.], reducing the reliability of the aircraft, the following:
- сложность таких элементов конструкции, как датчик линейных ускорений, аналогово-цифровой преобразователь и вычислитель;- the complexity of structural elements such as a linear acceleration sensor, an analog-to-digital converter and a computer;
- о моменте выработки топлива судят по изменению перегрузки из-за падения тяги двигателя, что может привести к потере скорости ЛА.- the moment of fuel production is judged by the change in overload due to a drop in engine thrust, which can lead to a loss in aircraft speed.
Самый существенный недостаток принципов работы устройств подачи сигнала на отделение стартовой ступени, описанных в аналогах [1.-4., 6.] заключается в том, что в момент отделения стартовой ступени ЛА должно оставаться невыработанное топливо, что вынуждает заправлять ЛА топливом в объеме, превышающем необходимый для нормального полета ЛА, что экономически невыгодно, а также взрывоопасно в момент падения стартовой ступени. В то же время полет с полностью выработанным топливом недопустим, поскольку при более позднем отделении стартовой ступени сила лобового сопротивления превысит силу тяги стартового двигателя. Неработающий двигатель будет тормозить ЛА, который потеряет скорость. Поэтому команда на отделение должна подаваться с некоторым запасом топлива, т.е. с заведомо невыработанным.The most significant drawback of the principles of operation of the signal supply devices for separation of the launch stage described in the analogues [1.-4., 6.] is that at the moment of separation of the launch stage of the aircraft there must be undeveloped fuel, which forces the aircraft to be filled with fuel in volume, exceeding the aircraft necessary for a normal flight, which is economically disadvantageous, as well as explosive at the time of the launch stage fall. At the same time, a flight with fully exhausted fuel is unacceptable, since with a later separation of the starting stage, the drag force will exceed the thrust force of the starting engine. An idle engine will slow down the aircraft, which will lose speed. Therefore, the command for separation should be given with a certain amount of fuel, i.e. with obviously untreated.
Очевидно, что отделение стартовой ступени ЛА с ЖРД рационально производить не по командам временного устройства, расходомера или уровнемера, системы контроля давления в сопле и датчика ускорения, а по фактической оптимальной выработке топлива из топливного бака. Обеспечить контроль выработки жидкого топлива, не прибегая к упомянутым выше сложным устройствам, можно, применив поплавковое устройство.It is obvious that it is rational to separate the launch stage of an aircraft with an LRE not according to the instructions of a temporary device, flow meter or level gauge, nozzle pressure monitoring system and acceleration sensor, but according to the actual optimal fuel generation from the fuel tank. It is possible to control the production of liquid fuel without resorting to the complex devices mentioned above by using a float device.
Существуют различные конструкции поплавков и датчиков уровня на их основе для подачи сигналов.There are various designs of floats and level sensors based on them for signaling.
Известно устройство для автоматического указания критического уровня масла [7. Пат. 2874243 US, МПК G01F 23/30, G01F 23/64. Device for automatically indicating the critical oil level in engines, especially engines of motor vehicles / Метцлер О. (DE) - Заявл. 19.04.1957; опубл. 17.02.1959.], в котором металлический поплавок свободно перемещается в металлической трубе и замыкает электрическую цепь, когда уровень масла падает до критической точки.A device for automatically indicating a critical oil level [7. Pat. 2874243 US, IPC G01F 23/30, G01F 23/64. Device for automatically indicating the critical oil level in engines, especially engines of motor vehicles / Metzler O. (DE) - Claim. 04/19/1957; publ. 02.17.1959.], In which a metal float moves freely in a metal pipe and closes the electric circuit when the oil level drops to a critical point.
Также известен датчик аварийной сигнализации [8. Пат. 1642434 US, МПК В60К 15/03, B60K 15/06, G01F 23/30, G01F 23/64. Alarm gauge / Райе Ф.Б. - Заявл. 02.10.1923; опубл. 13.09.1927.], содержащий токопроводящий поплавок шарообразной формы, замыкающий в нижнем положении контакты корпуса и сигнализирующий тем самым об опустошении бака.An alarm sensor is also known [8. Pat. 1642434 US, IPC B60K 15/03, B60K 15/06, G01F 23/30, G01F 23/64. Alarm gauge / Raye FB - Declared. 10/02/1923; publ. 09/13/1927.], Containing a conductive ball-shaped float, closing the contacts of the housing in the lower position and thereby signaling the emptying of the tank.
Недостатки устройств [7., 8.] заключаются в следующем:The disadvantages of the devices [7., 8.] are as follows:
- токопроводящий поплавок замыкает электрический контакт в среде паров топлива, что может привести к искрообразованию и возгоранию или взрыву;- conductive float closes electrical contact in the environment of fuel vapor, which can lead to sparking and fire or explosion;
- агрессивное топливо может разрушать токопроводящие оголенные контакты.- aggressive fuel can destroy conductive bare contacts.
Известен жидкостный выключатель [9. Пат 8319124 US, МПК Н01Н 35/18. Liquid activated switch apparatus / Ванг Н.С. - Заявл. 28.06.2010; опубл. 27.11.2012.], включающий в себя контейнер, приспособленный для приема жидкости, такой как вода или дождь. Внутри контейнера имеются два электропроводящих элемента, причем первый элемент прикреплен к контейнеру, а второй - к плавающему телу. Плавающее тело спроектировано и сконфигурировано так, что начинает подниматься вместе с повышением уровня жидкости, что приводит к смещению второго электропроводящего элемента, который к нему прикреплен, в результате чего два электропроводящих элемента либо замыкают электрическую цепь, либо размыкают ее.Known liquid switch [9. US Pat 8,319,124, IPC H01H 35/18. Liquid activated switch apparatus / Wang N.S. - Declared. 06/28/2010; publ. 11.27.2012.], Which includes a container adapted to receive a liquid, such as water or rain. There are two electrically conductive elements inside the container, the first element attached to the container and the second to the floating body. The floating body is designed and configured so that it begins to rise along with an increase in the liquid level, which leads to the displacement of the second electrically conductive element that is attached to it, as a result of which two electrically conductive elements either close the electric circuit or open it.
Недостатки устройства [9.] следующие:The disadvantages of the device [9.] the following:
- устройство работоспособно только при положительной температуре окружающей среды;- the device is operable only at a positive ambient temperature;
- контролируемая среда, вода, находится в одной полости с оголенными контактами, из-за чего в процессе эксплуатации возможно замыкание.- the controlled environment, water, is in the same cavity with exposed contacts, which is why a short circuit is possible during operation.
Известен электросамовар [10. А.с. 1743576 SU, МПК A47G 19/14, НОШ 35/18 (1992.06). Электросамовар / Сорокин В.П. - Заявл. 16.01.1990; опубл. 30.06.1992.], имеющий корпус, нагревательный элемент и устройства ввода напряжения, расположенные в верхней части корпуса и электрически связанные с введенными в концевой поплавковый выключатель замыкающими контактами с кнопкой управления. Поплавок установлен в нижней части корпуса с возможностью воздействия на кнопку управления через введенную гармониковую мембрану, герметично укрепленную в верхней части корпуса.Known electric samovar [10. A.S. 1743576 SU, IPC A47G 19/14, NOSH 35/18 (1992.06). Electric Samovar / Sorokin V.P. - Declared. 01/16/1990; publ. 06/30/1992.], Having a housing, a heating element and voltage input devices located in the upper part of the housing and electrically connected to the closing contacts with the control button inserted into the float switch. The float is installed in the lower part of the housing with the possibility of influencing the control button through the introduced harmonic membrane, hermetically mounted in the upper part of the housing.
Недостаток аналога [10.] состоит в том, что разъемы ввода напряжения расположены в верхней части корпуса, что значительно увеличивает габариты устройства.The disadvantage of the analogue [10.] is that the voltage input connectors are located in the upper part of the housing, which significantly increases the dimensions of the device.
Цель заявляемого изобретения - повысить надежность системы определения момента отделения стартовой ступени ЛА с ЖРД и обеспечить автоматизм ее срабатывания при сокращении количества промежуточных контрольных и исполнительных механизмов.The purpose of the invention is to improve the reliability of the system for determining the moment of separation of the launch stage of an aircraft with a rocket engine and to ensure automatism of its operation while reducing the number of intermediate control and actuating mechanisms.
Заявляемое устройство подачи сигнала на отделение стартовой ступени вертикально стартующего ЛА с ЖРД состоит из поплавка, перевернутого перфорированного направляющего стакана и микровыключателя со штоком. Направляющий стакан неподвижно закреплен внутри топливного бака, в его нижней части. Поплавок расположен с возможностью свободного перемещения вдоль вертикальной оси внутри направляющего стакана. Корпус микровыключателя расположен снаружи топливного бака. Шток микровыключателя закреплен с возможностью перемещения вдоль вертикальной оси в нижней части направляющего стакана и герметично выведен за полость топливного бака.The inventive signal supply device for separating the launch stage of a vertically launching aircraft with an LRE consists of a float, an inverted perforated guide cup and a microswitch with a rod. The guide cup is fixedly mounted inside the fuel tank, in its lower part. The float is freely movable along the vertical axis inside the guide cup. The microswitch housing is located outside the fuel tank. The microswitch rod is fixed with the possibility of movement along the vertical axis in the lower part of the guide glass and hermetically removed for the cavity of the fuel tank.
Заявляемое устройство поясняется чертежами. На фиг. 1 изображен топливный бак 1. В его нижней части неподвижно закреплен перевернутый цилиндрический направляющий стакан 2 с перфорацией в виде продольных вырезов 3. Внутри направляющего стакана 2 размещен металлический полый тонкостенный поплавок 4 цилиндрической формы. Корпус 5 микровыключателя расположен снаружи топливного бака 1. Шток 6 микровыключателя закреплен в нижней части направляющего стакана 2. Уплотнительное кольцо 7 обеспечивает герметичный вывод штока 6 микровыключателя за полость топливного бака 1.The inventive device is illustrated by drawings. In FIG. 1 shows a fuel tank 1. In its lower part, an inverted
Заявляемое устройство работает следующим образом. В положении заправленного топливного бака 1 поплавок 4 под действием архимедовой силы постоянно находится в верхней части направляющего стакана 2 и лишен возможности нажатия на шток 6 микровыключателя. При полете происходит выработка топлива системой топливозабора любого типа (в данной заявке не рассматривается) и понижение его уровня в топливном баке 1. При этом поплавок 4 перемещается в нижнюю часть направляющего стакана 2 под воздействием перегрузки и без противодействия архимедовой силы и нажимает на шток 6 микровыключателя (фиг. 2) - происходит замыкание контактов микровыключателя, сигнализируя тем самым об оптимальной выработке топлива из бака 1 и включая механизмы, отстыковывающие стартовую ступень ЛА (например, пиротехнические болты, замки и др. - в данной заявке не рассматриваются).The inventive device operates as follows. In the position of the refueling fuel tank 1, the
Диаметр поплавка 4 выбран таким, чтобы:The diameter of the
- обеспечить свободное перемещение поплавка 4 вдоль вертикальной оси направляющего стакана 2;- to ensure free movement of the
- гарантировать нажатие поплавка 4 на шток 6 микровыключателя;- guarantee pressing the
- не допустить колебаний поплавка 4 внутри направляющего стакана 2, которые могут привести к развороту и/или застреванию поплавка 4 внутри направляющего стакана 2.- to prevent fluctuations of the
Масса поплавка 4 рассчитана такой, чтобы обеспечить:The mass of the
- его плавучесть;- its buoyancy;
- необходимое усилие для нажатия поплавка 4 на шток 6 микровыключателя с учетом полетной перегрузки.- the necessary effort to press the
Направляющий стакан и шток микровыключателя выполнены из материала, устойчивого к агрессивной среде топлива.The guide cup and stem of the microswitch are made of a material resistant to the aggressive environment of the fuel.
Техническим результатом является повышение надежности системы определения момента отделения стартовой ступени вертикально стартующего ЛА с ЖРД за счет конструкции устройства подачи сигнала, в котором в процессе выработки топлива из топливного бака поплавок нажимает на шток микровыключателя, замыкая электроцепь.The technical result is to increase the reliability of the system for determining the moment of separation of the launch stage of a vertically launching aircraft from the LRE due to the design of the signal supply device, in which, in the process of generating fuel from the fuel tank, the float presses the microswitch rod, closing the electrical circuit.
К преимуществам данного устройства относятся:The advantages of this device include:
- автоматизм срабатывания при сокращении количества промежуточных контрольных и исполнительных механизмов;- automatic response when reducing the number of intermediate control and actuators;
- снижение общей массы ЛА;- reduction in the total mass of the aircraft;
- упрощение электрической схемы ЛА;- simplification of the electrical circuit of the aircraft;
- упрощение и удешевление конструкции ЛА в целом;- simplification and cheapening of the design of the aircraft as a whole;
- подача команды на отделение стартовой ступени в оптимальный момент: объем топлива в топливном баке достаточен для сохранения силы тяги стартового двигателя, обеспечивающей нормальный полет ЛА, при этом объем невыработанного топлива значительно уменьшен, поскольку зависит только от возможностей системы забора топлива;- giving a command to separate the starting stage at the optimal moment: the amount of fuel in the fuel tank is sufficient to maintain the thrust of the starting engine, which ensures normal flight of the aircraft, while the amount of unused fuel is significantly reduced, since it depends only on the capabilities of the fuel intake system;
- не требуется запас топлива, которое точно останется невыработанным, что экономически выгодно.- no fuel supply is required, which will definitely remain undeveloped, which is economically viable.
Устройство может быть выполнено с помощью стандартного оборудования и материалов отечественного производства. Таким образом, заявленное изобретение соответствует критерию «промышленная применимость».The device can be made using standard equipment and materials of domestic production. Thus, the claimed invention meets the criterion of "industrial applicability".
Источники, принятые во вниманиеSources taken into account
1. Пат. 2406968 RU, МПК6 F42B 15/00, F42B 15/36. Реактивный снаряд с отделяемой ракетной частью / Макаровец Н.А. и др. - Заявл. 22.10.2009; опубл. 20.12.2010, Бюл. №35.1. Pat. 2406968 RU, IPC 6 F42B 15/00, F42B 15/36. Missile with detachable missile part / Makarovets N.A. et al. - Decl. 10/22/2009; publ. 12/20/2010, Bull. Number 35.
2. Пат. 2522537 RU, МПК6 F42B 12/58, F42B 15/36. Разделяющийся реактивный снаряд / Макаровец Н.А. и др. - Заявл. 13.03.2013; опубл. 20.07.2014, Бюл. №20.2. Pat. 2522537 RU, IPC 6 F42B 12/58, F42B 15/36. Multiple Missile / Makarovets N.A. et al. - Decl. 03/13/2013; publ. 07/20/2014, Bull. No. 20.
3. Пат. 2685161 RU, МПК6 F02K 9/56. Система комбинированного управления расходованием топлива для ракетной двигательной установки / Курдов С.С. - Заявл. 18.07.2018; опубл. 16.04.2019, Бюл. №11.3. Pat. 2685161 RU, IPC 6 F02K 9/56. Combined fuel management system for rocket propulsion / Kurdish S.S. - Declared. 07/18/2018; publ. 04/16/2019, Bull. No. 11.
4. Пат. 2284460 RU, МПК6 F42B 15/00. Ракета и привод механизма разделения ступеней ракеты / Шипунов А.Г. и др. - Заявл. 08.02.2005; опубл. 27.09.2006, Бюл. №27.4. Pat. 2284460 RU, IPC 6 F42B 15/00. Rocket and drive of the separation mechanism of rocket stages / Shipunov A.G. et al. - Decl. 02/08/2005; publ. 09/27/2006, Bull. Number 27.
5. Пат. 2167388 RU, МПК F42B 15/10 (2000.01). Реактивный снаряд с отделяемым двигателем / Дудка В.Д. и др. - Заявл. 24.02.2000; опубл. 20.05.2001, Бюл. №14.5. Pat. 2167388 RU, IPC F42B 15/10 (2000.01). A missile with a detachable engine / Dudka V.D. et al. - Decl. 02.24.2000; publ. 05/20/2001, Bull. No. 14.
6. Пат. 2584401 RU, МПК6 F42B 15/00. Способ отделения маршевой ступени летательного аппарата и устройство для его осуществления / Образумов В.И. и др. - Заявл. 17.02.2015; опубл. 20.05.2016, Бюл. №14.6. Pat. 2584401 RU, IPC 6 F42B 15/00. The method of separation of the march stage of the aircraft and a device for its implementation / Obrazumov V.I. et al. - Decl. 02/17/2015; publ. 05/20/2016, Bull. No. 14.
7. Пат. 2874243 US, МПК G01F 23/30, G01F 23/64. Device for automatically indicating the critical oil level in engines, especially engines of motor vehicles / Метцлер О. (DE) - Заявл. 19.04.1957; опубл. 17.02.1959.7. Pat. 2874243 US, IPC G01F 23/30, G01F 23/64. Device for automatically indicating the critical oil level in engines, especially engines of motor vehicles / Metzler O. (DE) - Claim. 04/19/1957; publ. 02/17/1959.
8. Пат. 1642434 US, МПК B60K 15/03, B60K 15/06, G01F 23/30, G01F 23/64. Alarm gauge / Райе Ф.Б. - Заявл. 02.10.1923; опубл. 13.09.1927.8. Pat. 1642434 US, IPC B60K 15/03, B60K 15/06, G01F 23/30, G01F 23/64. Alarm gauge / Raye FB - Declared. 10/02/1923; publ. 09/13/1927.
9. Пат 8319124 US, МПК Н01Н 35/18. Liquid activated switch apparatus / Ванг H.C. - Заявл. 28.06.2010; опубл. 27.11.2012.9. Pat 8319124 US IPC H01H 35/18. Liquid activated switch apparatus / Wang H.C. - Declared. 06/28/2010; publ. 11/27/2012.
10. A.c. 1743576 SU, МПК A47G 19/14, H01H 35/18 (1992.06). Электросамовар / Сорокин В.П. - Заявл. 16.01.1990; опубл. 30.06.1992.10. A.c. 1743576 SU, IPC A47G 19/14, H01H 35/18 (1992.06). Electric Samovar / Sorokin V.P. - Declared. 01/16/1990; publ. 06/30/1992.
11. А.с. 779712 SU, МПК F16K 31/18 (2000.01). Устройство для слива жидкостей / Спичак В.А., Карпатович И.А. - Заявл. 01.06.1978; опубл. 15.11.1980, Бюл. №42.11. A.S. 779712 SU, IPC F16K 31/18 (2000.01). Device for draining liquids / Spichak V.A., Karpatovich I.A. - Declared. 06/01/1978; publ. 11/15/1980, Bull. Number 42.
12. А.с. 429232 SU, МПК F16K 31/18 (2000.01). Предохранительный поплавковый клапан / Лабковский B.C. и др. - Заявл. 11.10.1972; опубл. 25.05.1974, Бюл. №19.12. A.S. 429232 SU, IPC F16K 31/18 (2000.01). Safety float valve / Labkovsky B.C. et al. - Decl. 10/11/1972; publ. 05/25/1974, Bull. No. 19.
13. Пат. 2497724 RU, МПК6 B64D 37/00. Топливный бак летательного аппарата / Никитин В.И., Куранов Е.Г., Реш Г.Ф. - Заявл. 09.04.2012; опубл. 10.11.2013, Бюл. №31.13. Pat. 2497724 RU, IPC 6 B64D 37/00. Aircraft fuel tank / Nikitin V.I., Kuranov E.G., Resh G.F. - Declared. 04/09/2012; publ. 11/10/2013, Bull. No. 31.
14. Пат. 2642759 RU, МПК6 Е21В 34/02, F16K 31/18. Способ дренирования жидкости со скважин при подземном способе добычи нефти / Самбурова А.А., Сергеев М.Ю. - Заявл. 27.01.2017; опубл. 25.01.2018, Бюл. №3.14. Pat. 2642759 RU, IPC 6 Е21В 34/02, F16K 31/18. The method of drainage of fluid from wells in the underground oil production method / Samburova A.A., Sergeev M.Yu. - Declared. 01/27/2017; publ. 01/25/2018, Bull.
15. Пат. 2622962 RU, МПК6 Е21В 34/02, F16K 33/00. Устройство для автоматического стравливания газов на насосах перекачки / Гарифуллин Р.С, Гарипов И.Н., Ахметзянов Л.М. - Заявл. 01.04.2016; опубл. 21.06.2017, Бюл. №18.15. Pat. 2622962 RU, IPC 6 Е21В 34/02, F16K 33/00. A device for automatic bleeding of gases at transfer pumps / Garifullin R.S., Garipov I.N., Akhmetzyanov L.M. - Declared. 04/01/2016; publ. 06/21/2017, bull. Number 18.
16. Пат. 2463176 RU, МПК6 B60K 15/03, B60K 15/077, B65D 88/62, B65D 90/04. Топливный бак / Березина Т.И., Березин И.В. - Заявл. 13.01.2011; опубл. 10.10.2012, Бюл. №28.16. Pat. 2463176 RU, IPC 6 B60K 15/03, B60K 15/077, B65D 88/62, B65D 90/04. Fuel tank / Berezina T.I., Berezin I.V. - Declared. 01/13/2011; publ. 10/10/2012, Bull. No. 28.
17. Пат. 2092396 RU, МПК B64D 37/00 (1995.01). Топливный бак / Яруллин З.Ш. - Заявл. 25.12.1991; опубл. 10.10.1997.17. Pat. 2092396 RU, IPC B64D 37/00 (1995.01). Fuel tank / Yarullin Z.S. - Declared. 12/25/1991; publ. 10/10/1997.
18. Пат. 2090382 RU, МПК B60K 15/03, B64D 37/02 (1997.09). Топливный бак и способ его изготовления / Бакшинов В.М. и др. - Заявл. 29.12.1994; опубл. 20.09.1997.18. Pat. 2090382 RU, IPC B60K 15/03, B64D 37/02 (1997.09). Fuel tank and method of its manufacture / Bakshinov V.M. et al. - Decl. 12/29/1994; publ. 09/20/1997.
19. А.с. 1768410 SU, МПК B60K 15/03. Бак для рабочей жидкости / Камчугов Н.В., Лепехин А.Т., Ломоносов Ю.Н. - Заявл. 17.08.1990; опубл. 15.10.1992, Бюл. №38.19. A.S. 1768410 SU, IPC B60K 15/03. Tank for working fluid / Kamchugov N.V., Lepekhin A.T., Lomonosov Yu.N. - Declared. 08/17/1990; publ. 10/15/1992, Bull. No. 38.
20. Пат. 2005/020782 WO, МПК A47L 15/42, F16K 31/08, F16K 31/22. Valve device / Франссон P. (SE) - Заявл. 18.08.2004; опубл. 10.03.2005.20. Pat. 2005/020782 WO, IPC A47L 15/42, F16K 31/08, F16K 31/22. Valve device / Fransson P. (SE) - Decl. 08/18/2004; publ. 03/10/2005.
21. Пат. 20050051214 US, МПК F16K 31/34, F16K 31/18. Valve assembly for pressurized fluid vessel / Чан Й. (HK) - Заявл. 08.09.2003; опубл. 10.03.2005.21. Pat. 20050051214 US, IPC F16K 31/34, F16K 31/18. Valve assembly for pressurized fluid vessel / Chan Y. (HK) - Claim 09/08/2003; publ. 03/10/2005.
22. Пат. 2224385 RU, МПК H05B 1/02, H01H 35/18 (2000.01). Автомат отключения нагревательного элемента электрочайника / Анцупов Ю.В., Серов Г.П. - Заявл. 08.11.2001; опубл. 20.02.2004, Бюл. №5.22. Pat. 2224385 RU, IPC H05B 1/02, H01H 35/18 (2000.01). Automatic shutdown of the heating element of an electric kettle / Antsupov Yu.V., Serov G.P. - Declared. 11/08/2001; publ. 02.20.2004, Bull. No. 5.
23. Пат.1633581 US, МПК F16K 31/22. Safety faucet / Гордон С.Дж., Голдберг Д.Д. - Заявл. 21.01.1926; опубл. 28.06.1927.23. Pat. 1633581 US, IPC F16K 31/22. Safety faucet / Gordon S.J., Goldberg D.D. - Declared. 01/21/1926; publ. 06/28/1927.
24. Пат. 4548232 US, МПК F16K 31/20, F16K 31/18. Valve assembly / Рустберг Р.К. - Заявл. 12.04.1984; опубл. 22.10.1985.24. Pat. 4548232 US, IPC F16K 31/20, F16K 31/18. Valve assembly / Rustberg R.K. - Declared. 04/12/1984; publ. 10/22/1985.
25. Пат. 191012184 GB, МПК H01H 35/18. Electric switch / Джонсон А.Г. - Заявл. 18.05.1910; опубл. 19.06.1911.25. Pat. 191012184 GB, IPC H01H 35/18. Electric switch / Johnson A.G. - Declared. 05/18/1910; publ. 06/19/1911.
26. Поликовский В.И. Силовые установки летательных аппаратов с воздушно-реактивными двигателями: Учеб. пособие [Текст] / В.И. Поликовский, Д.Н. Сурнов. - М.: Машиностроение, 1965. - 261 с.26. Polikovsky V.I. Power plants of aircraft with jet engines: Textbook. allowance [Text] / V.I. Polikovsky, D.N. Surnov. - M.: Mechanical Engineering, 1965. - 261 p.
27. Башта Т.М. Машиностроительная гидравлика: Справ, пособие [Текст] / Т.М. Башта. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1971. - 672 с.27. Bashta T.M. Engineering hydraulics: Ref., Manual [Text] / T.M. Bashta. - 2nd ed., Revised. and add. - M.: Mechanical Engineering, 1971. - 672 p.
28. Киселев П.Г. Справочник по гидравлическим расчетам: [Текст] / П.Г. Киселев. - 2-е изд. - М.-Л.: Госэнергоиздат, 1957. - 352 с.28. Kiselev P.G. Handbook of hydraulic calculations: [Text] / P.G. Kiselev. - 2nd ed. - M.-L .: Gosenergoizdat, 1957.- 352 p.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019120470A RU2719799C1 (en) | 2019-06-28 | 2019-06-28 | Signal feeder for separation of starting stage of vertically launching aircraft |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019120470A RU2719799C1 (en) | 2019-06-28 | 2019-06-28 | Signal feeder for separation of starting stage of vertically launching aircraft |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2719799C1 true RU2719799C1 (en) | 2020-04-23 |
Family
ID=70415437
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2019120470A RU2719799C1 (en) | 2019-06-28 | 2019-06-28 | Signal feeder for separation of starting stage of vertically launching aircraft |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2719799C1 (en) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2043955C1 (en) * | 1992-04-02 | 1995-09-20 | Кадишевич Александр Соломонович | Method of injecting space vehicle into orbit |
RU2079690C1 (en) * | 1994-04-27 | 1997-05-20 | Научно-производственное объединение "Энергомаш" им.акад.В.П.Глушко | Method for starting liquid propellant engines of sectional rocket and device for implementing the same |
RU96096U1 (en) * | 2009-09-25 | 2010-07-20 | Открытое Акционерное Общество "Государственный Ракетный Центр Имени Академика В.П. Макеева" | MODULE TYPE CARRIER ROCKET (OPTIONS) AND ROCKET MODULE |
US8319124B1 (en) * | 2010-06-28 | 2012-11-27 | Neil Shumeng Wang | Liquid activated switch apparatus |
RU2584401C1 (en) * | 2015-02-17 | 2016-05-20 | Акционерное общество "Конструкторское бюро приборостроения им. академика А.Г. Шипунова" | Method of separating sustainer and device therefor |
RU2685161C1 (en) * | 2018-07-18 | 2019-04-16 | Сильвестр Сергеевич Курдов | System for combined control of fuel consumption for rocket propulsion unit |
-
2019
- 2019-06-28 RU RU2019120470A patent/RU2719799C1/en active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2043955C1 (en) * | 1992-04-02 | 1995-09-20 | Кадишевич Александр Соломонович | Method of injecting space vehicle into orbit |
RU2079690C1 (en) * | 1994-04-27 | 1997-05-20 | Научно-производственное объединение "Энергомаш" им.акад.В.П.Глушко | Method for starting liquid propellant engines of sectional rocket and device for implementing the same |
RU96096U1 (en) * | 2009-09-25 | 2010-07-20 | Открытое Акционерное Общество "Государственный Ракетный Центр Имени Академика В.П. Макеева" | MODULE TYPE CARRIER ROCKET (OPTIONS) AND ROCKET MODULE |
US8319124B1 (en) * | 2010-06-28 | 2012-11-27 | Neil Shumeng Wang | Liquid activated switch apparatus |
RU2584401C1 (en) * | 2015-02-17 | 2016-05-20 | Акционерное общество "Конструкторское бюро приборостроения им. академика А.Г. Шипунова" | Method of separating sustainer and device therefor |
RU2685161C1 (en) * | 2018-07-18 | 2019-04-16 | Сильвестр Сергеевич Курдов | System for combined control of fuel consumption for rocket propulsion unit |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US2515068A (en) | Fuel valve | |
US4308721A (en) | Fluid supply systems | |
US3295411A (en) | Deep submergence missile launching vehicle with hovering and missile ejecting systems | |
US10173759B1 (en) | Buoyancy control system using combustion | |
RU2719799C1 (en) | Signal feeder for separation of starting stage of vertically launching aircraft | |
US3415277A (en) | Ullage control | |
US5061454A (en) | High pressure spray injector | |
US3889598A (en) | Arming system | |
US3804020A (en) | Safing and arming system for a projectile fuze and fluidic control means for use therewith | |
RU2378526C1 (en) | Method of fire bench test of solid propellant charge | |
US3180089A (en) | Positive displacement fuel feeding system | |
RU2751045C1 (en) | Aircraft starting fuel valve | |
US3460993A (en) | Release mechanism for automatic activator | |
US3004507A (en) | Exercise torpedo | |
US2955649A (en) | Ullage compensators for pressurizing systems | |
RU2725129C1 (en) | Device for protection against ingress of water into inner space of nozzle of solid-propellant engine of rocket carrier with mortar start circuit from underwater position and check valve | |
US3283508A (en) | Missile control system | |
US3254486A (en) | Zero gravity start device | |
US2961961A (en) | Torpedo exploder mechanism | |
RU2610718C1 (en) | Device for selection of fuel from spacecraft tanks in zero-gravity conditions | |
US4833991A (en) | Submunition incorporating a fuze | |
US4542694A (en) | Out-of-line underwater safing and arming device and method therefor | |
US1361286A (en) | Aerial torpedo | |
US3440960A (en) | Submarine signal control device | |
RU2443895C1 (en) | Adjustable solid-propellant rocket engine |