RU2738247C1 - Топливный бак жидкостных двигательных установок ракет большой грузоподъемности - Google Patents
Топливный бак жидкостных двигательных установок ракет большой грузоподъемности Download PDFInfo
- Publication number
- RU2738247C1 RU2738247C1 RU2020118616A RU2020118616A RU2738247C1 RU 2738247 C1 RU2738247 C1 RU 2738247C1 RU 2020118616 A RU2020118616 A RU 2020118616A RU 2020118616 A RU2020118616 A RU 2020118616A RU 2738247 C1 RU2738247 C1 RU 2738247C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- sections
- tank
- fuel tank
- tanks
- diameter
- Prior art date
Links
- 239000002828 fuel tank Substances 0.000 title claims abstract description 18
- 235000015842 Hesperis Nutrition 0.000 title claims abstract description 4
- 235000012633 Iberis amara Nutrition 0.000 title claims abstract description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 title claims abstract 3
- 238000005452 bending Methods 0.000 claims abstract description 3
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims description 5
- 230000008447 perception Effects 0.000 claims description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 7
- 239000002131 composite material Substances 0.000 abstract description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 abstract description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 2
- 230000004308 accommodation Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 238000013016 damping Methods 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 1
- 239000006260 foam Substances 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 238000011089 mechanical engineering Methods 0.000 description 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 1
- 229920001169 thermoplastic Polymers 0.000 description 1
- 239000004416 thermosoftening plastic Substances 0.000 description 1
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64D—EQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
- B64D37/00—Arrangements in connection with fuel supply for power plant
- B64D37/02—Tanks
- B64D37/06—Constructional adaptations thereof
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64G—COSMONAUTICS; VEHICLES OR EQUIPMENT THEREFOR
- B64G1/00—Cosmonautic vehicles
- B64G1/22—Parts of, or equipment specially adapted for fitting in or to, cosmonautic vehicles
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Cooling, Air Intake And Gas Exhaust, And Fuel Tank Arrangements In Propulsion Units (AREA)
Abstract
Изобретение относится к ракетно-космической технике, в частности к топливным бакам. Топливный бак жидкостных двигательных установок ракет большой грузоподъемности состоит из секций и представляет собой единый топливный бак цилиндрической формы. Бак установлен на верхнюю и нижнюю фермы. Секции в верхней и нижней частях цилиндра объединены коллекторами. Максимальные характерные размеры секций для цилиндрических баков диаметром D меньше радиуса бака на 5÷10%. Восприятие нагрузок внешними поверхностями секций в радиальном направлении обеспечивается установкой на внешней цилиндрической поверхности собранного бака дополнительных сетчатых либо кольцевых элементов конструкции, замкнутых по диаметру и воспринимающих нагрузку на растяжение. Осевую нагрузку и нагрузку на изгиб воспринимает каркас из силовых продольных элементов на стыках секций, замкнутых на кольцевые шпангоуты в районе верхнего и нижнего днищ. В качестве материалов для изготовления топливного бака используют композитные материалы. Достигается упрощение изготовления. 4 ил.
Description
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Изобретение относится к ракетно-космической технике, в частности к топливным бакам ракет космического назначения большой грузоподъемности.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Известен топливный бак (патент RU 2293665, ФГУП «ГКНПЦ им. М.В. Хруничева», 08.06.2005), содержащий корпус с заборным и дренажным отверстиями и герметично закрепленную на стенках корпуса бака вогнутую в сторону заборного отверстия поперечную перегородку с выполненным в центральной ее части отверстием с проницаемым элементом, в периферийной части перегородки выполнены дополнительные отверстия с установленными в них проницаемыми элементами, все проницаемые элементы выполнены в виде капиллярно-пористых элементов из пенометалла на основе коррозионно-стойкого металла или сплава, капиллярно-пористый элемент центрального отверстия размещен в цилиндрической обечайке, а последняя в нижней части снабжена сплошным основанием, обращенным к заборному отверстию, и выполнена у этого основания с боковыми окнами. Недостатком данного решения является сложность изготовления и отработки таких баков при диаметрах более 5 м, отсутствие средств транспортирования для крупногабаритных баков от завода-изготовителя до космодрома, а также утяжеление конструкции внутрибаковыми демпфирующими перегородками.
Известен блок топливных баков ракет-носителей (патент RU 2151718, ГКНПЦ им. М.В. Хруничева, 16.03.1999), состоящий из двух баков с общим промежуточным днищем, в которых под давлением размещены компоненты топлива с разными температурами кристаллизации, при этом, каждый бак снабжен собственным днищем с теплоизоляцией, днище одного из баков выполнено сферическим выпуклым, а днище другого - сферическим вогнутым с торовым участком в месте соединения днища с остальной конструкцией бака, при этом общее промежуточное днище выполнено в виде двух упомянутых днищ, прилегающих друг к другу, а баки соединены по внешнему диаметру силовой проставкой. Недостатками данного решения является габаритность и сложность транспортировки от завода-изготовителя на космодром.
РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Решение задач выведения на орбиту полезных нагрузок массой более 70 тонн приводит к необходимости проектирования топливных баков ускорителей первых и вторых ступеней ракет-носителей с большим диаметром (более 5 м). Такая размерность баков вызывает проблемы при их изготовлении, испытаниях и транспортировке от завода-изготовителя на космодром как при использовании железнодорожного транспорта, так и при использовании авиационных средств.
Кроме того, применение цилиндрических топливных баков больших диаметров снижает собственную частоту колебаний компонентов топлива при тех же величинах продольных перегрузок, это приводит к необходимости установки в баке крупногабаритных демпфирующих перегородок, существенно утяжеляющих конструкцию.
Проблему предлагается решить путем изготовления баков большого диаметра из отдельных секций, транспортировку которых на космодром осуществляют посекционно с последующей сборкой в единую двигательную установку на полигоне. В собранном состоянии секции представляют собой единый топливный бак цилиндрической формы, в котором секции в верхней и нижней частях цилиндра объединены коллекторами, обеспечивающими заправку и наддув баков в верхней части цилиндра и подачу компонентов топлива к двигательной установке в нижней части цилиндра. После сборки, топливный бак устанавливают на верхнюю и нижнюю фермы.
Характерные максимальные размеры секций для цилиндрических баков диаметром D (D>5м) меньше радиуса бака на 5÷10%. Действующие на бак нагрузки компенсируются прилегающими друг к другу плоскими поверхностями соседних секций. Восприятие нагрузок внешними поверхностями секций в радиальном направлении обеспечивается установкой на внешней цилиндрической поверхности собранного бака дополнительных сетчатых либо кольцевых элементов конструкции (шпангоутов), замкнутых по диаметру и воспринимающих нагрузку на растяжение. Осевую нагрузку и нагрузку на изгиб воспринимает каркас из силовых продольных элементов на стыках секций, замкнутых на кольцевые шпангоуты в районе верхнего и нижнего днища.
В качестве материалов для изготовления такого топливного бака целесообразно максимально использовать композитные материалы, например на основе термопластичных связующих.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Форма секции цилиндрического бака показана на фиг. 1, где 1 -прилегающие друг к другу плоские поверхности соседних секций, 2 -внешние поверхности секций.
На фиг. 2 изображен топливный бак, где 3 - секция цилиндрического бака, 4 -верхняя ферма, 5 - нижняя ферма, 6 - коллектор заправки и наддува бака, 7 -коллектор подачи компонентов топлива к двигательной установке.
На фиг. 3 показан силовой каркас топливного бака, где 8-силовой продольный элемент, 9-дополнительный кольцевой элемент конструкции (шпангоут).
На фиг. 4 показан дополнительный сетчатый элемент конструкции-позиция 10.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Научно-технические разработки КБ /»Салют» 2012-2013 гг. выпуск 4, «Машиностроение», 2014 г.;
2. Патент RU 2293665 «Топливный бак», 08.06.2005, правообладатель -ФГУП «ГКНПЦ им. М.В. Хруничева», автор - Владимиров А.В.
Claims (1)
- Топливный бак жидкостных двигательных установок ракет большой грузоподъемности, состоящий из секций, в собранном состоянии представляющих собой единый топливный бак цилиндрической формы, устанавливаемый на верхнюю и нижнюю фермы, секции в верхней и нижней частях цилиндра объединены коллекторами, обеспечивающими заправку и наддув баков в верхней части цилиндра и подачу компонентов топлива к двигательной установке в нижней части цилиндра, при этом максимальные характерные размеры секций для цилиндрических баков диаметром D меньше радиуса бака на 5÷10%, действующие на бак нагрузки компенсируются прилегающими друг к другу плоскими поверхностями соседних секций, восприятие нагрузок внешними поверхностями секций в радиальном направлении обеспечивается установкой на внешней цилиндрической поверхности собранного бака дополнительных сетчатых либо кольцевых элементов конструкции, замкнутых по диаметру и воспринимающих нагрузку на растяжение, осевую нагрузку и нагрузку на изгиб воспринимает каркас из силовых продольных элементов на стыках секций, замкнутых на кольцевые шпангоуты в районе верхнего и нижнего днищ.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020118616A RU2738247C1 (ru) | 2020-06-05 | 2020-06-05 | Топливный бак жидкостных двигательных установок ракет большой грузоподъемности |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020118616A RU2738247C1 (ru) | 2020-06-05 | 2020-06-05 | Топливный бак жидкостных двигательных установок ракет большой грузоподъемности |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2738247C1 true RU2738247C1 (ru) | 2020-12-14 |
Family
ID=73835120
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2020118616A RU2738247C1 (ru) | 2020-06-05 | 2020-06-05 | Топливный бак жидкостных двигательных установок ракет большой грузоподъемности |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2738247C1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2775518C1 (ru) * | 2021-04-20 | 2022-07-04 | Акционерное общество "Государственный космический научно-производственный центр им. М.В. Хруничева" | Двигательная установка для жидкостных ракет с инвариантными к заправке водородом и метаном топливными баками с пакетной компоновкой |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2967034A (en) * | 1957-06-25 | 1961-01-03 | Rolls Royce | Delta-wing aircraft construction |
| RU2151718C1 (ru) * | 1999-03-16 | 2000-06-27 | Государственный космический научно-производственный центр им. М.В. Хруничева | Блок топливных баков ракет-носителей |
| US6123295A (en) * | 1998-01-20 | 2000-09-26 | Lockheed Martin Corporation | Fuel tank for lifting body re-entry vehicle |
| RU2581295C1 (ru) * | 2011-03-21 | 2016-04-20 | Кейстоун Инжиниринг Компани | Уничтожаемая система подачи топлива |
-
2020
- 2020-06-05 RU RU2020118616A patent/RU2738247C1/ru active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2967034A (en) * | 1957-06-25 | 1961-01-03 | Rolls Royce | Delta-wing aircraft construction |
| US6123295A (en) * | 1998-01-20 | 2000-09-26 | Lockheed Martin Corporation | Fuel tank for lifting body re-entry vehicle |
| RU2151718C1 (ru) * | 1999-03-16 | 2000-06-27 | Государственный космический научно-производственный центр им. М.В. Хруничева | Блок топливных баков ракет-носителей |
| RU2581295C1 (ru) * | 2011-03-21 | 2016-04-20 | Кейстоун Инжиниринг Компани | Уничтожаемая система подачи топлива |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2775518C1 (ru) * | 2021-04-20 | 2022-07-04 | Акционерное общество "Государственный космический научно-производственный центр им. М.В. Хруничева" | Двигательная установка для жидкостных ракет с инвариантными к заправке водородом и метаном топливными баками с пакетной компоновкой |
| RU2811792C1 (ru) * | 2023-07-21 | 2024-01-17 | Акционерное общество "Государственный космический научно-производственный центр имени М.В. Хруничева" (АО "ГКНПЦ им. М.В. Хруничева") | Универсальный космический ракетный комплекс для транспортных систем высокой грузоподъемности |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US3979005A (en) | Cryogenic tank and aircraft structural interface | |
| EP2953855B1 (fr) | Ensemble constitue d'un reservoir et d'un dispositif de retenue du reservoir dans un aeronef | |
| CN101381003A (zh) | 一种新型航天器主承力结构 | |
| EP2953856B1 (fr) | Dispositif de retenue d'un réservoir dans un aéronef | |
| US20180259125A1 (en) | Pressure Vessel Comprising a Load Ring, Motor Vehicle, and Method for Manufacturing a Pressure Vessel | |
| US6422514B1 (en) | Common bulkhead cryogenic propellant tank | |
| CN115371500B (zh) | 一种星箭载一体化飞行器 | |
| RU196827U1 (ru) | Силовая конструкция корпуса космического аппарата | |
| RU2738247C1 (ru) | Топливный бак жидкостных двигательных установок ракет большой грузоподъемности | |
| US6547182B2 (en) | Solid rocket motor bolted thrust takeout structure | |
| CN109094820B (zh) | 环形平板灶式复合材料主承力结构件 | |
| RU197021U1 (ru) | Силовая конструкция корпуса космического аппарата | |
| GB2026951A (en) | Underwater hulls or tanks | |
| RU2603872C1 (ru) | Переходной отсек ракеты-носителя (варианты) | |
| CN116592716A (zh) | 运载辐射带探测卫星的固液混合运载火箭 | |
| EP4124577A1 (en) | Tank module, modular tank, tank system, vehicle and operation method | |
| RU184328U1 (ru) | Адаптер для выведения нескольких космических аппаратов | |
| RU2819476C1 (ru) | Баллон высокого давления для одновременного восприятия внутреннего давления и внешних нагрузок | |
| RU2151718C1 (ru) | Блок топливных баков ракет-носителей | |
| RU200003U1 (ru) | Силовая конструкция корпуса космического аппарата | |
| RU207383U1 (ru) | Универсальный приборный модуль космического аппарата | |
| RU212701U1 (ru) | Силовая конструкция корпуса космического аппарата | |
| CN218401028U (zh) | 卫星适配器 | |
| CN110276107B (zh) | 一种考虑空间飞行器多球体贮箱间弱相关性的多球体贮箱结构参数确定方法 | |
| RU2789251C1 (ru) | Цилиндрический корпус отсека ракеты-носителя |