RU2759358C1 - Suborbital spacecraft and the method for its braking in the atmosphere - Google Patents
Suborbital spacecraft and the method for its braking in the atmosphere Download PDFInfo
- Publication number
- RU2759358C1 RU2759358C1 RU2020125750A RU2020125750A RU2759358C1 RU 2759358 C1 RU2759358 C1 RU 2759358C1 RU 2020125750 A RU2020125750 A RU 2020125750A RU 2020125750 A RU2020125750 A RU 2020125750A RU 2759358 C1 RU2759358 C1 RU 2759358C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- flaps
- group
- ship
- descent
- flight
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64G—COSMONAUTICS; VEHICLES OR EQUIPMENT THEREFOR
- B64G1/00—Cosmonautic vehicles
- B64G1/002—Launch systems
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Tires In General (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к ракетно-космической технике, точнее к суборбитальным космическим транспортным кораблям многократного применения с вертикальным взлетом и посадкой, и может быть использовано для космического туризма, высотных парашютных прыжков и иных целей.The invention relates to rocket and space technology, more precisely to reusable suborbital space transport vehicles with vertical takeoff and landing, and can be used for space tourism, high-altitude parachute jumps and other purposes.
Известны корабли и ракетные ступени многократного применения, отличающиеся способом посадки - с помощью крыльев или парашютов (например, патенты РФ № 2442727, 20.02.2012, МПК: B64G 1/14 (2006.01); № 2441815, 10.02.2012, МПК: B64G 1/14 (2006.01); №2333868, 20.09.2008, МПК: B64G 1/16 (2006.01). В этих кораблях для взлета используются одни устройства - ракетные двигатели, а для посадки - другие устройства - крылья или парашюты.Known ships and rocket stages of repeated use, differing in the method of landing - using wings or parachutes (for example, RF patents No. 2442727, 20.02.2012, IPC: B64G 1/14 (2006.01); No. 2441815, 10.02.2012, IPC: B64G 1 / 14 (2006.01); # 2333868, 20.09.2008, IPC:
Известны также многоразовые корабли и ракетные ступени, осуществляющие вертикальные взлет и посадку с помощью только ракетных двигателей (патенты РФ № 2309088, 27.10.2007, МПК: B64G 1/14 (2006.01); 2318704 С2, 10.03.2008, МПК: B64G 1/14 (2006.01). Они не имеют специальных аэродинамических поверхностей для стабилизации спуска в атмосфере, поэтому при управляемом спуске необходимо расходовать дополнительное топливо для работы двигателей ориентации.Also known are reusable ships and rocket stages that carry out vertical take-off and landing using only rocket engines (RF patents No. 2309088, 10/27/2007, IPC:
Известен суборбитальный космический корабль с тормозными поверхностями по патенту US 8408497 (В2), 02.04.2013, МПК: B64G 1/62 (2006.01). Этот корабль производит стабилизируемый спуск в атмосфере с помощью тормозных щитков, расположенных в верхней части цилиндрического корпуса корабля. Недостатком этого корабля является избыточность элементов конструкции, поскольку щитки не являются частью корпуса.Known suborbital spacecraft with braking surfaces according to patent US 8408497 (B2), 04/02/2013, IPC: B64G 1/62 (2006.01). This ship produces a stabilized descent in the atmosphere using brake flaps located at the top of the ship's cylindrical hull. The disadvantage of this ship is the redundancy of structural elements, since the shields are not part of the hull.
Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является одноступенчатый многоразовый космический корабль и способ его управления при спуске (US 5873549 (A), 23.02.1999, МПК: B64G 1/14 (2006.01); B64G 1/24 (2006.01); B64G 1/28(2006.01); B64G 1/62 (2006.01).The closest to the proposed technical solution is a single-stage reusable spacecraft and its control method during descent (US 5873549 (A), 02.23.1999, IPC: B64G 1/14 (2006.01); B64G 1/24 (2006.01); B64G 1/28 (2006.01); B64G 1/62 (2006.01).
Корабль включает раму, посадочные опоры, двигательную установку, систему управления, полезную нагрузку, внешнюю неподвижную обшивку и две группы щитков, каждый из которых шарнирно соединен с рамой и снабжен приводом, подключенным к системе управления. Неподвижная обшивка вместе со щитками образует аэродинамическую поверхность корабля. Каждый щиток своей верхней или нижней кромкой шарнирно соединен с рамой и имеет привод для отклонения щитка на некоторый угол. Щитки предназначены для управления ориентацией, и частично для торможения корабля при его спуске в атмосфере. При движении корабля вверх носом вперед используются задние щитки, а при движении вниз кормой вперед - передние щитки. Суммарная площадь щитков существенно меньше общей поверхности корабля.The ship includes a frame, landing supports, a propulsion system, a control system, a payload, an external fixed skin and two groups of flaps, each of which is pivotally connected to the frame and equipped with a drive connected to the control system. The fixed skin, together with the shields, forms the aerodynamic surface of the ship. Each flap with its upper or lower edge is pivotally connected to the frame and has a drive for deflecting the flap at a certain angle. Shields are intended for attitude control, and partly for braking the ship during its descent into the atmosphere. When the ship moves upwards with its bow forward, the rear flaps are used, and when moving downward astern forward, the front flaps are used. The total area of the shields is significantly less than the total surface of the ship.
Прототип способа торможения этого корабля в атмосфере состоит в раскрытии щитков во время спуска, что приводит к увеличению аэродинамической силы сопротивления, а также в контроле величины перегрузки и времени.The prototype of the method for braking this ship in the atmosphere consists in opening the flaps during descent, which leads to an increase in the aerodynamic drag force, as well as in controlling the magnitude of the g-force and time.
Недостатком конструкции является то, что в качестве тормозных щитков используется малая часть внешней аэродинамической поверхности корабля, а также то, что щитки двух групп раскрываются попеременно. Вследствие этого, суммарной площади раскрытых щитков достаточно для стабилизации корабля, но недостаточно для влияния на величину перегрузки при торможении в атмосфере.The disadvantage of the design is that a small part of the outer aerodynamic surface of the ship is used as brake flaps, and also that the flaps of the two groups are opened alternately. As a result, the total area of the open flaps is sufficient to stabilize the spacecraft, but not enough to influence the magnitude of the overload during braking in the atmosphere.
Недостатком способа торможения корабля является то, что положение щитков после их раскрытия не меняется. Поэтому при прохождении зоны максимальной перегрузки значение этой перегрузки снизить невозможно.The disadvantage of the method of braking the ship is that the position of the flaps does not change after their deployment. Therefore, when passing the maximum overload zone, the value of this overload cannot be reduced.
Задача изобретения состоит в устранении указанных недостатков.The objective of the invention is to eliminate these disadvantages.
Техническим результатом изобретения является снижение пикового значения перегрузки при спуске корабля в атмосфере за счет большой относительной площади тормозных щитков и активного управления этой площадью.The technical result of the invention is to reduce the peak value of the overload during the descent of the ship in the atmosphere due to the large relative area of the brake flaps and active control of this area.
Технический результат достигается тем, что в суборбитальном космическом корабле, включающем раму, посадочные опоры, двигательную установку, систему управления, кресла экипажа и хотя бы одну из двух групп тормозных щитков, каждый из которых шарнирно соединен с рамой и снабжен приводом, в сложенном состоянии одна группа щитков образует головной обтекатель, а другая группа - боковую поверхность корабля, при этом все щитки соединены с рамой своей нижней кромкой, количество щитков в обеих группах одинаково, а в раскрытом состоянии щитки одной группы располагаются между щитками другой группы в проекции на направление полета.The technical result is achieved by the fact that in a suborbital spacecraft, which includes a frame, landing supports, a propulsion system, a control system, a crew seat and at least one of two groups of brake flaps, each of which is pivotally connected to the frame and equipped with a drive, in the folded state one a group of flaps forms the head fairing, and the other group forms the side surface of the ship, while all the flaps are connected to the frame by their lower edge, the number of flaps in both groups is the same, and in the open state the flaps of one group are located between the flaps of the other group in projection to the direction of flight.
Кроме того, кресла экипажа выполнены катапультными, а группа щитков, образующих головной обтекатель, установлена над ними с зазором, обеспечивающим возможность катапультирования во всем диапазоне углов раскрытия упомянутых щитков.In addition, the crew seats are made of ejection, and a group of flaps forming the head fairing is installed above them with a gap that provides the possibility of ejection in the entire range of opening angles of the said flaps.
Технический результат достигается также за счет того, что в способе торможения суборбитального космического корабля в атмосфере, состоящем в раскрытии тормозных щитков во время спуска и контроле величины перегрузки по акселерометру и времени по таймеру, перед входом в атмосферу щитки раскрывают на максимальные углы, затем, при нарастании перегрузки до величины А, щитки плавно складывают в течение времени Т1 до минимального угла раскрытия, выдерживают паузу в течение времени Т2, а затем вновь плавно раскрывают в течение времени Т3 до максимального угла раскрытия, при этом величины A, T1, Т2 и Т3 получают перед полетом по результатам математического моделирования процесса спуска, а углы максимального раскрытия щитков выбирают из условия обеспечения одновременно максимального значения площади их проекции на направление полета и стабилизации спуска корабля.The technical result is also achieved due to the fact that in the method of braking a suborbital spacecraft in the atmosphere, which consists in opening the brake flaps during descent and controlling the magnitude of the accelerometer overload and timer time, before entering the atmosphere, the flaps are opened to maximum angles, then, at increasing overload to value A, the flaps are smoothly folded over time T1 to the minimum opening angle, pause for time T2, and then smoothly open again during time T3 to the maximum opening angle, while the values of A, T1, T2 and T3 are obtained before the flight, according to the results of mathematical modeling of the descent process, and the angles of the maximum opening of the flaps are selected from the condition of simultaneously ensuring the maximum value of the area of their projection onto the direction of flight and stabilizing the descent of the ship.
Сущность изобретения поясняется графическими материалами (фиг. 1-3).The essence of the invention is illustrated by graphic materials (Fig. 1-3).
На фигуре 1 схематически показана конструкция предлагаемого корабля.Figure 1 schematically shows the design of the proposed ship.
На фигуре 2 приведены графики зависимости величины перегрузки от времени спуска с высоты 110 км со сложенными щитками (кривая 11), с полностью раскрытыми щитками (кривая 12), и с переменной площадью проекции щитков (кривая 13).Figure 2 shows graphs of the dependence of the magnitude of the overload on the descent time from an altitude of 110 km with folded flaps (curve 11), with flaps fully open (curve 12), and with a variable projection area of the flaps (curve 13).
В таблице (фиг. 3) приведены значения параметров полета, которые соответствуют графику 13 на фиг. 2.The table (Fig. 3) shows the values of the flight parameters, which correspond to the
Корабль включает в себя раму 1, посадочные опоры 2, двигательную установку, состоящую из маршевого двигателя 3 и двигателей ориентации 4, систему управления (на фигурах не показана), кресла экипажа 5, тормозные щитки одной (далее - верхней) группы в сложенном бив раскрытом 7 состоянии, тормозные щитки другой (далее - нижней) группы в сложенном 8 и в раскрытом 9 состоянии, а также приводы 10 щитков. Верхняя группа щитков в положении 6 образует головной обтекатель. Нижняя группа щитков в положении 8 образует боковую поверхность корабля. Все щитки соединены с рамой 1 своей нижней кромкой, количество щитков в обеих группах одинаково, а в раскрытом состоянии щитки 7 одной группы располагаются между щитками 9 другой группы в проекции на направление полета.The ship includes a
В составе корабля отсутствует герметичная капсула для экипажа, кресла экипажа 5 выполнены катапультными, а группа щитков 6, образующих головной обтекатель, установлена над ними с зазором, обеспечивающим возможность катапультирования во всем диапазоне углов раскрытия этих щитков.The ship does not have a sealed capsule for the crew, the
Предложенный корабль работает следующим образом.The proposed ship works as follows.
Перед взлетом члены экипажа находятся в катапультных креслах 5 в защитных скафандрах с индивидуальными парашютами. Все щитки находятся в сложенном состоянии. При взлете и подъеме корабль движется с ускорением под действием маршевого двигателя 3 по траектории, близкой к вертикальной. Ориентация корабля относительно центра масс осуществляется двигателями ориентации 4. Система управления корабля в течение всего полета осуществляет контроль параметров движения и управление исполнительными органами по заданной программе. В состав системы управления входят датчики позиционирования, например, GPS-ГЛОНАСС, ориентации, например, гироскопического типа, акселерометр инерционного типа, радиовысотомер и контроллер с заложенной в него программой полета и встроенным таймером. Щитки в положении 6 осуществляют функцию головного обтекателя, обеспечивая снижение силы сопротивления воздуха и защиту экипажа от скоростного напора. После набора скорости и отключения маршевого двигателя 3 (на высоте ориентировочно 40-50 км при скорости 1-1,5 км/с) корабль совершает баллистический полет до высоты порядка 100 км. На этом участке ориентация корабля также производится двигателями ориентации 4. Остаточное количество топлива в баках корабля должно быть достаточно для выполнения посадки.Before takeoff, the crew members are in
На высоте, близкой к максимальной, с помощью приводов 10 производится раскрытие всех щитков из положения 6 в положение 7, и из положения 8 в положение 9, что соответствует максимальной площади поверхности торможения. Корабль под действием силы гравитации прекращает подъем и начинает спуск к земле с нарастающей скоростью. На высоте порядка 50-60 километров, когда скоростной напор воздуха становится достаточным для воздействия на корабль, щитки в положении 7 и 9 начинают выполнять функцию стабилизации полета, разворачивают корабль в положение двигателем 3 к земле и в дальнейшем поддерживают это положение. Стабилизация обеспечивается тем, что в раскрытом положении щитков, во всем диапазоне углов их раскрытия центр аэродинамического давления воздуха находится выше центра масс корабля.At a height close to the maximum, with the help of
Щитки производят также торможение корабля в атмосфере, причем сила торможения может меняться от минимальной, когда щитки сложены и находятся в положении 6 и 8, до максимальной, когда они полностью раскрыты и находятся в положении 7 и 9. Это свойство позволяет уменьшать величину максимальной перегрузки, действующей на корабль и экипаж, следующим образом. Перед входом в атмосферу щитки раскрывают на максимальный допустимый угол, в положение 7 и 9, т.е. угол, соответствующий максимальной площади поверхности торможения, при котором устойчивая стабилизация корабля еще сохраняется. При снижении система управления измеряет текущую величину перегрузки с помощью акселерометра. При нарастании перегрузки и достижении ею заданного значения А щитки плавно складывают, отклоняя вверх в положение 6 и 8 до достижения минимальной площади миделя корабля. Время сложения равно заранее заданной величине Т1. Далее выдерживают паузу в течение времени Т2, а затем вновь плавно раскрывают щитки до максимальной площади, в положение 7 и 9 в течение времени Т3. Величины A, T1, Т2, Т3 заранее, до полета, выбирают, моделируя процесс снижения на математической модели. Меняя эти параметры на модели, добиваются минимально возможного значения перегрузки. Эффект снижения перегрузки достигается из-за того, что в течение действия максимального скоростного напора воздуха площадь осевой проекции корабля, т.е. проекции, перпендикулярной направлению полета корабля, является наименьшей, и сила сопротивления, а с ней и пиковое значение перегрузки снижаются, хотя длительность действия этой сниженной перегрузки увеличивается, как показано на фиг. 2, график 13. Величины A, T1, Т2 и Т3 вводятся в программу контроллера и используются им в полете для выдачи команд на приводы щитков. Текущие значения перегрузки измеряются акселерометром, а времени - таймером.The shields also decelerate the ship in the atmosphere, and the braking force can vary from the minimum when the shields are folded and are in
Для оценки величины перегрузок при разных углах раскрытия щитков было проведено математическое моделирование процесса спуска при следующих исходных данных:To assess the magnitude of overloads at different angles of flaps opening, mathematical modeling of the descent process was carried out with the following initial data:
- траектория спуска - вертикальная;- descent trajectory - vertical;
- высота начала спуска - 110 км;- the height of the beginning of the descent - 110 km;
- площадь миделя корабля при сложенных щитках - 5 м2;- the area of the ship midship with folded flaps - 5 m 2 ;
- площадь осевой проекции полностью раскрытых щитков - 20 м2;- the area of the axial projection of the fully open flaps - 20 m 2 ;
- площадь миделя корабля при полностью раскрытых щитках - 25 м2;- the area of the ship midship with fully open flaps - 25 m 2 ;
- масса корабля при снижении - 2500 кг;- ship weight during descent - 2500 kg;
- зависимость плотности воздуха от высоты соответствует стандартной атмосфере;- the dependence of the air density on the altitude corresponds to the standard atmosphere;
- коэффициент сопротивления Сх=0,8.- resistance coefficient Cx = 0.8.
Для оценки площади щитков принято, что корабль имеет диаметр 2,5 м, высота боковой поверхности - 2,5 м, длина образующей конуса головного обтекателя - 3 м. При этом суммарная площадь щитков равна 30 м2, а с учетом их наклона и частичного взаимного затенения - 20 м2.To estimate the area of the flaps, it is assumed that the ship has a diameter of 2.5 m, the height of the lateral surface is 2.5 m, the length of the generatrix of the cone of the head fairing is 3 m. The total area of the flaps is 30 m 2 , and taking into account their inclination and partial mutual shading - 20 m 2 .
Для уменьшения взаимного затенения щитков в раскрытом состоянии, количество щитков в обеих группах одинаково, а щитки одной группы располагаются между щитками другой группы в проекции на направление полета.To reduce the mutual shading of the flaps in the open state, the number of flaps in both groups is the same, and the flaps of one group are located between the flaps of the other group in projection to the direction of flight.
Результаты расчетов приведены на фигуре 2, на которой показаны графики величины перегрузки, действующей на корабль в зависимости от времени спуска при трех положениях щитков. Кривая 11 (вариант 1) соответствует полностью закрытым щиткам (площадь миделя корабля 5 м2), кривая 12 (вариант 2) - полностью раскрытым и зафиксированным щиткам (площадь миделя корабля 25 м2), кривая 13 (вариант 3) - переменной площади щитков (площадь миделя уменьшается от 25 до 5 м2, а затем опять увеличивается до 25 м2).The calculation results are shown in figure 2, which shows the graphs of the magnitude of the overload acting on the ship depending on the descent time at three positions of the flaps. Curve 11 (option 1) corresponds to fully closed flaps (ship midship area 5 m 2 ), curve 12 (option 2) - to fully open and fixed flaps (ship midship area 25 m 2 ), curve 13 (option 3) - variable flap area (the area of the midsection decreases from 25 to 5 m 2 , and then increases again to 25 m 2 ).
Из графиков (фиг. 2) видно, что максимальная перегрузка в первом варианте равна 3,9 g, во втором варианте 3,3 g, в третьем - 2,3 g. Таким образом, предлагаемый способ позволяет снизить максимальное значение перегрузки более чем в два раза (если считать от «земного» уровня 1 g) в сравнении с вариантом неуправляемых при спуске щитков малой площади, т.е. с прототипом.From the graphs (Fig. 2) it can be seen that the maximum overload in the first version is 3.9 g, in the second version 3.3 g, in the third - 2.3 g. Thus, the proposed method allows to reduce the maximum overload value by more than two times (if we count from the "ground" level 1 g) in comparison with the option of uncontrollable flaps of a small area when descending, i.e. with a prototype.
По результатам моделирования выяснилось, что в случае с приведенными выше исходными данными щитки следует начинать складывать при перегрузке А=1,7 g, время сложения Т1=28 секунд. Вновь раскладывать щитки следует после паузы в течение времени Т2=13 секунд, время раскрытия щитков Т3=25 секунд. Максимальная перегрузка при этом составляет 2,3 g. В таблице на фиг. 3 приведены значения высоты, скорости, площади миделя и перегрузки в зависимости от времени от начала спуска.Based on the simulation results, it turned out that in the case of the above initial data, the flaps should begin to fold at overload A = 1.7 g, the addition time is T1 = 28 seconds. The flaps should be folded out again after a pause during the time T2 = 13 seconds, the opening time of the flaps is T3 = 25 seconds. The maximum overload is 2.3 g. In the table in FIG. 3 shows the values of altitude, speed, midship area and overload depending on the time from the start of the descent.
В случае, если для торможения использовать щитки только верхней группы, их следует начинать складывать при перегрузке А=2 g, время сложения Т1=20 секунд, пауза Т2=10 секунд, время раскрытия Т3=20 секунд. Максимальная перегрузка при этом составляет 2,7 g.If only the upper group flaps are used for braking, they should be folded at overload A = 2 g, the addition time is T1 = 20 seconds, the pause is T2 = 10 seconds, the opening time is T3 = 20 seconds. The maximum overload is 2.7 g.
Приведенные выше параметры управления щитками зависят от высоты начальной точки спуска, массы корабля, плотности воздуха по высотам. Эти параметры, выбранные на этапе математического моделирования, перед полетом должны быть введены в программу контроллера корабля.The above parameters for flap control depend on the altitude of the initial descent point, the mass of the ship, and the air density in altitude. These parameters, selected at the stage of mathematical modeling, must be entered into the program of the spacecraft controller before the flight.
Щитки в положении 7 и 9 производят также аэродинамическое управление кораблем при его движении по нисходящей траектории с целью приведения его в точку старта, или другую заданную точку посадки. Для этого по командам системы управления производится отклонение одного или нескольких щитков вверх на заданный угол с помощью привода. При этом обтекание корабля становится несимметричным, полная аэродинамическая сила отклоняется от вертикали в нужную сторону, что приводит к изменению траектории спуска в этом же направлении. Поскольку траектория подъема и спуска изначально выбирается близкой к вертикальной, кораблю для возврата к точке старта требуется сравнительно небольшая величина аэродинамического качества (0,1-0,3) для компенсации ветрового смещения и неточностей управления.Shields in
Описанным выше образом осуществляется аэродинамическое управление кораблем по осям тангажа и рыскания. Поскольку корабль является осесимметричным объектом, такого управления достаточно для приведения корабля в точку посадки.The aerodynamic control of the ship along the pitch and yaw axes is carried out in the manner described above. Since the ship is an axisymmetric object, this control is sufficient to bring the ship to the landing point.
На заключительном этапе посадки включается маршевый двигатель 3 и производится торможение корабля. При снижении скорости перед землей до практически нулевой, производится приземление на посадочные опоры 2. Ориентация корабля при этом осуществляется двигателями ориентации 4.At the final stage of landing, the
Поскольку в предлагаемом корабле щитки занимают всю площадь головного обтекателя и боковой поверхности, их суммарная площадь гораздо больше, чем в прототипе, что позволяет эффективно использовать их для управления перегрузкой.Since the flaps in the proposed ship occupy the entire area of the nose fairing and side surface, their total area is much larger than in the prototype, which makes it possible to effectively use them for congestion control.
Предлагаемый способ торможения суборбитального корабля позволяет существенно, более чем в 2 раза в сравнении с прототипом, снизить максимальную перегрузку при спуске.The proposed method of braking a suborbital vehicle allows significantly, more than 2 times in comparison with the prototype, to reduce the maximum overload during descent.
Основным назначением предлагаемого корабля является суборбитальный космический туризм. В процессе полета члены экипажа должны физически почувствовать особенности космического пространства, поэтому экипаж находится вне герметичной капсулы, непосредственно в открытом космическом пространстве, в скафандрах. Это позволяет дополнить восприятие полета ощущением космического вакуума, который проявляется в повышении жесткости и упругости скафандра, яркого солнечного света и перепадов температур на освещенной и теневой стороне скафандра. Состояние невесомости продолжается около 3 минут, за это время члены экипажа могут отстегнуться от кресла и плавать не только над креслом, но и на некотором расстоянии от корабля при условии, что они подготовлены к этому и соединены с кораблем с помощью фала.The main purpose of the proposed spacecraft is suborbital space tourism. During the flight, the crew members must physically feel the features of outer space, so the crew is outside the sealed capsule, directly in open space, in spacesuits. This makes it possible to supplement the perception of flight with the sensation of a space vacuum, which manifests itself in an increase in the rigidity and elasticity of the spacesuit, bright sunlight and temperature changes on the illuminated and shaded sides of the spacesuit. The state of weightlessness lasts about 3 minutes, during which time the crew members can unfasten from the seat and swim not only above the seat, but also at a certain distance from the ship, provided that they are prepared for this and connected to the ship with a halyard.
Другим назначением корабля является проведение высотных парашютных прыжков. В настоящее время достигнутая высота парашютного прыжка составляет 41,4 км (Алан Юстас, 25.10.2014 г.). Прыжок произведен с аэростата. Дальнейшее существенное увеличение высоты прыжка возможно только с помощью ракетных систем. Предлагаемый корабль позволяет расширить диапазон высот практически до 100 км. Спортсмен в скафандре с парашютом может покинуть корабль в любой точке траектории после окончания работы маршевого двигателя. Он может воспользоваться катапультным креслом или просто оттолкнуться от корабля ногами, и в течение действия невесомости удалиться от корабля на безопасное расстояние.Another purpose of the ship is to conduct high-altitude parachute jumps. Currently, the achieved skydiving height is 41.4 km (Alan Eustace, 10/25/2014). The jump was made from a balloon. A further significant increase in jump height is possible only with the help of rocket systems. The proposed ship allows you to expand the range of heights up to almost 100 km. An athlete in a spacesuit with a parachute can leave the ship at any point on the trajectory after the end of the propulsion engine. He can use the ejection seat or simply push off the ship with his feet, and during zero gravity move away from the ship to a safe distance.
Члены экипажа могут по своему выбору приземляться на парашюте или в корабле.Crew members may choose to land by parachute or in a ship.
При аварии корабля на старте, при посадке или в любой другой точке траектории экипаж может покинуть корабль с помощью катапультных кресел и приземлиться на индивидуальных парашютах.In the event of a ship accident at the start, during landing or at any other point of the trajectory, the crew can leave the ship using ejection seats and land on individual parachutes.
Для обеспечения перечисленных возможностей в предлагаемом корабле кресла экипажа выполнены катапультными, а щитки, образующие головной обтекатель, установлены над ними с зазором, обеспечивающим возможность катапультирования во всем диапазоне углов раскрытия этих щитков.To ensure the listed capabilities in the proposed ship, the crew seats are made ejection, and the flaps forming the head fairing are installed above them with a gap that provides the possibility of ejection in the entire range of opening angles of these flaps.
Практическая реализация предложенного корабля может основываться на применении отработанных и надежных основных агрегатов, применяемых в авиации и космонавтике: жидкостного ракетного двигателя многоразового запуска тягой 7-10 тонн, двигателей ориентации, системы управления, катапультных кресел К36 или их облегченных аналогов, скафандров «Сокол». Щитки могут быть изготовлены из дюралюминия или углепластика. Максимальная скорость корабля при снижении не превышает 1 км/с, поэтому тепловые нагрузки будут незначительными. Приводы каждой группы щитков могут быть электрическими, например, типа «винт-гайка» с вертикальным винтом на оси двигателя, и гайкой, шарнирно связанной штоками с каждым щитком. Такая конструкция обеспечивает синхронное и симметричное отклонение щитков. Для аэродинамического управления кораблем винт должен отклоняться от вертикали в двух взаимно-перпендикулярных направлениях.The practical implementation of the proposed spacecraft can be based on the use of proven and reliable main units used in aviation and astronautics: a reusable liquid rocket engine with a thrust of 7-10 tons, orientation engines, a control system, K36 ejection seats or their lightweight counterparts, Sokol spacesuits. Shields can be made of duralumin or carbon fiber. The maximum speed of the ship during descent does not exceed 1 km / s, so the heat loads will be insignificant. The drives for each group of shields can be electric, for example, of the "screw-nut" type with a vertical screw on the motor axis, and a nut pivotally connected by rods to each shield. This design provides synchronous and symmetrical deflection of the flaps. For aerodynamic control of the ship, the propeller must deviate from the vertical in two mutually perpendicular directions.
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020125750A RU2759358C1 (en) | 2020-07-28 | 2020-07-28 | Suborbital spacecraft and the method for its braking in the atmosphere |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020125750A RU2759358C1 (en) | 2020-07-28 | 2020-07-28 | Suborbital spacecraft and the method for its braking in the atmosphere |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2759358C1 true RU2759358C1 (en) | 2021-11-12 |
Family
ID=78607290
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2020125750A RU2759358C1 (en) | 2020-07-28 | 2020-07-28 | Suborbital spacecraft and the method for its braking in the atmosphere |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2759358C1 (en) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3118636A (en) * | 1959-01-08 | 1964-01-21 | Avco Mfg Corp | Space vehicle |
US5873549A (en) * | 1996-09-25 | 1999-02-23 | Mcdonnell Douglas Corporation | Vehicle rotation and control mechanism |
RU2213682C2 (en) * | 2001-12-29 | 2003-10-10 | Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" им. С.П.Королева" | Spacecraft for descent in atmosphere of planet and method of its descent (variants) |
US8408497B2 (en) * | 2009-02-24 | 2013-04-02 | Blue Origin, Llc | Launch vehicles with fixed and deployable deceleration surfaces, and/or shaped fuel tanks, and associated systems and methods |
RU2482030C2 (en) * | 2011-07-26 | 2013-05-20 | Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Государственный научно-производственный ракетно-космический центр "ЦСКБ-Прогресс" (ФГУП "ГНПРКЦ "ЦСКБ-Прогресс") | Carrier rocket |
-
2020
- 2020-07-28 RU RU2020125750A patent/RU2759358C1/en active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3118636A (en) * | 1959-01-08 | 1964-01-21 | Avco Mfg Corp | Space vehicle |
US5873549A (en) * | 1996-09-25 | 1999-02-23 | Mcdonnell Douglas Corporation | Vehicle rotation and control mechanism |
RU2213682C2 (en) * | 2001-12-29 | 2003-10-10 | Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" им. С.П.Королева" | Spacecraft for descent in atmosphere of planet and method of its descent (variants) |
US8408497B2 (en) * | 2009-02-24 | 2013-04-02 | Blue Origin, Llc | Launch vehicles with fixed and deployable deceleration surfaces, and/or shaped fuel tanks, and associated systems and methods |
RU2482030C2 (en) * | 2011-07-26 | 2013-05-20 | Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Государственный научно-производственный ракетно-космический центр "ЦСКБ-Прогресс" (ФГУП "ГНПРКЦ "ЦСКБ-Прогресс") | Carrier rocket |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9387929B2 (en) | Vertical takeoff and landing (“VTOL”) aircraft | |
US9878257B2 (en) | Aerial vehicles and methods of use | |
JP5508017B2 (en) | Aerodynamic and space flight airplanes and related maneuvering methods | |
US11485477B2 (en) | Flying apparatus | |
Anderson | Historical overview of V/STOL aircraft technology | |
EP3532375A1 (en) | Vertical take-off and landing aircraft and control method | |
US20190176981A1 (en) | Vertical Takeoff and Landing ("VTOL") Aircraft | |
US20060032970A1 (en) | Tall V/STOL aircraft | |
US5984229A (en) | Extremely short takeoff and landing of aircraft using multi-axis thrust vectoring | |
US20170008622A1 (en) | Aircraft | |
JP2002068095A (en) | Airship-shaped space craft | |
US11084567B2 (en) | Airplane with configuration changing in flight | |
CN111959824B (en) | Heavy reusable aerospace vehicle system with space-based emission | |
US20230406549A1 (en) | Uav system and method for simulation of reduced-gravity environments | |
WO2023155908A1 (en) | Aircraft and layout and operation method thereof | |
RU2759358C1 (en) | Suborbital spacecraft and the method for its braking in the atmosphere | |
Nagabhushan et al. | Thrust vector control of a V/STOL airship | |
WO2015191747A1 (en) | Aerial vehicles and methods of use | |
RU2730300C2 (en) | Device for mass delivery of tourists to stratosphere and subsequent return to ground | |
Nagabhushan et al. | Thrust-vectored takeoff, landing, and ground handling of an airship | |
WO2021118401A1 (en) | Device for the high-speed intercontinental transportation of passengers | |
Ward et al. | Control Authority of a Single-Surface Parafoil with Bleed-Air Spoilers | |
EP4279383A1 (en) | Convertible aircraft capable of hovering | |
Barzda | Rotors for recovery. | |
Zhandildinova et al. | Ummanned aerial vehicle control with a wing circulation system |