RU2771868C1 - System for separating rocket stages - Google Patents

System for separating rocket stages Download PDF

Info

Publication number
RU2771868C1
RU2771868C1 RU2021106494A RU2021106494A RU2771868C1 RU 2771868 C1 RU2771868 C1 RU 2771868C1 RU 2021106494 A RU2021106494 A RU 2021106494A RU 2021106494 A RU2021106494 A RU 2021106494A RU 2771868 C1 RU2771868 C1 RU 2771868C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
movable frame
frame
frames
guides
end position
Prior art date
Application number
RU2021106494A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Сергеевич Стрельников
Original Assignee
Акционерное Общество "Государственное Машиностроительное Конструкторское Бюро "Радуга" Имени А.Я. Березняка"
Filing date
Publication date
Application filed by Акционерное Общество "Государственное Машиностроительное Конструкторское Бюро "Радуга" Имени А.Я. Березняка" filed Critical Акционерное Общество "Государственное Машиностроительное Конструкторское Бюро "Радуга" Имени А.Я. Березняка"
Application granted granted Critical
Publication of RU2771868C1 publication Critical patent/RU2771868C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: rocket engineering.
SUBSTANCE: invention relates to the field of rocket engineering, more specifically, to systems for releasing or separating objects of an aerial vehicle. System for separating rocket stages includes attachment fittings for frames of the separated structures, mounting surfaces made in the end planes of the frames, explosive units for releasing the attachment fittings, and a compartment pusher. The attachment fittings for the frames comprise thrust flanges made on the frame of one of the separated structures and locking levers made on the frame of the other one of the separated structures, installed on the axes of rotation. Also provided is a movable frame installed on guides through the windows made in the movable frame, configured to be moved along the guides, locks for the final position of the movable frame, rods connecting the movable frame with opposing parts of the locking levers. The locks for the final position of the movable frame are made on the guides in the form of deformable locking cones blocking the movable frame when the frame is moved to the end position. The thrust flanges and thrust ends of the locking levers are made at an angle to the mounting plane of the frames.
EFFECT: structural simplification.
1 cl, 6 dwg

Description

Изобретение относится к системам сброса или отделения объектов, преимущественно ступеней ракет, отсеков, обтекателей, защитных экранов и полезных нагрузок, от несущих конструкций летательного аппарата на любых участках траектории полета и может быть использовано в области авиационной и ракетной техники.The invention relates to systems for dropping or separating objects, mainly rocket stages, compartments, fairings, protective screens and payloads, from the supporting structures of an aircraft in any part of the flight path and can be used in the field of aviation and rocketry.

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является система разделения элементов конструкции - патент RU 2724337, содержащая силовые узлы крепления шпангоутов разделяемых конструкций, привалочные поверхности, выполненные в торцевых плоскостях шпангоутов, пироузлы расфиксации силовых узлов крепления и толкатель отделения, силовые узлы крепления шпангоутов содержат выполненные на шпангоуте одной из разделяемых конструкций упорные полки, распределенные по периферии шпангоута, и выполненные на шпангоуте другой из разделяемых конструкций фиксирующие рычаги, установленные на осях поворота, с возможностью упора при вращении на осях поворота одного из концов фиксирующего рычага на упорные полки шпангоута противоположной отделяемой части конструкции, а также подвижную раму, снабженную плавающими сферическими подшипниками скольжения, установленную на направляющих через отверстия внутренних колец плавающих сферических подшипников скольжения, с возможностью перемещения по направляющим, в направлении перпендикулярном привалочной плоскости шпангоутов, расположенные на подвижной раме подпружиненные фиксаторы конечного положения, выполненные в виде качалок, установленных на осях поворота, с возможностью упора при вращении на осях поворота края качалки в выступ на шпангоуте, при перемещении подвижной рамы в крайнее положение, тяги, соединяющие подвижную раму с противоположными частями фиксирующих рычагов, выполненные с возможностью регулирования их длины, гайку с затяжным болтом, с упором головки затяжного болта в подвижную раму, и прижатием шпангоутов по привалочным поверхностям при перемещении подвижной рамы в процессе затяжки болта, при этом в теле болта выполнена кольцевая канавка с конической боковой стенкой, расположенной со стороны, противоположной направлению затяжки болта, упорная часть головки затяжного болта выполнена в виде отдельных сухариков, частично погруженных в канавку тела затяжного болта, имеющих форму погруженной части, идентичную форме канавки тела затяжного болта, и цилиндрического сдвигаемого подпружиненного поршня, размещенного над отдельными сухариками, а сам пироузел расфиксации силовых узлов крепления выполнен в виде пневмоцилиндра со сдвигаемым относительно тела затяжного болта корпусом, закрепленным на подвижной раме и охватывающим сдвигаемый подпружиненный поршень.The closest technical solution, chosen as a prototype, is a system for separating structural elements - patent RU 2724337, containing power attachment points for frames of separable structures, mating surfaces made in the end planes of frames, pyrounits for releasing power attachment points and a separation pusher, power attachment points for frames contain thrust shelves made on the frame of one of the separable structures, distributed along the periphery of the frame, and locking levers made on the frame of another of the separable structures, mounted on the axes of rotation, with the possibility of a stop during rotation on the axes of rotation of one of the ends of the locking lever on the thrust shelves of the frame of the opposite detachable part of the structure, as well as a movable frame equipped with floating spherical plain bearings, mounted on guides through the holes of the inner rings of the floating spherical plain bearings, with the possibility of movement along the guides, in the direction perpendicular to the mating plane of the frames, spring-loaded end position locks located on the movable frame, made in the form of rocking chairs mounted on the axes of rotation, with the possibility of stopping during rotation on the axes of rotation of the edge of the rocking chair into a ledge on the frame, when moving the movable frame to the extreme position, rods connecting the movable frame with the opposite parts of the locking levers, made with the possibility of adjusting their length, a nut with a tightening bolt, with the head of the tightening bolt resting against the movable frame, and pressing the frames along the mating surfaces when the movable frame moves in the process of tightening the bolt, with In this case, an annular groove is made in the bolt body with a conical side wall located on the side opposite to the bolt tightening direction; between the groove of the draw bolt body and the cylindrical shiftable spring-loaded piston located above the individual crackers, and the pyro-assembly for releasing the power fasteners is made in the form of a pneumatic cylinder with a body shifted relative to the draw bolt body, fixed on the movable frame and enclosing the shifted spring-loaded piston.

Общими существенными признаками прототипа - системы разделения элементов конструкции, совпадающими с существенными признаками предлагаемого устройства являются следующие: стык содержит силовые узлы крепления шпангоутов разделяемых конструкций, привалочные поверхности, выполненные в торцевых плоскостях шпангоутов, пироузлы расфиксации силовых узлов крепления и толкатель отделения, при этом силовые узлы крепления шпангоутов содержат выполненные на шпангоуте одной из разделяемых конструкций упорные полки, распределенные по периферии шпангоута, и выполненные на шпангоуте другой из разделяемых конструкций фиксирующие рычаги, установленные на осях поворота, с возможностью упора при вращении на осях поворота одного из концов фиксирующего рычага на упорные полки шпангоута противоположной отделяемой части конструкции, а также подвижную раму, установленную на направляющих через выполненные в подвижной раме окна, с возможностью перемещения по направляющим, в направлении перпендикулярном привалочной плоскости шпангоутов, фиксаторы конечного положения подвижной рамы, тяги, соединяющие подвижную раму с противоположными частями фиксирующих рычагов.The common essential features of the prototype - a system for separating structural elements, coinciding with the essential features of the proposed device are the following: the joint contains power attachment points for frames of separated structures, mating surfaces made in the end planes of the frames, pyrounits for releasing power attachment points and a detachment pusher, while power nodes frame fastenings contain thrust shelves made on the frame of one of the separable structures, distributed along the periphery of the frame, and locking levers made on the frame of the other of the separable structures, mounted on the axes of rotation, with the possibility of stopping during rotation on the axes of rotation of one of the ends of the locking lever on the thrust shelves of the frame of the opposite detachable part of the structure, as well as a movable frame mounted on guides through windows made in the movable frame, with the possibility of moving along the guides, in the direction perpendicular to the mating th plane of the frames, locks of the end position of the movable frame, rods connecting the movable frame with the opposite parts of the locking levers.

Особенностью известного стыка - прототипа является сложность конструкции и сборки фиксаторов конечного положения подвижной рамы, детали которых занимают внутреннее пространство изделия и увеличивают его массу, а упор фиксирующих рычагов на упорные полки в плоскости, параллельной привалочной плоскости шпангоутов, не обеспечивает надежную фиксацию одного шпангоута относительно другого в направлении, параллельном привалочной плоскости шпангоутов, в условиях вибронагружения.A feature of the known prototype joint is the complexity of the design and assembly of the end position of the movable frame, the details of which occupy the internal space of the product and increase its mass, and the emphasis of the locking levers on the thrust shelves in a plane parallel to the mating plane of the frames does not provide reliable fixation of one frame relative to the other in the direction parallel to the mating plane of the frames, under vibration loading conditions.

Предлагаемым изобретением - системой разделения ступеней ракеты, решаются задачи по упрощению конструкции и сборки, повышению надежности изделия в целом, уменьшению массы и габаритов.The proposed invention - a rocket stage separation system - solves the problems of simplifying the design and assembly, increasing the reliability of the product as a whole, and reducing the weight and dimensions.

Для достижения названного технического результата в системе разделения ступеней ракеты имеются: силовые узлы крепления шпангоутов разделяемых конструкций, привалочные поверхности, выполненные в торцевых плоскостях шпангоутов, пироузлы расфиксации силовых узлов крепления и толкатель отделения, при этом силовые узлы крепления шпангоутов содержат выполненные на шпангоуте одной из разделяемых конструкций упорные полки, распределенные по периферии шпангоута, и выполненные на шпангоуте другой из разделяемых конструкций фиксирующие рычаги, установленные на осях поворота, с возможностью упора при вращении на осях поворота одного из концов фиксирующего рычага на упорные полки шпангоута противоположной отделяемой части конструкции, а также подвижную раму, установленную на направляющих через выполненные в подвижной раме окна, с возможностью перемещения по направляющим, в направлении перпендикулярном привалочной плоскости шпангоутов, фиксаторы конечного положения подвижной рамы, тяги, соединяющие подвижную раму с противоположными частями фиксирующих рычагов, при этом фиксаторы конечного положения подвижной рамы выполнены на направляющих в виде деформируемых фиксирующих конусов, заклинивающих подвижную раму при ее перемещении в конечное положение, а упорные полки и упорные концы фиксирующих рычагов выполнены под углом к привалочной плоскости шпангоутов.To achieve the above technical result in the rocket stage separation system, there are: power attachment points for frames of separated structures, mating surfaces made in the end planes of the frames, pyrounits for releasing power attachment points and a separation pusher, while the power attachment points of the frames contain one of the divided structures made on the frame structures, thrust flanges distributed along the periphery of the frame, and made on the frame of another of the separable structures, locking levers mounted on the axes of rotation, with the possibility of a stop during rotation on the axes of rotation of one of the ends of the locking lever on the thrust flanges of the frame of the opposite detachable part of the structure, as well as a movable a frame mounted on guides through windows made in the movable frame, with the possibility of moving along the guides, in the direction perpendicular to the mating plane of the frames, locks for the final position of the movable frame, rods connecting a movable frame with opposite parts of the locking levers, while the end position locks of the movable frame are made on the guides in the form of deformable locking cones that jam the movable frame when it moves to the final position, and the thrust shelves and the thrust ends of the locking levers are made at an angle to the mating plane of the frames.

Отличительным признаком предлагаемой системы разделения ступеней ракеты является то, что фиксаторы конечного положения подвижной рамы выполнены на направляющих в виде деформируемых фиксирующих конусов, заклинивающих подвижную раму при ее перемещении в конечное положение, а упорные полки и упорные концы фиксирующих рычагов выполнены под углом к привалочной плоскости шпангоутов.A distinctive feature of the proposed rocket stage separation system is that the end position locks of the movable frame are made on guides in the form of deformable locking cones that jam the movable frame when it moves to the final position, and the thrust shelves and thrust ends of the locking levers are made at an angle to the mating plane of the frames .

Благодаря наличию данных отличительных признаков в совокупности с известными достигается следующее: обеспечивается упрощение конструкции и сборки, повышение надежности изделия в целом, уменьшение массы и габаритов.Due to the presence of these distinguishing features in combination with the known ones, the following is achieved: the design and assembly are simplified, the reliability of the product as a whole is increased, and the weight and dimensions are reduced.

Данное техническое решение может найти применение в качестве узла стыковки ступеней ракет, отсеков, обтекателей, защитных экранов и полезных нагрузок, которые необходимо отделить во время полета.This technical solution can be used as a docking unit for rocket stages, compartments, fairings, protective screens and payloads that need to be separated during the flight.

Изобретение поясняется фиг. 1…6.The invention is illustrated in FIG. 1…6.

На фиг. 1 представлен вид сзади на систему разделения ступеней ракеты.In FIG. 1 is a rear view of the rocket stage separation system.

На фиг. 2, сечение А-А (фиг. 1), представлена система разделения ступеней ракеты в положении удержания.In FIG. 2, section A-A (Fig. 1), the rocket stage separation system is shown in the hold position.

На фиг. 3, сечение А-А (фиг. 1), представлена система разделения ступеней ракеты в расфиксированном положении.In FIG. 3, section A-A (Fig. 1), the rocket stage separation system is shown in the unlocked position.

На фиг. 4, сечение Б-Б (фиг. 1), представлен упор фиксирующего рычага на упорную полку шпангоута под углом α°.In FIG. 4, section B-B (Fig. 1), shows the stop of the locking lever on the thrust shelf of the frame at an angle α°.

На фиг. 5, выносной элемент В (фиг. 2), представлен фиксатор конечного положения подвижной рамы.In FIG. 5, remote element B (Fig. 2), shows the lock of the end position of the movable frame.

На фиг. 6, выносной элемент В (фиг. 3), представлен фиксатор конечного положения подвижной рамы в деформированном состоянии.In FIG. Fig. 6, remote element B (Fig. 3), shows the end position lock of the movable frame in the deformed state.

Система разделения ступеней ракеты, изображенная на фиг. 1…6 содержит силовые узлы крепления шпангоутов 1 (фиг. 2, 3, 4) и 2 (фиг. 2, 3, 4, 5, 6) разделяемых конструкций, привалочные поверхности 3 (фиг. 2, 3, 4), выполненные в торцевых плоскостях шпангоутов 1 и 2, пироузлы расфиксации 4 (фиг. 1, 2, 3) силовых узлов крепления и толкатель отделения 5 (фиг. 1), при этом силовые узлы крепления шпангоутов 1 и 2 содержат выполненные на шпангоуте 1 одной из разделяемых конструкций упорные полки 6 (фиг. 4), распределенные по периферии шпангоута 1, и выполненные на шпангоуте 2 другой из разделяемых конструкций фиксирующие рычаги 7 (фиг. 4), установленные на осях поворота 8 (фиг. 4), с возможностью упора при вращении на осях поворота 8 одного из концов фиксирующего рычага 7 на упорную полку 6 шпангоута 1 противоположной отделяемой части конструкции, а также подвижную раму 9 (фиг. 1, 2, 3, 4, 5, 6), установленную на направляющих 10 (фиг. 1, 2, 3, 5, 6) через выполненные в подвижной раме 9 окна 11 (фиг. 5, 6), с возможностью перемещения по направляющим 10, в направлении перпендикулярном привалочной плоскости 3 шпангоутов 1 и 2, фиксаторы конечного положения 12 (фиг. 5, 6) подвижной рамы 9, тяги 13 (фиг. 4), соединяющие подвижную раму 9 с противоположными частями фиксирующих рычагов 7, при этом фиксаторы конечного положения 12 подвижной рамы 9 выполнены на направляющих 10 в виде деформируемых фиксирующих конусов, заклинивающих подвижную раму 9 при ее перемещении в конечное положение, а упорные полки 6 и упорные концы 14 (фиг. 4) фиксирующих рычагов 7 выполнены под углом α° (фиг. 4) к привалочной плоскости 3 шпангоутов 1 и 2.The rocket stage separation system shown in Fig. 1 ... 6 contains power attachment points of frames 1 (Fig. 2, 3, 4) and 2 (Fig. 2, 3, 4, 5, 6) of separable structures, mating surfaces 3 (Fig. 2, 3, 4), made in the end planes of the frames 1 and 2, the pyrounits of the release 4 (Fig. 1, 2, 3) of the power attachment points and the compartment pusher 5 (Fig. 1), while the power attachment points of the frames 1 and 2 contain one of the separable ones made on the frame 1 structures, thrust shelves 6 (Fig. 4) distributed along the periphery of the frame 1, and made on the frame 2 of another of the separable structures, locking levers 7 (Fig. 4) mounted on the axes of rotation 8 (Fig. 4), with the possibility of a stop during rotation on the axes of rotation 8 of one of the ends of the locking lever 7 on the thrust shelf 6 of the frame 1 of the opposite detachable part of the structure, as well as the movable frame 9 (Fig. 1, 2, 3, 4, 5, 6) mounted on the guides 10 (Fig. 1 , 2, 3, 5, 6) through the windows 11 made in the movable frame 9 (Fig. 5, 6), with the possibility of moving along the guides 10, in the direction perpendicular to the mating plane 3 of frames 1 and 2, end position locks 12 (Fig. 5, 6) of the movable frame 9, rods 13 (Fig. 4), connecting the movable frame 9 with the opposite parts of the locking levers 7, while the end position locks 12 of the movable frame 9 are made on the guides 10 in the form of deformable locking cones that jam the movable frame 9 when it is moved to the final position, and the thrust shelves 6 and thrust ends 14 (Fig. 4) of the locking levers 7 are made at an angle α° (Fig. 4) to the mating plane 3 of the frames 1 and 2.

Система разделения ступеней ракеты работает следующим образом: при подаче электрического сигнала в пироузлах расфиксации 4 возникает избыточное давление, при котором обеспечивается перемещение подвижной рамы 9 по направляющим 10, при этом подвижная рама 9 через тяги 13 поворачивает фиксирующие рычаги 7, тем самым высвобождая шпангоуты 1 и 2 из зацепления. В конечном положении окна 11, выполненные в подвижной раме 9, совмещаются с фиксаторами конечного положения 12, выполненными на направляющих 10 в виде деформируемых фиксирующих конусов, что приводит к заклиниванию подвижной рамы 9, после чего срабатывает толкатель отделения 5, который уносит шпангоуты 1 и 2 друг от друга.The rocket stage separation system works as follows: when an electrical signal is applied to the release pyrounits 4, excess pressure occurs, which ensures the movement of the movable frame 9 along the guides 10, while the movable frame 9 rotates the locking levers 7 through the rods 13, thereby releasing the frames 1 and 2 out of engagement. In the final position, the windows 11, made in the movable frame 9, are combined with the end position latches 12, made on the guides 10 in the form of deformable locking cones, which leads to jamming of the movable frame 9, after which the separation pusher 5 is triggered, which takes away the frames 1 and 2 from each other.

Claims (1)

Система разделения ступеней ракеты, включающая силовые узлы крепления шпангоутов разделяемых конструкций, привалочные поверхности, выполненные в торцевых плоскостях шпангоутов, пироузлы расфиксации силовых узлов крепления и толкатель отделения, при этом силовые узлы крепления шпангоутов содержат выполненные на шпангоуте одной из разделяемых конструкций упорные полки, распределенные по периферии шпангоута, и выполненные на шпангоуте другой из разделяемых конструкций фиксирующие рычаги, установленные на осях поворота, с возможностью упора при вращении на осях поворота одного из концов фиксирующего рычага на упорные полки шпангоута противоположной отделяемой части конструкции, а также подвижную раму, установленную на направляющих через выполненные в подвижной раме окна с возможностью перемещения по направляющим в направлении, перпендикулярном привалочной плоскости шпангоутов, фиксаторы конечного положения подвижной рамы, тяги, соединяющие подвижную раму с противоположными частями фиксирующих рычагов, отличающаяся тем, что фиксаторы конечного положения подвижной рамы выполнены на направляющих в виде деформируемых фиксирующих конусов, заклинивающих подвижную раму при ее перемещении в конечное положение, а упорные полки и упорные концы фиксирующих рычагов выполнены под углом к привалочной плоскости шпангоутов.Rocket stage separation system, including power attachment points of frames of separable structures, mating surfaces made in the end planes of the frames, pyrounits for unlocking power attachment points and a detachment pusher, while the power attachment points of the frames contain thrust shelves made on the frame of one of the structures to be separated, distributed along the periphery of the frame, and made on the frame of another of the separable structures, the locking levers mounted on the axes of rotation, with the possibility of stopping during rotation on the axes of rotation of one of the ends of the locking lever on the thrust flanges of the frame of the opposite detachable part of the structure, as well as a movable frame mounted on guides through made in the movable frame of the window with the ability to move along the guides in the direction perpendicular to the mating plane of the frames, the latches of the end position of the movable frame, the rods connecting the movable frame with the opposite parts of the fixing movable frame end position locks, characterized in that the end position locks of the movable frame are made on the guides in the form of deformable locking cones that jam the movable frame when it moves to the end position, and the stop shelves and the stop ends of the fixing levers are made at an angle to the mating plane of the frames.
RU2021106494A 2021-03-12 System for separating rocket stages RU2771868C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2771868C1 true RU2771868C1 (en) 2022-05-13

Family

ID=

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5370343A (en) * 1993-03-04 1994-12-06 General Dynamics Corporation Space Systems Division Arrangement for attachment and quick disconnect and jettison of rocket booster from space vehicle
RU2577157C2 (en) * 2013-04-29 2016-03-10 Акционерное общество "Информационные спутниковые системы" имени академика М.Ф. Решетнёва" Separation system
RU2724337C1 (en) * 2019-09-03 2020-06-23 Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство обороны Российской Федерации System for separation of structural elements

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5370343A (en) * 1993-03-04 1994-12-06 General Dynamics Corporation Space Systems Division Arrangement for attachment and quick disconnect and jettison of rocket booster from space vehicle
RU2577157C2 (en) * 2013-04-29 2016-03-10 Акционерное общество "Информационные спутниковые системы" имени академика М.Ф. Решетнёва" Separation system
RU2724337C1 (en) * 2019-09-03 2020-06-23 Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство обороны Российской Федерации System for separation of structural elements

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5620209B2 (en) Restraint and release device
RU2724337C1 (en) System for separation of structural elements
KR102105220B1 (en) Blow down actuator assembly
US3608848A (en) Docking mechanism
JP6419724B2 (en) Tank holding device in aircraft
JP6499974B2 (en) Tank holding device in aircraft
US11505318B2 (en) Container retention and release apparatus having integral swaybrace and retention features
RU2771868C1 (en) System for separating rocket stages
US11352144B2 (en) Two-piece center frame assembly
RU2763222C1 (en) Method for manufacturing the rocket stage separation system
US20020164204A1 (en) Universal spacecraft separation node
RU205848U1 (en) Rocket stage separation unit
CN113184228B (en) Rotary space locking and releasing device
CN113353235B (en) Mechanism capable of realizing locking and separation between combined aircrafts and working method
RU2754611C1 (en) Hydrodynamic system of separation of structural elements
US11767096B2 (en) Systems and methods for indicating release of a canopy of an aircraft
RU2111905C1 (en) Device for separation of rocket stage and separable space vehicle
US6135391A (en) Retention system for a detachable spacecraft capsule mounted on a spacecraft
US2926638A (en) Thruster with by-pass
US6203237B1 (en) Apparatus for releasably connecting first and second structures together
RU2628282C1 (en) Docking unit of detachable objects of aircrafts
RU2763219C1 (en) Method for manufacturing a system of separation of structural elements
US4864910A (en) Double swivel toggle release
RU2651780C1 (en) Aircraft compartment separation system
RU2755424C1 (en) Rocket compartment separation unit