RU2818924C1 - Returnable upper stage of two-stage carrier rocket and method of its landing - Google Patents

Returnable upper stage of two-stage carrier rocket and method of its landing Download PDF

Info

Publication number
RU2818924C1
RU2818924C1 RU2023113726A RU2023113726A RU2818924C1 RU 2818924 C1 RU2818924 C1 RU 2818924C1 RU 2023113726 A RU2023113726 A RU 2023113726A RU 2023113726 A RU2023113726 A RU 2023113726A RU 2818924 C1 RU2818924 C1 RU 2818924C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
stage
tail
landing
flaps
main rotor
Prior art date
Application number
RU2023113726A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Фёдорович Петрищев
Original Assignee
Владимир Фёдорович Петрищев
Filing date
Publication date
Application filed by Владимир Фёдорович Петрищев filed Critical Владимир Фёдорович Петрищев
Application granted granted Critical
Publication of RU2818924C1 publication Critical patent/RU2818924C1/en

Links

Abstract

FIELD: rocketry; space engineering.
SUBSTANCE: two-stage carrier rocket return upper stage under detachable payload adapter comprises rotor assembly, which provides controlled movement along trajectory of descent from orbit "as per helicopter" in mode of autorotation and bringing of stage to specified area of landing. Rotor blades are laid along the stage body before launching. On stage tail compartment before launching carrier rocket there are four rotary flaps of tail fairing, equipped with longitudinal and transverse power set and controlled pneumatic rod and laid before launching carrier rocket outside along the body of its lower stage. After output of braking pulse of de-orbit, rotor blades are released and their output into working position due to incoming air flow, connection of tail fairing flaps to form a single tail fairing structure and transfer of rotor to autorotation mode and oriented position of stage relative to direction of incoming air flow.
EFFECT: reliable drive of the stage to the specified area.
7 cl, 2 dwg

Description

Область техникиTechnical field

Изобретение относится к области ракетной и космической техники и может найти применение при создании возвращаемых ступеней полностью многоразовых ракет-носителей космического назначения.The invention relates to the field of rocket and space technology and can be used in the creation of return stages of fully reusable space launch vehicles.

Уровень техникиState of the art

Известен проект двухступенчатой баллистической многоразовой транспортной космической системы (БМТКС) (RU2485025 С1), принимаемой за аналог, предназначенной для выведения на орбиту искусственного спутника Земли космических аппаратов различного назначения, двухступенчатая БМТКС содержит ракетные ступени с баками горючего и баками окислителя - кислорода, маршевые двигательные установки (ДУ) и ДУ стабилизации и ориентации, первую ступень цилиндрической формы, снабженную хвостовым отсеком, переходником и обтекателем, в качестве горючего маршевых ДУ использован водород, баки обеих ступеней системы выполнены несущими с совмещенными днищами, а вторая ступень выполнена в виде усеченного конуса со сферическими днищами, снабжена теплозащитой, обе ступени снабжены посадочными опорами. Известно, что баллистический спуск сопровождается большими перегрузками, большими тепловыми потоками на конструкцию. К тому же имеет место низкая точность приземления. Достоинством проекта является отработанность в наше время устройств с баллистическим спуском с орбиты. Недостатком проекта является большая относительная масса теплозащиты второй ступени, покрывающей всю ее боковую поверхность и оба днища, что позволяет полагать, что данный проект применим лишь к ракетам-носителям сверхлегкого класса. Однако выигрыш от применения таких многоразовых ракет-носителей представляется сомнительным.There is a known project of a two-stage ballistic reusable transport space system (BMTKS) (RU2485025 C1), taken as an analogue, intended for launching into orbit an artificial Earth satellite of spacecraft for various purposes, the two-stage BMTKS contains rocket stages with fuel tanks and oxidizer tanks - oxygen, sustainer propulsion systems (PS) and stabilization and orientation propulsion systems, the first stage is cylindrical in shape, equipped with a tail section, an adapter and a fairing, hydrogen is used as fuel for propulsion systems, the tanks of both stages of the system are load-bearing with combined bottoms, and the second stage is made in the form of a truncated cone with spherical bottoms, equipped with thermal protection, both stages are equipped with landing supports. It is known that ballistic descent is accompanied by large overloads and large heat flows to the structure. In addition, there is low landing accuracy. The advantage of the project is that devices with ballistic descent from orbit have been developed in our time. The disadvantage of the project is the large relative mass of the second stage thermal protection, covering its entire side surface and both bottoms, which suggests that this project is applicable only to ultra-light class launch vehicles. However, the benefits from the use of such reusable launch vehicles seem doubtful.

Известен проект частной компании США "SpaceX" (Выступление Илона Маска на 68-м международном астронавтическом конгрессе 29.09.2017) многоразового космического корабля "Starship", принимаемого за прототип, являющегося верхней ступенью полностью многоразовой двухступенчатой ракеты-носителя сверхтяжелого класса «Super Heavy». Ступень имеет диаметр 9 м, длину 50 м с заостренной носовой частью, снабжена верхними и нижними аэродинамическими поверхностями для управления при спуске с орбиты в атмосфере Земли. Теплозащитные плитки покрывает с наветренной стороны всю ступень, ее носовую часть и аэродинамические поверхности. Посадка осуществляется с использованием ракетных двигателей. Ступень предназначена для посадки на поверхность Земли, Луны и Марса. Достоинство проекта состоит в том, что благодаря большому диаметру ступени для посадки ей достаточно специально выдвигаемых опор.The well-known project of the US private company "SpaceX" (Speech by Elon Musk at the 68th International Astronautical Congress on September 29, 2017) of the reusable spacecraft "Starship", taken as a prototype, is the upper stage of a fully reusable two-stage launch vehicle of the super-heavy class "Super Heavy". The stage has a diameter of 9 m, a length of 50 m with a pointed nose, and is equipped with upper and lower aerodynamic surfaces for control during descent from orbit in the Earth's atmosphere. Thermal protection tiles cover the windward side of the entire stage, its nose and aerodynamic surfaces. Landing is carried out using rocket engines. The stage is designed for landing on the surface of the Earth, Moon and Mars. The advantage of the project is that, due to the large diameter of the step, specially extended supports are sufficient for landing.

Таким образом, известные технические решения являются непригодными для создания возвращаемой верхней ступени двухступенчатой ракеты-носителя легкого и среднего класса и способа ее посадки.Thus, the known technical solutions are unsuitable for creating a returnable upper stage of a two-stage light and medium class launch vehicle and a method for landing it.

Причиной, препятствующей решению технической проблемы создания возвращаемой верхней ступени двухступенчатой ракеты-носителя легкого и среднего класса и способа ее посадки, является отсутствие до настоящего времени проектов возвращаемой верхней ступени и способов ее посадки, обеспечивающих необходимую надежность приведения ступени в заданный район и пригодных для реализации, стоимость которой была бы экономически оправдана.The reason preventing the solution of the technical problem of creating a returnable upper stage of a two-stage light and medium-class launch vehicle and a method for landing it is the absence to date of projects for a returnable upper stage and methods for landing it that would ensure the necessary reliability of bringing the stage to a given area and suitable for implementation, the cost of which would be economically justified.

Раскрытие сущности изобретенияDisclosure of the invention

Предлагается конструкция возвращаемой верхней ступени двухступенчатой ракеты-носителя легкого и среднего класса и способ ее посадки, полученные в результате применения узла несущего винта для управляемого движения по траектории спуска с орбиты «по-вертолетному» в режиме авторотации и приведения ступени в заданный район приземления, применения четырех створчатого хвостового обтекателя ступени для его защиты от действия тепловых и механических нагрузок при движении ступени по траектории спуска и использования створок хвостового обтекателя в качестве посадочных опор при приземлении ступени.The design of the return upper stage of a two-stage light and medium-class launch vehicle and a method for its landing are proposed, obtained as a result of the use of a main rotor assembly for controlled movement along the trajectory of descent from orbit “like a helicopter” in autorotation mode and bringing the stage to a given landing area, application four-flap tail fairing of the stage to protect it from thermal and mechanical loads when the stage moves along the descent path and use the tail fairing flaps as landing supports when landing the stage.

а. Предлагается конструкция возвращаемой верхней ступени двухступенчатой ракеты-носителя, содержащая цилиндрический корпус с тандемно расположенными несущими баками окислителя и горючего в средней части, отделяемый адаптер полезной нагрузки ферменной конструкции, установленный на верхнем шпангоуте передней обечайки, хвостовой отсек с расположенным в нем метановым маршевым жидкостным ракетным двигателем (ЖРД) в двухстепенном кардановом подвесе с дросселированием тяги. Ступень снабжена системами ориентации, навигации и управления движением с рулевыми реактивными двигателями ориентации. Под отделяемым адаптером полезной нагрузки установлен узел несущего винта, который обеспечивает управляемое движение по траектории спуска с орбиты «по-вертолетному» в режиме авторотации и приведение ступени в заданный район приземления. На хвостовом отсеке ступени перед стартом ракеты-носителя установлены четыре поворотные створки хвостового обтекателя, обеспечивающие надежную защиту хвостового отсека от тепловых и механических нагрузок при движении ступени с гиперзвуковой скоростью по траектории спуска хвостовой частью по направлению вектора скорости движения. После прохождения плотных слоев атмосферы и раскрытия створки хвостового обтекателя используются в качестве посадочных опор при приземлении. Силовой набор баков, межбакового пространства и обечаек корпуса ступени изготовлен из стали, покрытой снаружи керамической обшивкой с промежуточными слоями теплоизоляции из титановой фольги. Для охлаждения при работе узла несущего винта холодным газом из верхнего бака с жидким кислородом используются управляемые клапаны.A. A design is proposed for the returnable upper stage of a two-stage launch vehicle, containing a cylindrical body with tandemly located load-bearing oxidizer and fuel tanks in the middle part, a detachable payload adapter of a truss structure installed on the upper frame of the front shell, a tail compartment with a methane propulsion liquid rocket engine located in it (LPRE) in a two-stage gimbal suspension with thrust throttling. The stage is equipped with orientation, navigation and motion control systems with steering thrusters. A main rotor assembly is installed under the detachable payload adapter, which ensures controlled movement along the trajectory of descent from orbit “like a helicopter” in autorotation mode and bringing the stage to a given landing area. Before the launch of the launch vehicle, four rotating tail fairing flaps are installed on the tail section of the stage, providing reliable protection of the tail section from thermal and mechanical loads when the stage moves at hypersonic speed along the descent trajectory with the tail section in the direction of the velocity vector. After passing through the dense layers of the atmosphere and opening, the tail fairing flaps are used as landing supports during landing. The power set of tanks, inter-tank space and shells of the stage body is made of steel, coated on the outside with ceramic lining with intermediate layers of thermal insulation made of titanium foil. Controlled valves are used to cool the main rotor assembly with cold gas from the upper liquid oxygen tank.

b. Узел несущего винта состоит из установленной на основание неподвижной силовой трубы, в которой закреплена вращающаяся труба с закрепленной на ней сверху втулкой несущего винта, способной вращаться вместе с закрепленными во втулке лопастями на участке спуска в режиме авторотации, при этом для управления общим и циклическим шагом лопастей они вставлены во втулку своим осевым шарниром. Для обеспечения вращения лопасти относительно оси шарнира применен реверсивный шаговый электродвигатель, вставленный во втулку вместе с датчиком угла поворота лопасти. Внутри вращающейся трубы закреплена неподвижная труба, проходящая через вращающуюся втулку и заканчивающаяся неподвижной площадкой для размещения на ней под радиопрозрачным обтекателем антенны аппаратуры потребителя системы глобального навигационного позиционирования.b. The main rotor assembly consists of a stationary power tube installed on the base, in which is fixed a rotating tube with a main rotor hub fixed on top of it, capable of rotating together with the blades fixed in the hub in the descent section in autorotation mode, while controlling the overall and cyclic pitch of the blades they are inserted into the bushing by their axial hinge. To ensure rotation of the blade relative to the hinge axis, a reversible stepper motor is used, inserted into the bushing along with a blade rotation angle sensor. A stationary pipe is fixed inside the rotating pipe, passing through the rotating sleeve and ending with a stationary platform for placement on it under the radio-transparent radome of the antenna of the consumer equipment of the global navigation positioning system.

c. Лопасти несущего винта, их силовые элементы и обшивка изготовлены из титана, перед стартом ракеты-носителя они находятся в повернутом относительно своих горизонтальных шарниров положении и уложены под головным обтекателем ракеты-носителя вдоль корпуса ступени и закреплены в концевых частях с помощью скоб с пирозамками, при этом вертикальный шарнир лопасти размещен между осевым и горизонтальным шарнирами.c. The main rotor blades, their power elements and casing are made of titanium; before the launch of the launch vehicle they are in a rotated position relative to their horizontal hinges and are laid under the head fairing of the launch vehicle along the stage body and secured in the end parts using brackets with pyrolocks, when In this case, the vertical hinge of the blade is located between the axial and horizontal hinges.

d. Поворотные створки хвостового обтекателя снабжены подпружиненными элементами разрезного воротничка, продольным и поперечным силовым набором и управляемой пневматической штангой и уложены перед стартом ракеты-носителя снаружи вдоль корпуса ее нижней ступени и закреплены в концевых частях скобами с пирозамками.d. The rotating flaps of the tail fairing are equipped with spring-loaded elements of a split collar, a longitudinal and transverse power set and a controlled pneumatic rod and are laid before the launch of the launch vehicle from the outside along the body of its lower stage and secured in the end parts with brackets with pyrolocks.

e. После отделения нижней ступени перед включением маршевого ЖРД верхней ступени створки хвостового обтекателя имеют возможность отклоняться на заданный угол от положения, которое они занимали при работе маршевых ЖРД нижней ступени, для исключения возможности попадания на створки струи газов от работающего маршевого ЖРД. Перед входом верхней ступени в плотные слои атмосферы обеспечивается соединение створок с нахлестом относительно друг друга, при этом каждая верхняя створка обеспечивает соединение с двумя соседними нижними с образованием плотно закрытой конструкции обтекателя с запиранием многоразовыми замками, обеспечивающего надежную защиту хвостового отсека ступени от тепловых и механических нагрузок при движении ступени с гиперзвуковой скоростью по траектории спуска хвостовой частью по направлению вектора скорости движения.e. After the separation of the lower stage, before turning on the main liquid rocket engine of the upper stage, the tail fairing flaps have the ability to deviate at a given angle from the position they occupied during the operation of the main liquid propellant rocket engine of the lower stage, in order to exclude the possibility of gas jets from the operating main liquid propellant engine hitting the flaps. Before the upper stage enters the dense layers of the atmosphere, the flaps are connected with an overlap relative to each other, with each upper flap providing a connection with two adjacent lower ones to form a tightly closed fairing structure with locking with reusable locks, providing reliable protection of the tail section of the stage from thermal and mechanical loads when the stage moves at hypersonic speed along the descent trajectory with the tail section in the direction of the motion velocity vector.

f. Для использования створок хвостового обтекателя в качестве посадочных опор ступени хвостовой отсек в районе критического сечения сопла маршевого ЖРД содержит силовую раму со стержнями, а силовой набор створок содержит крючки, обеспечивающие зацепление за стержни силовой рамы после раскрытия створок перед включением маршевого ЖРД для приземления, фиксацию многоразовыми замками и удержание створок в раскрытом состоянии после приземления.f. To use the tail fairing flaps as stage landing supports, the tail section in the area of the critical section of the sustainer liquid-propellant rocket engine nozzle contains a power frame with rods, and the power set of flaps contains hooks that ensure engagement with the rods of the power frame after opening the flaps before turning on the propulsion liquid-propellant engine for landing, fixation with reusable locks and keeping the doors open after landing.

g. Способ посадки возвращаемой верхней ступени ракеты-носителя содержит операции управления на внеатмосферном участке спуска с орбиты с выдачей с помощью маршевого ЖРД тормозного импульса скорости при ориентации ступени двигателем по направлению вектора скорости движения. После выдачи тормозного импульса при сохранении той же ориентации ступени осуществляется освобождение лопастей несущего винта и их вывод в рабочее положение за счет набегающего потока воздуха, соединение створок хвостового обтекателя с образованием единой конструкции хвостового обтекателя и перевод несущего винта на режим авторотации и ориентированного положения ступени относительно направления набегающего потока воздуха. До входа в плотные слои атмосферы осуществляется поддержание постоянных заданных оборотов несущего винта путем управления общим шагом лопастей. Перед участком траектории с большим скоростным напором обеспечивается поднятие лопастей вверх во флюгерное положение и обдув узла несущего винта холодным газом. После перехода на участок траектории с установившимся пониженным скоростным напором и пониженной скоростью вертикального снижения осуществляется одновременное управление общим и циклическим шагом лопастей для обеспечения необходимой надежности приведения ступени в заданный район приземления, раскрытие створок хвостового обтекателя перед включением маршевого ЖРД для выдачи тормозного импульса мягкой посадки в заданное положение, в котором они после выдачи тормозного импульса используются в качестве посадочных опор.g. The method for landing the re-entry upper stage of a launch vehicle comprises control operations in the extra-atmospheric stage of descent from orbit with the issuance of a braking velocity pulse using a main liquid-propellant rocket engine when the stage is oriented by the engine in the direction of the motion velocity vector. After issuing a braking pulse, while maintaining the same orientation of the stage, the main rotor blades are released and brought into working position due to the incoming air flow, the tail fairing flaps are connected to form a single tail fairing structure, and the main rotor is switched to the autorotation mode and the oriented position of the stage relative to the direction incoming air flow. Before entering the dense layers of the atmosphere, constant set rotor speeds are maintained by controlling the overall pitch of the blades. Before the section of the trajectory with a high speed pressure, the blades are raised upward into a feathered position and the main rotor assembly is blown with cold gas. After the transition to a section of the trajectory with an established reduced velocity pressure and a reduced vertical descent speed, the overall and cyclic pitch of the blades is simultaneously controlled to ensure the necessary reliability of bringing the stage to the specified landing area, the tail fairing flaps are opened before turning on the sustainer rocket engine to issue a braking impulse for a soft landing at the specified a position in which, after issuing a braking impulse, they are used as landing supports.

Задачей этого изобретения является разработка возвращаемой верхней ступени двухступенчатой ракеты-носителя и способ ее посадки на основе применения узла несущего винта для управляемого движения по траектории спуска с орбиты «по-вертолетному» в режиме авторотации и приведения ступени в заданный район приземления, применения четырех створчатого хвостового обтекателя ступени для его защиты от действия тепловых и механических нагрузок при движении ступени по траектории спуска и использования створок хвостового обтекателя в качестве посадочных опор при приземлении ступени.The objective of this invention is to develop a returnable upper stage of a two-stage launch vehicle and a method for landing it based on the use of a main rotor assembly for controlled movement along the trajectory of descent from orbit “like a helicopter” in autorotation mode and bringing the stage to a given landing area, using a four-leaf tail stage fairing to protect it from thermal and mechanical loads when the stage moves along the descent path and to use the tail fairing flaps as landing supports when landing the stage.

Поставленная задача решается тем, что возвращаемая верхняя ступень двухступенчатой ракеты-носителя, содержащая цилиндрический корпус с тандемно расположенными несущими баками окислителя и горючего в средней части, отделяемый адаптер полезной нагрузки ферменной конструкции, установленный на верхнем шпангоуте передней обечайки, хвостовой отсек с расположенным в нем метановым маршевым жидкостным ракетным двигателем (ЖРД) в двухстепенном кардановом подвесе с дросселированием тяги, системы ориентации, навигации и управления движением с рулевыми реактивными двигателями ориентации, согласно изобретению под отделяемым адаптером полезной нагрузки установлен узел несущего винта, обеспечивающий управляемое движение по траектории спуска с орбиты «по-вертолетному» и приведение ступени в заданный район приземления, а на хвостовом отсеке ступени перед стартом ракеты-носителя установлены четыре поворотные створки хвостового обтекателя, обеспечивающие надежную защиту хвостового отсека от тепловых и механических нагрузок при движении ступени с гиперзвуковой скоростью по траектории спуска хвостовой частью по направлению вектора скорости движения и после прохождения плотных слоев атмосферы и раскрытия использующиеся в качестве посадочных опор при приземлении, при этом силовой набор баков, межбакового пространства и обечаек корпуса ступени изготовлен из стали, покрытой снаружи керамической обшивкой с промежуточными слоями теплоизоляции из титановой фольги, а для охлаждения при работе узла несущего винта холодным газом из верхнего бака с жидким кислородом используются управляемые клапаны.The problem is solved by the fact that the return upper stage of a two-stage launch vehicle, containing a cylindrical body with tandemly located load-bearing tanks of oxidizer and fuel in the middle part, a detachable payload adapter of a truss structure installed on the upper frame of the front shell, a tail compartment with a methane tank located in it propulsion liquid rocket engine (LPRE) in a two-stage gimbal suspension with thrust throttling, orientation, navigation and motion control systems with steering attitude control jet engines, according to the invention, a main rotor assembly is installed under the detachable payload adapter, providing controlled movement along the descent trajectory from orbit “along -helicopter" and bringing the stage to a given landing area, and on the tail section of the stage before the launch of the launch vehicle, four rotating tail fairing flaps are installed, providing reliable protection of the tail section from thermal and mechanical loads when the stage moves at hypersonic speed along the descent trajectory with the tail section along direction of the velocity vector and after passing through dense layers of the atmosphere and opening, they are used as landing supports during landing, while the power set of tanks, intertank space and shells of the stage body is made of steel, coated on the outside with ceramic lining with intermediate layers of thermal insulation made of titanium foil, and for Controlled valves are used for cooling when the main rotor assembly operates with cold gas from the upper liquid oxygen tank.

Узел несущего винта состоит из установленной на основание неподвижной силовой трубы, в которой закреплена вращающаяся труба с закрепленной на ней сверху втулкой несущего винта, способной вращаться вместе с закрепленными во втулке лопастями на участке спуска в режиме авторотации, при этом для управления общим и циклическим шагом лопастей они вставлены во втулку своим осевым шарниром, и для обеспечения вращения лопасти относительно оси шарнира применен реверсивный шаговый электродвигатель, вставленный во втулку вместе с датчиком угла поворота лопасти, внутри вращающейся трубы закреплена неподвижная труба, проходящая через вращающуюся втулку и заканчивающаяся неподвижной площадкой для размещения на ней под радиопрозрачным обтекателем антенны аппаратуры потребителя системы глобального навигационного позиционирования.The main rotor assembly consists of a stationary power tube installed on the base, in which is fixed a rotating tube with a main rotor hub fixed on top of it, capable of rotating together with the blades fixed in the hub in the descent section in autorotation mode, while controlling the overall and cyclic pitch of the blades they are inserted into the bushing with their axial hinge, and to ensure rotation of the blade relative to the hinge axis, a reversible stepper motor is used, inserted into the bushing along with a blade rotation angle sensor; a stationary pipe is fixed inside the rotating pipe, passing through the rotating bushing and ending with a stationary platform for placement on it under the radio-transparent radome of the antenna of the consumer equipment of the global navigation positioning system.

Лопасти несущего винта, их силовые элементы и обшивка изготовлены из титана, перед стартом ракеты-носителя они находятся в повернутом относительно своих горизонтальных шарниров положении и уложены под головным обтекателем ракеты-носителя вдоль корпуса ступени и закреплены в концевых частях с помощью скоб с пирозамками, при этом вертикальный шарнир лопасти размещен между осевым и горизонтальным шарнирами.The main rotor blades, their power elements and casing are made of titanium; before the launch of the launch vehicle they are in a rotated position relative to their horizontal hinges and are laid under the head fairing of the launch vehicle along the stage body and secured in the end parts using brackets with pyrolocks, when In this case, the vertical hinge of the blade is located between the axial and horizontal hinges.

Поворотные створки хвостового обтекателя снабжены подпружиненными элементами разрезного воротничка, продольным и поперечным силовым набором и управляемой пневматической штангой и уложены перед стартом ракеты-носителя снаружи вдоль корпуса ее нижней ступени и закреплены в концевых частях скобами с пирозамками.The rotating flaps of the tail fairing are equipped with spring-loaded elements of a split collar, a longitudinal and transverse power set and a controlled pneumatic rod and are laid before the launch of the launch vehicle from the outside along the body of its lower stage and secured in the end parts with brackets with pyrolocks.

После отделения нижней ступени перед включением маршевого ЖРД верхней ступени створки хвостового обтекателя имеют возможность отклоняться на заданный угол от положения, которое они занимали при работе маршевых ЖРД нижней ступени, для исключения возможности попадания на створки струи газов от работающего маршевого ЖРД, а перед входом верхней ступени в плотные слои атмосферы обеспечивается соединение створок с нахлестом относительно друг друга, при этом каждая верхняя створка обеспечивает соединение с двумя соседними нижними с образованием плотно закрытой конструкции хвостового обтекателя с запиранием многоразовыми замками, обеспечивающего надежную защиту хвостового отсека ступени от тепловых и механических нагрузок при движении ступени с гиперзвуковой скоростью по траектории спуска хвостовой частью по направлению вектора скорости движения.After the separation of the lower stage, before turning on the main liquid propellant engine of the upper stage, the tail fairing flaps have the ability to deviate at a given angle from the position they occupied during the operation of the main liquid propellant engine of the lower stage, to exclude the possibility of gas jets from the operating main liquid propellant engine hitting the flaps, and before the entrance of the upper stage in the dense layers of the atmosphere, the flaps are connected with an overlap relative to each other, while each upper flap provides a connection with two adjacent lower ones to form a tightly closed tail fairing structure with locking with reusable locks, providing reliable protection of the tail section of the stage from thermal and mechanical loads during the movement of the stage with hypersonic speed along the descent trajectory with the tail section in the direction of the movement speed vector.

Для использования створок хвостового обтекателя в качестве посадочных опор ступени хвостовой отсек в районе критического сечения сопла маршевого ЖРД содержит силовую раму со стержнями, а силовой набор створок содержит крючки, обеспечивающие зацепление за стержни силовой рамы после раскрытия створок перед включением маршевого ЖРД для приземления, фиксацию многоразовыми замками и удержание створок в раскрытом состоянии после приземления ступени.To use the tail fairing flaps as stage landing supports, the tail section in the area of the critical section of the sustainer liquid-propellant rocket engine nozzle contains a power frame with rods, and the power set of flaps contains hooks that ensure engagement with the rods of the power frame after opening the flaps before turning on the propulsion liquid-propellant engine for landing, fixation with reusable locks and keeping the doors open after the step lands.

Способ посадки возвращаемой верхней ступени ракеты-носителя, содержащий операции управления на внеатмосферном участке спуска с орбиты с выдачей с помощью маршевого ЖРД тормозного импульса скорости при ориентации ступени двигателем по направлению вектора скорости движения, согласно изобретению, после выдачи тормозного импульса при сохранении той же ориентации ступени осуществляется освобождение лопастей несущего винта и их вывод в рабочее положение за счет набегающего потока воздуха, соединение створок хвостового обтекателя с образованием единой конструкции хвостового обтекателя и перевод несущего винта на режим авторотации и ориентированного положения ступени относительно направления набегающего потока воздуха, поддержание постоянных заданных оборотов несущего винта до входа в плотные слои атмосферы путем управления общим шагом лопастей, поднятие лопастей вверх во флюгерное положение и обдув узла несущего винта холодным газом перед участком траектории с большим скоростным напором, после перехода на участок траектории с установившимся пониженным скоростным напором и пониженной скоростью вертикального снижения осуществляется одновременное управление общим и циклическим шагом лопастей для обеспечения необходимой надежности приведения ступени в заданный район приземления, раскрытие створок хвостового обтекателя перед включением маршевого ЖРД для выдачи тормозного импульса мягкой посадки в заданное положение, в котором они после выдачи тормозного импульса используются в качестве посадочных опор.A method for landing the re-entry upper stage of a launch vehicle, containing control operations in the extra-atmospheric stage of descent from orbit with the issuance of a braking impulse of speed using a main liquid propellant engine when the stage is oriented by the engine in the direction of the velocity vector, according to the invention, after issuing a braking impulse while maintaining the same orientation of the stage the main rotor blades are released and brought into operating position due to the oncoming air flow, the tail fairing flaps are connected to form a single tail fairing structure and the main rotor is switched to the autorotation mode and the oriented position of the stage relative to the direction of the oncoming air flow, maintaining constant specified rotor speeds before entering the dense layers of the atmosphere by controlling the general pitch of the blades, lifting the blades up into the feathering position and blowing the main rotor assembly with cold gas before the trajectory section with a high speed pressure, after moving to the trajectory section with a steady reduced speed pressure and a reduced vertical descent rate, simultaneous control of the general and cyclic pitch of the blades to ensure the necessary reliability of bringing the stage to a given landing area, opening the tail fairing flaps before turning on the main rocket engine to issue a braking impulse for a soft landing in a given position, in which, after issuing a braking impulse, they are used as landing supports.

Сущность изобретения поясняется двумя чертежами.The essence of the invention is illustrated by two drawings.

На фиг. 1 приведена схема части двухступенчатой ракеты-носителя с установленными на ней перед стартом узлом несущего винта и створками хвостового обтекателя.In fig. Figure 1 shows a diagram of part of a two-stage launch vehicle with the main rotor assembly and tail fairing flaps installed on it before launch.

На фиг. 2 приведено положение разложенных створок хвостового отсека перед приземлением и вид по стрелке снизу на силовую раму.In fig. Figure 2 shows the position of the unfolded tail compartment flaps before landing and a view along the arrow from below of the load-bearing frame.

На этих чертежах:In these drawings:

1 - нижняя ступень ракеты-носителя;1 - lower stage of the launch vehicle;

2 - створка хвостового обтекателя;2 - tail fairing flap;

3 - стыковочные шпангоуты ступеней;3 - connecting frames of steps;

4 - сопло маршевого ЖРД верхней ступени;4 - upper stage propulsion rocket engine nozzle;

5 - разрезной воротничок с подпружиненными элементами;5 - split collar with spring-loaded elements;

6 - верхняя ступень ракеты-носителя;6 - upper stage of the launch vehicle;

7 - втулка несущего винта;7 - main rotor hub;

8 - горизонтальный шарнир;8 - horizontal hinge;

9 - вертикальный шарнир;9 - vertical hinge;

10 - радиопрозрачный обтекатель;10 - radio-transparent fairing;

11 - приемная антенна;11 - receiving antenna;

12 - основание;12 - base;

13 - лопасть несущего винта;13 - main rotor blade;

14 - скоба крепления лопасти несущего винта;14 - main rotor blade mounting bracket;

15 - скоба крепления створки хвостового обтекателя;15 - bracket for fastening the tail fairing flap;

16 - створка хвостового обтекателя в раскрытом состоянии;16 - tail fairing flap in the open state;

17 - силовой набор створки хвостового обтекателя;17 - power set of the tail fairing flap;

18 - управляемая пневматическая штанга;18 - controlled pneumatic rod;

19 - шарнир крепления управляемой пневматической штанги;19 - hinge for fastening the controlled pneumatic rod;

20 - шарнир вращения створки хвостового обтекателя;20 - hinge for rotation of the tail fairing flap;

21 - крючок крепления створки хвостового обтекателя к силовой раме;21 - hook for fastening the tail fairing flap to the load-bearing frame;

22 - силовая рама.22 - power frame.

Осуществление изобретенияCarrying out the invention

Пример возможной реализации предложенного технического решенияAn example of a possible implementation of the proposed technical solution

Возвращаемая верхняя ступень двухступенчатой ракеты-носителя (фиг. 1) состыкована с нижней ступенью 1, вдоль корпуса которой уложены створки 2 хвостового обтекателя. Пунктиром показано соединение створок в единую конструкцию хвостового обтекателя. Стыковка осуществлена стыковочными шпангоутами ступеней 3. Сопло 4 маршевого ЖРД верхней ступени частично входит в верхнюю обечайку нижней ступени. Подпружиненные элементы разрезного воротничка 5 защищают створки хвостового обтекателя от большого скоростного напора при выведении ракеты-носителя. Верхняя ступень 6 ракеты-носителя в своей верхней части несет узел несущего винта, который состоит из втулки несущего винта 7, в которую вставлены элементы, обеспечивающие свободное движение лопасти в режиме авторотации, состоящие из горизонтального шарнира 8 и вертикального шарнира 9. Осевой шарнир входит во втулку несущего винта (на фиг. 1 не показан). Под радиопрозрачным обтекателем 10 установлена приемная антенна 11 аппаратуры потребителя системы глобального навигационного позиционирования. Узел несущего винта размещен на основании 12, установленном на шпангоуте верхней обечайки верхней ступени. Лопасти 13 несущего винта уложены вдоль корпуса ступени и закреплены в концевых частях с помощью скоб 14 с пирозамками. Створки хвостового обтекателя 2 крепятся в концевых частях скобами 15 с пирозамками. Створка хвостового обтекателя 16 (фиг. 2) имеет продольный и поперечный силовой набор 17 и складывается и раскладывается с помощью управляемой пневматической штанги 18, закрепленной на хвостовом отсеке верхней ступени с помощью шарнира 19. Створка хвостового обтекателя 16 крепится к хвостовому отсеку верхней ступени с использованием шарнира 20, а с помощью двух крючков 21 она сцепляется и фиксируется многоразовыми замками (на фиг. 2 не показано) со стержнями силовой рамы 22, установленной в районе критического сечения сопла 4 маршевого ЖРД верхней ступени.The returning upper stage of the two-stage launch vehicle (Fig. 1) is docked with the lower stage 1, along the body of which the tail fairing flaps 2 are laid. The dotted line shows the connection of the flaps into a single tail fairing structure. The docking is carried out using the connecting frames of stages 3. The nozzle 4 of the upper stage propulsion rocket engine partially enters the upper shell of the lower stage. The spring-loaded elements of the split collar 5 protect the tail fairing flaps from high speed pressure during launch vehicle launch. The upper stage 6 of the launch vehicle in its upper part carries a main rotor assembly, which consists of a main rotor hub 7, into which elements are inserted that ensure free movement of the blade in autorotation mode, consisting of a horizontal hinge 8 and a vertical hinge 9. The axial hinge is included in main rotor hub (not shown in Fig. 1). Under the radio-transparent radome 10 there is a receiving antenna 11 of the consumer equipment of the global navigation positioning system. The main rotor assembly is placed on a base 12 mounted on the frame of the upper shell of the upper stage. The main rotor blades 13 are laid along the stage body and secured at the end parts using brackets 14 with pyrolocks. The tail fairing flaps 2 are secured at the end parts with brackets 15 with pyrolocks. The tail fairing flap 16 (Fig. 2) has a longitudinal and transverse power set 17 and folds and unfolds using a controlled pneumatic rod 18, fixed to the tail section of the upper stage using a hinge 19. The tail fairing flap 16 is attached to the tail section of the upper stage using hinge 20, and with the help of two hooks 21 it engages and is fixed with reusable locks (not shown in Fig. 2) with the rods of the load frame 22 installed in the area of the critical section of the nozzle 4 of the upper stage propulsion rocket engine.

Возвращаемая верхняя ступень имеет следующие характеристики. Диаметр цилиндрической части корпуса равен 4,1 м, длина 12 м, масса ступени в момент касания поверхности земли равна 12,5 т. Длина лопастей несущего винта равна 6,0 м, ширина 0,3 м. Длина створки хвостового обтекателя равна 8 м.The return upper stage has the following characteristics. The diameter of the cylindrical part of the body is 4.1 m, the length is 12 m, the mass of the stage at the moment it touches the ground is 12.5 tons. The length of the main rotor blades is 6.0 m, the width is 0.3 m. The length of the tail fairing flap is 8 m .

В результате применения настоящего изобретения техническое решение, направленное на разработку возвращаемой верхней ступени двухступенчатой ракеты-носителя и способа ее посадки и снижение стоимости эксплуатации ступени, реализуется за счет применения узла несущего винта для управляемого движения по траектории спуска с орбиты «по-вертолетному» в режиме авторотации и приведения ступени в заданный район приземления, применения четырехстворчатого хвостового обтекателя ступени для его защиты от действия тепловых и механических нагрузок при движении ступени по траектории спуска и использования створок хвостового обтекателя в качестве посадочных опор при приземлении ступени.As a result of the application of the present invention, a technical solution aimed at developing a returnable upper stage of a two-stage launch vehicle and a method for landing it and reducing the cost of operating the stage is implemented through the use of a main rotor assembly for controlled movement along the descent trajectory from orbit “in a helicopter” mode autorotation and bringing the stage to a given landing area, the use of a four-wing tail fairing of the stage to protect it from the action of thermal and mechanical loads when the stage moves along the descent trajectory and the use of tail fairing wings as landing supports when landing the stage.

Claims (7)

1. Возвращаемая верхняя ступень двухступенчатой ракеты-носителя, содержащая цилиндрический корпус с тандемно расположенными несущими баками окислителя и горючего в средней части, отделяемый адаптер полезной нагрузки ферменной конструкции, установленный на верхнем шпангоуте передней обечайки, хвостовой отсек с расположенным в нем метановым маршевым жидкостным ракетным двигателем (ЖРД) в двухстепенном кардановом подвесе с дросселированием тяги, системы ориентации, навигации и управления движением с рулевыми реактивными двигателями ориентации, отличающаяся тем, что под отделяемым адаптером полезной нагрузки установлен узел несущего винта, обеспечивающий управляемое движение по траектории спуска с орбиты «по-вертолетному» и приведение ступени в заданный район приземления, а на хвостовом отсеке ступени перед стартом ракеты-носителя установлены четыре поворотные створки хвостового обтекателя, обеспечивающие надежную защиту хвостового отсека от тепловых и механических нагрузок при движении ступени с гиперзвуковой скоростью по траектории спуска хвостовой частью по направлению вектора скорости движения и после прохождения плотных слоев атмосферы и раскрытия использующиеся в качестве посадочных опор при приземлении, при этом силовой набор баков, межбакового пространства и обечаек корпуса ступени изготовлен из стали, покрытой снаружи керамической обшивкой с промежуточными слоями теплоизоляции из титановой фольги, а для охлаждения при работе узла несущего винта холодным газом из верхнего бака с жидким кислородом используются управляемые клапаны.1. Returnable upper stage of a two-stage launch vehicle, containing a cylindrical body with tandemly located load-bearing tanks of oxidizer and fuel in the middle part, a detachable payload adapter of a truss structure installed on the upper frame of the front shell, a tail compartment with a methane propulsion liquid rocket engine located in it (LPRE) in a two-stage gimbal suspension with thrust throttling, orientation, navigation and motion control systems with steering attitude control jet engines, characterized in that a main rotor assembly is installed under the detachable payload adapter, providing controlled movement along the trajectory of descent from orbit “like a helicopter” "and bringing the stage to a given landing area, and on the tail section of the stage before the launch of the launch vehicle, four rotating tail fairing flaps are installed, providing reliable protection of the tail section from thermal and mechanical loads when the stage moves at hypersonic speed along the descent trajectory with the tail section in the direction of the vector speed of movement and after passing through dense layers of the atmosphere and opening, they are used as landing supports during landing, while the power set of tanks, intertank space and shells of the stage body is made of steel, coated on the outside with ceramic lining with intermediate layers of thermal insulation made of titanium foil, and for cooling at Controlled valves are used to operate the main rotor assembly with cold gas from the upper liquid oxygen tank. 2. Ступень по п. 1, отличающаяся тем, что узел несущего винта состоит из установленной на основание неподвижной силовой трубы, в которой закреплена вращающаяся труба с закрепленной на ней сверху втулкой несущего винта, способной вращаться вместе с закрепленными во втулке лопастями на участке спуска в режиме авторотации, при этом для управления общим и циклическим шагом лопастей они вставлены во втулку своим осевым шарниром, и для обеспечения вращения лопасти относительно оси шарнира применен реверсивный шаговый электродвигатель, вставленный во втулку вместе с датчиком угла поворота лопасти, внутри вращающейся трубы закреплена неподвижная труба, проходящая через вращающуюся втулку и заканчивающаяся неподвижной площадкой для размещения на ней под радиопрозрачным обтекателем антенны аппаратуры потребителя системы глобального навигационного позиционирования.2. The stage according to claim 1, characterized in that the main rotor assembly consists of a stationary power pipe installed on the base, in which is fixed a rotating pipe with a main rotor hub fixed on top of it, capable of rotating together with the blades fixed in the hub in the descent section autorotation mode, while to control the general and cyclic pitch of the blades, they are inserted into the bushing with their axial hinge, and to ensure rotation of the blade relative to the hinge axis, a reversible stepper motor is used, inserted into the bushing along with a blade rotation angle sensor, a stationary pipe is fixed inside the rotating pipe, passing through a rotating bushing and ending with a stationary platform for placement on it under the radio-transparent radome of the antenna of the consumer equipment of the global navigation positioning system. 3. Ступень по п. 2, отличающаяся тем, что лопасти несущего винта, их силовые элементы и обшивка изготовлены из титана, перед стартом ракеты-носителя они находятся в повернутом относительно своих горизонтальных шарниров положении и уложены под головным обтекателем ракеты-носителя вдоль корпуса ступени и закреплены в концевых частях с помощью скоб с пирозамками, при этом вертикальный шарнир лопасти размещен между осевым и горизонтальным шарнирами.3. The stage according to claim 2, characterized in that the main rotor blades, their power elements and casing are made of titanium; before the launch of the launch vehicle they are in a position rotated relative to their horizontal hinges and are laid under the head fairing of the launch vehicle along the body of the stage and secured in the end parts using brackets with pyrolocks, while the vertical hinge of the blade is located between the axial and horizontal hinges. 4. Ступень по п. 3, отличающаяся тем, что поворотные створки хвостового обтекателя снабжены подпружиненными элементами разрезного воротничка, продольным и поперечным силовым набором и управляемой пневматической штангой, и уложены перед стартом ракеты-носителя снаружи вдоль корпуса ее нижней ступени, и закреплены в концевых частях скобами с пирозамками.4. The stage according to claim 3, characterized in that the rotary flaps of the tail fairing are equipped with spring-loaded elements of a split collar, a longitudinal and transverse power set and a controlled pneumatic rod, and are laid before the launch of the launch vehicle from the outside along the body of its lower stage, and are fixed in the end parts with brackets with pyrolocks. 5. Ступень по п. 4, отличающаяся тем, что после отделения нижней ступени перед включением маршевого ЖРД верхней ступени створки хвостового обтекателя имеют возможность отклоняться на заданный угол от положения, которое они занимали при работе маршевых ЖРД нижней ступени, для исключения возможности попадания на створки струи газов от работающего маршевого ЖРД, а перед входом верхней ступени в плотные слои атмосферы обеспечивается соединение створок с нахлестом относительно друг друга, при этом каждая верхняя створка обеспечивает соединение с двумя соседними нижними с образованием плотно закрытой конструкции хвостового обтекателя с запиранием многоразовыми замками, обеспечивающего надежную защиту хвостового отсека ступени от тепловых и механических нагрузок при движении ступени с гиперзвуковой скоростью по траектории спуска хвостовой частью по направлению вектора скорости движения.5. The stage according to claim 4, characterized in that after the separation of the lower stage, before turning on the propulsion rocket engine of the upper stage, the tail fairing flaps have the ability to deviate by a given angle from the position they occupied during the operation of the propulsion rocket engine of the lower stage, to exclude the possibility of hitting the flaps jets of gases from the operating propulsion rocket engine, and before the upper stage enters the dense layers of the atmosphere, the flaps are connected with an overlap relative to each other, with each upper flap providing a connection with two adjacent lower ones to form a tightly closed tail fairing structure with locking with reusable locks, ensuring reliable protection of the tail section of the stage from thermal and mechanical loads when the stage moves at hypersonic speed along the descent trajectory with the tail section in the direction of the velocity vector. 6. Ступень по п. 5, отличающаяся тем, что для использования створок хвостового обтекателя в качестве посадочных опор ступени хвостовой отсек в районе критического сечения сопла маршевого ЖРД содержит силовую раму со стержнями, а силовой набор створок содержит крючки, обеспечивающие зацепление за стержни силовой рамы после раскрытия створок перед включением маршевого ЖРД для приземления, фиксацию многоразовыми замками и удержание створок в раскрытом состоянии после приземления ступени.6. The stage according to claim 5, characterized in that in order to use the tail fairing flaps as landing supports of the stage, the tail compartment in the area of the critical section of the nozzle of the main liquid-propellant rocket engine contains a power frame with rods, and the power set of flaps contains hooks that ensure engagement with the rods of the power frame after opening the flaps before turning on the propulsion rocket engine for landing, fixing with reusable locks and holding the flaps in the open state after landing of the stage. 7. Способ посадки возвращаемой верхней ступени ракеты-носителя, содержащий операции управления на внеатмосферном участке спуска с орбиты с выдачей с помощью маршевого ЖРД тормозного импульса скорости при ориентации ступени двигателем по направлению вектора скорости движения, отличающийся тем, что после выдачи тормозного импульса при сохранении той же ориентации ступени осуществляется освобождение лопастей несущего винта и их вывод в рабочее положение за счет набегающего потока воздуха, соединение створок хвостового обтекателя с образованием единой конструкции хвостового обтекателя и перевод несущего винта на режим авторотации и ориентированного положения ступени относительно направления набегающего потока воздуха, поддержание постоянных заданных оборотов несущего винта до входа в плотные слои атмосферы путем управления общим шагом лопастей, поднятие лопастей вверх во флюгерное положение и обдув узла несущего винта холодным газом перед участком траектории с большим скоростным напором, после перехода на участок траектории с установившимся пониженным скоростным напором и пониженной скоростью вертикального снижения осуществляется одновременное управление общим и циклическим шагом лопастей для обеспечения необходимой надежности приведения ступени в заданный район приземления, раскрытие створок хвостового обтекателя перед включением маршевого ЖРД для выдачи тормозного импульса мягкой посадки в заданное положение, в котором они после выдачи тормозного импульса используются в качестве посадочных опор.7. A method of landing the return upper stage of a launch vehicle, containing control operations in the extra-atmospheric stage of descent from orbit with the issuance of a braking impulse of speed using a main liquid propellant engine when the stage is oriented by the engine in the direction of the speed vector, characterized in that after issuing a braking impulse while maintaining that same stage orientation, the main rotor blades are released and brought into operating position due to the oncoming air flow, the tail fairing flaps are connected to form a single tail fairing structure and the main rotor is switched to the autorotation mode and the oriented position of the stage relative to the direction of the oncoming air flow, maintaining constant set values revolutions of the main rotor before entering the dense layers of the atmosphere by controlling the overall pitch of the blades, lifting the blades up into the feathered position and blowing the main rotor assembly with cold gas before the trajectory section with a high speed pressure, after moving to the trajectory section with a steady reduced speed pressure and a reduced vertical speed During the descent, the general and cyclic pitch of the blades is simultaneously controlled to ensure the necessary reliability of bringing the stage to a given landing area, the tail fairing flaps are opened before turning on the main rocket engine to issue a braking impulse for a soft landing in a given position, in which, after issuing a braking impulse, they are used as landing supports .
RU2023113726A 2023-05-24 Returnable upper stage of two-stage carrier rocket and method of its landing RU2818924C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2818924C1 true RU2818924C1 (en) 2024-05-07

Family

ID=

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2187446C2 (en) * 2000-04-06 2002-08-20 Пикуль Вадим Николаевич "прпи" launch vehicle vertical take-off and landing system
RU2609539C1 (en) * 2015-10-21 2017-02-02 Николай Борисович Болотин Rocket vehicle, return stage of rocket vehicle and method of its launch upon return and system of helicopter pick-up of return stage
RU2657113C1 (en) * 2017-04-25 2018-06-08 Анатолий Михайлович Криштоп Reusable aerospace system (rass), atmosphere-aviation system (aas) and methods of operation of rass and aas (options)
RU2703883C1 (en) * 2018-12-29 2019-10-22 Акционерное общество "НПО Энергомаш имени академика В.П. Глушко" Liquid rocket engine chamber rocking assembly with generator gas afterburning

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2187446C2 (en) * 2000-04-06 2002-08-20 Пикуль Вадим Николаевич "прпи" launch vehicle vertical take-off and landing system
RU2609539C1 (en) * 2015-10-21 2017-02-02 Николай Борисович Болотин Rocket vehicle, return stage of rocket vehicle and method of its launch upon return and system of helicopter pick-up of return stage
RU2657113C1 (en) * 2017-04-25 2018-06-08 Анатолий Михайлович Криштоп Reusable aerospace system (rass), atmosphere-aviation system (aas) and methods of operation of rass and aas (options)
RU2703883C1 (en) * 2018-12-29 2019-10-22 Акционерное общество "НПО Энергомаш имени академика В.П. Глушко" Liquid rocket engine chamber rocking assembly with generator gas afterburning

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
"Космонавтика. Энциклопедия", М., "Советская энциклопедия", 1985, стр. 375-378, "Спейс Шаттл", "Спуск", "Спуск с торможением атмосферой". "Как посадить Space Shuttle из космоса", История IT Космонавтика Астрономия, HostingManager 20 окт 2019, Найдено в Интернет: https://habr.com/ru/companies/ua-hosting/articles/472212/. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11649073B2 (en) Control surfaces for use with high speed vehicles, and associated systems and methods
US5667167A (en) Methods and apparatus for reusable launch platform and reusable spacecraft
US10246200B2 (en) Centripetal aerodynamic platform spacecraft
US6193187B1 (en) Payload carry and launch system
US5529264A (en) Launch vehicle system
US20070012820A1 (en) Reusable upper stage
US3929306A (en) Space vehicle system
JPH10503731A (en) Two-stage launch vehicle and launch orbit method
US4790499A (en) Aerospike for attachment to space vehicle system
RU2818924C1 (en) Returnable upper stage of two-stage carrier rocket and method of its landing
Reza et al. Aerocapture inflatable decelerator (AID) for planetary entry
Pavlyuchenko et al. Autorotating lander for delivering small scale scientific cargoes from orbital complexes
Burns HOTOL space transport for the twenty-first century
Russo et al. The PRORA-USV Program
Sippel et al. Latest progress in research on the SpaceLiner high-speed passenger transportation concept
RU2809408C1 (en) Returning upper stage of two-stage launch vehicle and method for its landing
Sippel et al. Technical development perspective of reusable booster stages
US20240158102A1 (en) Atmosphere reentry and landing device for a rocket stage and method for the reentry of a rocket stage into the atmosphere
Eggers et al. The Hypersonic Experiment SHEFEX-Aerotheromdynamic Layout, Vehicle Development and First Flight Results
RU2818383C1 (en) Reusable reentry vehicle and method of its descent in the earth atmosphere
EP3774547B1 (en) Center of gravity propulsion space launch vehicles
Bonnefond et al. Study of a generic SSTO vehicle using airbreathing propulsion
Taylor et al. Dream Chaser for Space Transportation: Tourism, NASA, and Military Integrated on a Atlas V
Sivolella Boosting the Booster
RU2272751C1 (en) Multi-purpose vertical takeoff and landing flying vehicle