RU82679U1 - LIFTED APPARATUS FOR DELIVERY OF GOODS FROM A MANAGED ORBITAL STATION TO THE SURFACE OF THE EARTH - Google Patents

LIFTED APPARATUS FOR DELIVERY OF GOODS FROM A MANAGED ORBITAL STATION TO THE SURFACE OF THE EARTH Download PDF

Info

Publication number
RU82679U1
RU82679U1 RU2008151241/22U RU2008151241U RU82679U1 RU 82679 U1 RU82679 U1 RU 82679U1 RU 2008151241/22 U RU2008151241/22 U RU 2008151241/22U RU 2008151241 U RU2008151241 U RU 2008151241U RU 82679 U1 RU82679 U1 RU 82679U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
gas source
controlled gas
cargo container
descent vehicle
descent
Prior art date
Application number
RU2008151241/22U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Валерий Семенович Финченко
Константин Михайлович Пичхадзе
Александр Андреевич Иванков
Original Assignee
Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное объединение им. С.А. Лавочкина"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное объединение им. С.А. Лавочкина" filed Critical Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное объединение им. С.А. Лавочкина"
Priority to RU2008151241/22U priority Critical patent/RU82679U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU82679U1 publication Critical patent/RU82679U1/en

Links

Landscapes

  • Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)

Abstract

1. Спускаемый аппарат для доставки грузов с орбитальной пилотируемой станции на поверхность Земли, содержащий грузовой контейнер, размещенный в предназначенном для него отсеке, систему торможения и теплозащиты для обеспечения входа и движения спускаемого аппарата в плотных слоях атмосферы, а также радиосредства для его обнаружения, отличающийся тем, что он снабжен управляемым источником газа с исполнительным средством для включения наддува, размещенным в том же отсеке, что и грузовой контейнер, последний имеет жесткую носовую часть, на которой закреплен управляемый источник газа, при этом система торможения для обеспечения входа и движения спускаемого аппарата в плотных слоях атмосферы выполнена в виде гибкой герметичной оболочки, которая плотно присоединена к грузовому контейнеру по периметру его жесткой носовой части, полностью охватывает грузовой контейнер и является отсеком для его размещения, при этом гибкая герметичная оболочка снабжена гибкой теплозащитой и выполнена с возможностью наддува из управляемого источника газа и приобретения сферической формы при заполнении газом. ! 2. Спускаемый аппарат по п.1, отличающийся тем, что управляемый источник газа выполнен в виде баллона высокого давления. ! 3. Спускаемый аппарат по п.1, отличающийся тем, что управляемый источник газа выполнен в виде генератора газа. ! 4. Спускаемый аппарат по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что исполнительное средство для включения наддува содержит элемент для приведения в действие управляемого источника газа, соединенный с датчиком времени. ! 5. Спускаемый аппарат по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что исполнительное сре�1. A descent vehicle for delivering goods from an orbital manned station to the Earth's surface, containing a cargo container located in the compartment intended for it, a braking and thermal protection system for providing entry and movement of the descent vehicle in dense layers of the atmosphere, as well as a radio means for detecting it, characterized the fact that it is equipped with a controlled gas source with an executive means for switching on the boost, located in the same compartment as the cargo container, the latter has a rigid nose, on which secures a controlled gas source, while the braking system for providing entry and movement of the descent vehicle in dense atmospheric layers is made in the form of a flexible sealed shell that is tightly attached to the cargo container around the perimeter of its rigid bow, completely covers the cargo container and is a compartment for it placement, while the flexible sealed shell is equipped with flexible thermal protection and is configured to pressurize from a controlled gas source and acquire a spherical shape gas filling. ! 2. The lander according to claim 1, characterized in that the controllable gas source is made in the form of a high-pressure cylinder. ! 3. The lander according to claim 1, characterized in that the controlled gas source is made in the form of a gas generator. ! 4. A descent vehicle according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the actuating means for switching on the boost comprises an element for actuating a controlled gas source connected to a time sensor. ! 5. The lander according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the actuating medium

Description

Полезная модель относится к космической технике, а именно к средствам доставки грузов с пилотируемых орбитальных станций на поверхность Земли.The utility model relates to space technology, namely to means of delivery of cargo from manned orbital stations to the surface of the Earth.

Известно использование для доставки грузов с пилотируемых орбитальных станций на поверхность Земли советских и российских пилотируемых космических кораблей серии "Союз" (В.Е.Гудилин, Л.И.Слабкий. Ракетно-космические системы (История. Развитие. Перспективы), Москва, 1996, глава 4 [1]), а также американского многоразового челнока "Шаттл" (Спейс-Шаттл. В книге: "Космонавтика. Энциклопедия", Москва, "Советская энциклопедия", 1985, с.375-376 [2]). В первом случае грузовой контейнер в район посадки доставляет отделяемый от корабля "Союз" возвращаемый аппарат, основным назначением которого является доставка на Землю экипажа. Во втором случае средством для доставки груза является непосредственно "Шаттл", являющийся одновременно спускаемым аппаратом. В обоих этих случаях доставка груза с космической орбитальной станции на Землю является It is known to use the Soyuz series (V.E.Gudilin, L.I.Slabky. Space-rocket systems (History. Development. Prospects), Moscow, 1996 for delivering goods from manned orbital stations to the Earth’s surface by the Soviet Union and Russian manned spacecraft). , chapter 4 [1]), as well as the American shuttle Shuttle (Space Shuttle. In the book: Cosmonautics. Encyclopedia, Moscow, Soviet Encyclopedia, 1985, p.375-376 [2]). In the first case, a returnable container detached from the Soyuz spacecraft delivers the cargo container to the landing area, the main purpose of which is to deliver the crew to Earth. In the second case, the means of cargo delivery is the Shuttle itself, which is simultaneously a descent vehicle. In both of these cases, the delivery of cargo from a space orbital station to Earth is

"попутной" операцией, осуществляемой одновременно с пилотируемым полетом."associated" operation, carried out simultaneously with a manned flight.

Известно также использование для доставки грузов с орбитальной станции на поверхность Земли российского автоматического транспортного космического аппарата типа "Прогресс". В этом случае доставка как таковая осуществляется отделяемым от аппарата "Прогресс" спускаемым в атмосфере посадочным аппаратом - баллистической возвращаемой капсулой "Радуга", а сам аппарат "Прогресс" уводится в район затопления (Сборник РКК "Энергия" им. С.П.Королева под редакцией Ю.П.Семенова, 1996, с.342-345 [3]). При этом аппарат "Прогресс" может забрать с пилотируемой орбитальной станции для доставки на Землю только один спускаемый аппарат - баллистическую капсулу "Радуга".It is also known to use the Progress type automatic transport spacecraft for delivering goods from an orbital station to the Earth's surface. In this case, delivery as such is carried out by a lander landing in the atmosphere, which is detachable from the Progress apparatus — the ballistic return capsule “Rainbow”, and the Progress apparatus itself is withdrawn to the flooding area (RSC Energia Collection named after S.P. Korolev under edited by Yu.P. Semenov, 1996, p.342-345 [3]). At the same time, the Progress spacecraft can pick up only one descent vehicle from the manned orbital station for delivery to Earth - the Rainbow ballistic capsule.

Во всех описанных случаях для обеспечения входа спускаемого аппарата с грузовым контейнером в атмосферу его необходимо затормозить до скорости схода с орбиты в заданной ее точке, для чего используются реактивные сопла двигательной установки транспортного космического аппарата - соответственно, корабля "Союз", челнока "Шаттл" или аппарата "Прогресс", забирающего с пилотируемой орбитальной станции для доставки на Землю баллистическую капсулу "Радуга".In all the cases described, to ensure the descent vehicle with the cargo container enters the atmosphere, it must be braked to the speed of descent from the orbit at its predetermined point, for which jet nozzles of the propulsion system of the transport spacecraft are used — respectively, the Soyuz spacecraft, Shuttle shuttle or apparatus "Progress", taking away from a manned orbital station for delivery to the Earth ballistic capsule "Rainbow".

Использование описанных средств доставки грузов с пилотируемых орбитальных станций на поверхность Земли обходится чрезвычайно дорого. По этой причине доставка грузов на поверхность Земли осуществляется с их помощью не как самостоятельная операция, а лишь как вторая фаза более сложной операции, включающей в качестве первой фазы доставку экипажа и груза Using the described means of delivering goods from manned orbital stations to the Earth's surface is extremely expensive. For this reason, the delivery of goods to the Earth’s surface is carried out with their help, not as an independent operation, but only as the second phase of a more complex operation, including the delivery of crew and cargo as the first phase

(или только груза - при использовании аппарата "Прогресс") с поверхности Земли на пилотируемую орбитальную станцию. С учетом этого аппараты типа "Союз", "Шаттл" и "Прогресс" (последний - совместно с аппаратом "Радуга") не могут даже рассматриваться в качестве специализированных средств доставки грузов с пилотируемой орбитальной станции на поверхность Земли. Таковым фактически является лишь аппарат "Радуга", но он не может осуществить доставку груза на поверхность Земли самостоятельно, так как спуск его с орбиты пилотируемой станции начинается в составе аппарата "Прогресс". Очевидно также, что ни "Союз", ни "Шаттл", ни "Радуга", используемая только совместно с "Прогрессом", не пригодны для того, чтобы осуществлять доставку груза с пилотируемой орбитальной станции на поверхность Земли оперативно, т.е. в момент, когда в этом возникла необходимость.(or only cargo - when using the Progress apparatus) from the surface of the Earth to a manned orbital station. With this in mind, Soyuz, Shuttle and Progress vehicles (the latter together with the Rainbow) cannot even be considered as specialized means of delivering cargo from a manned orbital station to the surface of the Earth. Such, in fact, is only the Rainbow spacecraft, but it cannot deliver cargo to the Earth’s surface on its own, since its descent from the orbit of the manned station begins as part of the Progress spacecraft. It is also obvious that neither the Soyuz, nor the Shuttle, nor the Rainbow, used only in conjunction with Progress, are suitable for delivering cargo from a manned orbital station to the surface of the Earth expeditiously, i.e. at the time when this arose.

Наиболее близким к предлагаемому аппарату является спускаемый аппарат типа "Радуга" [3]. Данный аппарат содержит разъемный корпус с теплозащитным покрытием на носовой и цилиндрической части. Корпус имеет отсек, в котором размещены контейнеры для возвращаемого груза, тормозную парашютную систему для снижения в атмосфере, размещенную в предназначенном для нее отсеке, и средства для радиотехнического и визуального обнаружения в виде радиопеленгационного и проблескового маяков.Closest to the proposed device is a descent vehicle of the type "Rainbow" [3]. This apparatus contains a detachable case with a heat-protective coating on the bow and cylindrical parts. The housing has a compartment in which the containers for the returned cargo are placed, a brake parachute system for lowering in the atmosphere located in the compartment intended for it, and means for electronic and visual detection in the form of direction finding and flashing beacons.

Техническое решение по предлагаемой полезной модели направлено на получение технического результата, заключающегося в обеспечении высокой оперативности доставки грузов с орбитальной пилотируемой станции на поверхность Земли при одновременном The technical solution for the proposed utility model is aimed at obtaining a technical result, which consists in ensuring high speed of cargo delivery from the orbital manned station to the Earth’s surface while

снижении необходимых для такой доставки материальных затрат.reduction of material costs necessary for such delivery.

Предлагаемый спускаемый аппарат для доставки грузов с орбитальной пилотируемой станции на поверхность Земли, как и наиболее близкий к нему известный аппарат "Радуга" [3], содержит грузовой контейнер, размещенный в предназначенном для него отсеке, систему торможения и теплозащиты для обеспечения входа и движения спускаемого аппарата в плотных слоях атмосферы, а также радиосредства для его обнаружения.The proposed lander for delivering goods from an orbital manned station to the Earth’s surface, as well as the closest known Rainbow apparatus [3], contains a cargo container located in the compartment intended for it, a braking and thermal protection system for providing entry and movement of the lander apparatus in dense layers of the atmosphere, as well as radio equipment for its detection.

Для достижения указанного выше технического результата предлагаемый спускаемый аппарат, в отличие от наиболее близкого к нему известного, снабжен управляемым источником газа, размещенным в том же отсеке, что и грузовой контейнер. Последний имеет жесткую носовую часть, на которой закреплен источник газа. При этом система торможения и теплозащиты для обеспечения входа и движения спускаемого аппарата в плотных слоях атмосферы выполнена в виде гибкой герметичной оболочки с гибкой тепловой защитой. Оболочка плотно присоединена к грузовому контейнеру по периметру его жесткой носовой части, полностью охватывает грузовой контейнер и является отсеком для его размещения. Эта оболочка выполнена с возможностью наддува из указанного управляемого источника газа и приобретения сферической формы при заполнении газом. Кроме того, спускаемый аппарат содержит исполнительное средство для включения наддува, размещенное в том же отсеке, что и грузовой контейнер.To achieve the above technical result, the proposed lander, in contrast to the closest known to it, is equipped with a controlled gas source located in the same compartment as the cargo container. The latter has a rigid nose, on which a gas source is fixed. In this case, the braking and thermal protection system for providing entry and movement of the descent vehicle in dense layers of the atmosphere is made in the form of a flexible sealed shell with flexible thermal protection. The shell is tightly attached to the cargo container around the perimeter of its rigid bow, completely covers the cargo container and is a compartment for its placement. This shell is made with the possibility of pressurization from the specified controlled gas source and acquiring a spherical shape when filling with gas. In addition, the descent vehicle contains actuating means for activating boost, located in the same compartment as the cargo container.

Управляемый источник газа может представлять собой, в частности, баллон высокого давления или генератор газа. Указанное исполнительное средство может содержать элемент для приведения The controlled gas source may be, in particular, a high pressure cylinder or a gas generator. The specified executive tool may contain an element for bringing

в действие управляемого источника газа, соединенный с датчиком времени или средством для приема радиокоманды, передаваемой с орбитальной станции.into the action of a controlled gas source connected to a time sensor or means for receiving a radio command transmitted from an orbital station.

Выполнение спускаемого аппарата с гибкой герметичной оболочкой, образующей отсек для размещения грузового контейнера, позволяет иметь необходимое количество таких аппаратов на орбитальной станции ввиду незначительности их массы и объема, который они занимают в состоянии, предшествующем наддуву. Гибкость оболочки и ее тепловой защиты обусловливает возможность укладки оболочки в нерабочем состоянии в компактный объем. Вместе с тем выполнение оболочки с возможностью наддува благодаря наличию управляемого источника газа и средства для включения наддува обеспечивает большой размер этой оболочки в наполненном газом состоянии и выполнение ею роли системы торможения спускаемого аппарата только за счет использования аэродинамической силы, т.е. пассивно, без использования каких-либо двигателей или парашютной системы, на всех этапах спуска, включая как сход с орбиты, так и снижение в плотных слоях атмосферы. Это позволяет планировать спуск груза на Землю и осуществлять его оперативно, т.е. полностью независимо от сроков полета к орбитальной станции пилотируемых или автоматических возвращаемых аппаратов, имеющих двигательную установку. Очевидна также несопоставимость материальных затрат при использовании предлагаемого устройства по сравнению с доставкой грузов на Землю с помощью таких возвращаемых аппаратов, как "Союз", "Прогресс"+"Радуга" или "Шаттл". Выполнение гибкой герметичной оболочки с возможностью приобретения ею сферической формы обеспечивает самоориентирование в The implementation of the descent vehicle with a flexible sealed shell, forming a compartment for accommodating a cargo container, allows you to have the required number of such devices on the orbital station due to the insignificance of their mass and volume, which they occupy in the state prior to boosting. The flexibility of the shell and its thermal protection makes it possible to lay the shell in an idle state in a compact volume. At the same time, the execution of the shell with the possibility of pressurization due to the presence of a controlled gas source and means for switching on the pressurization ensures the large size of this shell in the gas-filled state and fulfills its role as a braking system for the descent vehicle only by using aerodynamic force, i.e. passively, without the use of any engines or parachute system, at all stages of descent, including both descent from orbit and a decrease in dense layers of the atmosphere. This allows you to plan the descent of cargo to Earth and to carry out it quickly, i.e. completely regardless of the flight time to the orbital station of manned or automatic return vehicles having a propulsion system. The incomparability of material costs when using the proposed device is also obvious in comparison with the delivery of goods to Earth using such returnable vehicles as Soyuz, Progress + Rainbow or Shuttle. The implementation of a flexible sealed shell with the possibility of acquiring a spherical shape provides self-orientation in

потоке только в одном направлении и устойчивый полет до самой поверхности Земли. Это достигается благодаря аэродинамическим свойствам спускаемого аппарата, центр масс которого смещен вперед по отношению к направлению полета относительно геометрического центра сферы, поскольку гибкая оболочка прикреплена к жесткой носовой части размещаемого внутри нее грузового контейнера по всему периметру этой части. В случае посадки спускаемого аппарата на водную поверхность надутая герметичная оболочка обеспечивает его плавучесть (непотопляемость), что свидетельствует о спасаемости груза и в этих условиях посадки аппарата.flow in only one direction and a steady flight to the very surface of the Earth. This is achieved due to the aerodynamic properties of the descent vehicle, the center of mass of which is shifted forward relative to the direction of flight relative to the geometric center of the sphere, since the flexible shell is attached to the rigid nose of the cargo container placed inside it around the entire perimeter of this part. In the case of landing of a descent vehicle on a water surface, an inflated airtight shell ensures its buoyancy (unsinkability), which indicates the salvage of the cargo and in these conditions of landing of the device.

Наличие управляемого источника газа и исполнительного средства для включения наддува обеспечивает необходимую логику работы спускаемого аппарата. Размещение этих средств в том же отсеке, что и грузовой контейнер, обеспечивают их функционирование в условиях разреженной атмосферы, в которой происходит начальный этап движения спускаемого аппарата. Термостойкость герметичной оболочки с гибкой теплозащитой обеспечивает сохранность как самой этой оболочки, так и заключенных внутри образованного ею герметичного отсека частей аппарата и груза при воздействии высокой температуры, возникающей при сходе аппарата с орбиты и дальнейшем снижении. Вместе с тем плавный характер торможения, имеющий место с учетом описанных выше особенностей чисто аэродинамического схода с орбиты позволяет получить сравнительно невысокие температуры нагрева и благодаря этому облегчить выбор подходящих материалов для изготовления оболочки и ее теплозащиты.The presence of a controlled gas source and actuating means for switching on boost provides the necessary logic for the descent vehicle. The placement of these funds in the same compartment as the cargo container ensures their functioning in a rarefied atmosphere, in which the initial stage of the descent vehicle moves. The heat resistance of a sealed shell with flexible thermal protection ensures the safety of both this shell itself and the parts of the apparatus and cargo enclosed within the hermetic compartment formed by it under the influence of high temperature that occurs when the apparatus leaves orbit and further decreases. At the same time, the smooth braking character taking into account the above-described features of a purely aerodynamic descent from orbit allows one to obtain relatively low heating temperatures and thereby facilitate the selection of suitable materials for the manufacture of the shell and its thermal protection.

Частные случаи выполнения управляемого источника газа в виде баллона высокого давления или генератора газа, а исполнительного средства для включения наддува - в виде элемента для приведения в действие управляемого источника газа, соединенного с датчиком времени или со средством для приема радиокоманды, передаваемой с орбитальной станции, равноценны с точки зрения достижения указанного выше технического результата и обеспечивают дополнительную свободу выбора при проектировании спускаемого аппарата.Particular cases of the execution of a controlled gas source in the form of a high-pressure balloon or gas generator, and actuating means for switching on the boost, in the form of an element for actuating a controlled gas source connected to a time sensor or to means for receiving a radio command transmitted from an orbital station, are equivalent from the point of view of achieving the above technical result and provide additional freedom of choice when designing the descent vehicle.

Полезная модель иллюстрируется чертежами:The utility model is illustrated by drawings:

- на фиг.1 показана конструкция предлагаемого спускаемого аппарата с герметичной оболочкой в состоянии, когда она заполнена газом;- figure 1 shows the design of the proposed descent vehicle with a sealed shell in a state when it is filled with gas;

- на фиг.2 - характер изменения высоты и скорости вдоль траектории торможения спускаемого аппарата;- figure 2 - the nature of the change in height and speed along the braking path of the descent vehicle;

- на фиг.3 - расчетные зависимости максимальной температуры герметичной оболочки спускаемого аппарата от ее размеров и массы аппарата с грузом при торможении в атмосфере;- figure 3 - calculated dependences of the maximum temperature of the sealed shell of the descent vehicle on its size and mass of the device with a load when braking in the atmosphere;

- на фиг.4 - расчетные зависимости скорости посадки на поверхность Земли спускаемого аппарата с грузом от его массы и размеров.- figure 4 - the calculated dependence of the landing speed on the Earth's surface of the descent vehicle with a load on its mass and size.

Предлагаемый спускаемый аппарат надувной конструкции, показанный на фиг.1, содержит грузовой контейнер 1 с жесткой носовой частью 5, размещенный внутри герметичного отсека 2. Последний образован гибкой термостойкой оболочкой 3, которая прикреплена к жесткой носовой части 5 отсека 2 по всему ее периметру The proposed inflatable descent vehicle, shown in figure 1, contains a cargo container 1 with a rigid nose 5, located inside the sealed compartment 2. The latter is formed by a flexible heat-resistant shell 3, which is attached to the rigid nose 5 of the compartment 2 around its perimeter

с уплотнением 4. Гибкая герметичная термостойкая оболочка с внутренней стороны выполнена из газонепроницаемого материала (например, из полиимидной пленки или прорезиненной ткани, используемой в дирижаблестроении), а с внешней стороны имеет многослойную гибкую теплозащиту (например, из слоев кремнеземной ткани, пропитанных сублимирующим веществом из семейства полимерных кремнийорганических соединений).with seal 4. A flexible, sealed, heat-resistant shell on the inside is made of a gas-tight material (for example, a polyimide film or rubberized fabric used in airship building), and on the outside has a multilayer flexible thermal protection (for example, from layers of silica fabric impregnated with a sublimating substance from family of polymer organosilicon compounds).

В герметичном отсеке 2 размещен также управляемый источник 6 газа, установленный на внутренней стороне жесткой носовой части 5. Источник 6 газа может представлять собой баллон высокого давления или генератор газа, например, в виде пороховой шашки. Кроме того, в отсеке 2 размещены радиосредства 7 для обнаружения спускаемого аппарата наземными средствами и исполнительное средство 8 для включения наддува, соединенное с управляемым источником 6 газа. Исполнительное средство 8 содержит элемент 9 для приведения в действие управляемого источника 6 газа (например, выпускной клапан баллона высокого давления или устройство зажигания пороховой шашки газогенератора), соединенный с элементом 10, представляющим собой датчик времени или средство для приема радиокоманды, передаваемой с орбитальной станции.In the sealed compartment 2 there is also a controlled gas source 6 mounted on the inside of the rigid nose 5. The gas source 6 can be a high-pressure tank or a gas generator, for example, in the form of a powder checker. In addition, in compartment 2 there are radio means 7 for detecting the descent vehicle by ground-based means and actuating means 8 for switching on boost, connected to a controlled gas source 6. The actuating means 8 comprises an element 9 for actuating a controlled gas source 6 (for example, an exhaust valve of a high pressure cylinder or an ignition device for the powder checkers of a gas generator) connected to an element 10, which is a time sensor or means for receiving a radio command transmitted from an orbital station.

Предлагаемый спускаемый аппарат используется и работает следующим образом.The proposed lander is used and operates as follows.

При появлении необходимости отправить на поверхность Земли груз (результаты экспериментов, носители отснятой информации и др. материалы) специалисты экипажа орбитальной станции укладывают его в грузовой контейнер 1 и присоединяют When it becomes necessary to send cargo to the Earth's surface (experimental results, media of captured information and other materials), the crew of the orbital station put it in cargo container 1 and attach it

гибкую оболочку 3 с уплотнением 4 к жесткой носовой части 5 контейнера 1 по всему ее периметру. Образуемый при этом герметичный отсек 2 спускаемого аппарата ограничен гибкой оболочкой 3 и носовой частью 5 грузового контейнера 1. Поэтому грузовой контейнер 1 находится внутри герметичного отсека 2, т.е. гибкая оболочка 3 полностью охватывает грузовой контейнер (а также управляемый источник 6 газа с исполнительным средством 8 для включения наддува и радиосредства 7 для обнаружения спускаемого аппарата наземными средствами). На этой стадии гибкая оболочка 3 сложена в компактный объем.a flexible shell 3 with a seal 4 to the rigid nose 5 of the container 1 around its entire perimeter. The airtight compartment 2 of the descent apparatus formed in this case is limited by the flexible shell 3 and the nose 5 of the cargo container 1. Therefore, the cargo container 1 is located inside the airtight compartment 2, i.e. flexible shell 3 completely covers the cargo container (as well as a controlled gas source 6 with actuating means 8 for switching on boost and radio means 7 for detecting the descent vehicle by ground means). At this stage, the flexible shell 3 is folded into a compact volume.

Далее спускаемый аппарат с герметичной оболочкой 3 и гибкой теплозащитой, сложенными в компактный объем, устанавливают в шлюзовую камеру орбитальной станции, откуда с помощью механического толкателя шлюзовой камеры отделяют спускаемый аппарат от орбитальной станции.Next, the descent vehicle with an airtight shell 3 and flexible thermal protection, folded into a compact volume, is installed in the airlock of the orbital station, from where the descent module is separated from the orbital station using a mechanical pusher of the airlock.

При этом спускаемый аппарат с грузовым контейнером первоначально движется практически по той же орбите, что и орбитальная станция.In this case, the descent vehicle with the cargo container initially moves in almost the same orbit as the orbital station.

После отхода спускаемого аппарата от орбитальной станции на безопасное для раскрытия оболочки 3 расстояние от управляемого источника 6 внутрь герметичного отсека 2 подают газ. Подача газа может быть начата исполнительным средством 8 для включения наддува, по команде от элемента 10 (фиг.1), подаваемой на элемент 9 (выпускной клапан баллона высокого давления или инициатор поджига пороховой шашки газогенератора) для приведения в действие управляемого источника газа. Если элемент 10 представляет собой датчик времени, то команда подается After the descent vehicle departs from the orbital station, gas is supplied into the airtight compartment 2, which is safe for the shell 3 to open, from a controlled source 6. The gas supply can be started by the executive means 8 for switching on the boost, on command from element 10 (FIG. 1), supplied to element 9 (exhaust valve of the high pressure cylinder or initiator of ignition of the powder checker of the gas generator) to actuate a controlled gas source. If element 10 is a time sensor, then the command is issued

спустя фиксированный промежуток времени после отхода спускаемого аппарата от орбитальной станции. Если же элемент 10 представляет собой средство для приема радиокоманды, передаваемой с орбитальной станции, то момент формирования команды определяется на орбитальной станции ее экипажем или автоматическими средствами станции. В результате наддува оболочка 3 расправляется и принимает сферическую форму, показанную на фиг.1.after a fixed period of time after the descent vehicle departs from the orbital station. If element 10 is a means for receiving a radio command transmitted from an orbital station, then the moment of formation of the command is determined at the orbital station by its crew or automatic means of the station. As a result of pressurization, the casing 3 is expanded and takes the spherical shape shown in FIG. 1.

Торможение спускаемого аппарата с контейнером начинается за счет аэродинамической силы, возникающей при обтекании наполненной газом гибкой оболочки 3 газом разреженной (высотной) атмосферы уже на самом раннем этапе спуска, т.е. сразу после отделения от станции и наддува оболочки. Эта сила мала и зависит от размера спускаемого аппарата, определяемого размерами герметичного отсека 2, образованного наполненной газом гибкой оболочкой 3. Орбита спускаемого аппарата под действием этой силы эволюционирует, т.е. периодически изменяются во времени скорость V движения (линия 11 на фиг.2) и высота Н (линия 12, там же). Торможение спускаемого аппарата в показанном на фиг.2 случае начинается при начальной высоте его орбиты, равной высоте орбиты орбитальной станции, составляющей 400 км.The braking of the descent vehicle with the container begins due to the aerodynamic force arising from the flow of the gas-filled flexible shell 3 with the rarefied (high-altitude) atmosphere gas at the very early stage of descent, i.e. immediately after separation from the station and pressurization of the shell. This force is small and depends on the size of the descent vehicle, determined by the size of the pressurized compartment 2, formed by a flexible shell filled with gas 3. The orbit of the descent vehicle under the action of this force evolves, i.e. periodically change in time the speed V of the movement (line 11 in figure 2) and the height H (line 12, ibid.). The braking of the descent vehicle in the case shown in FIG. 2 begins with the initial height of its orbit equal to the orbit height of the orbital station of 400 km.

При этом спускаемый аппарат самоориентируется в набегающем потоке газа атмосферы жесткой частью 5 грузового контейнера 1 вперед за счет переднего по отношению к центру наполненной газом оболочки 3 расположения центра его тяжести, и эта балансировка остается единственной при всех режимах обтекания (свободномолекулярном, ламинарном, турбулентном) и для In this case, the descent vehicle is self-oriented in the incident gas flow of the atmosphere by the rigid part 5 of the cargo container 1 forward due to the front location of the center of gravity relative to the center of the gas-filled shell 3, and this balancing remains the only one under all flow regimes (free molecular, laminar, turbulent) and for

любых скоростей движения в диапазоне от гиперзвуковых до низких дозвуковых.any speed in the range from hypersonic to low subsonic.

Продолжительность спуска грузов по предлагаемому способу зависит от размеров спускаемого аппарата и массы его с грузом и может составлять от нескольких часов до нескольких суток.The duration of the descent of the goods according to the proposed method depends on the size of the descent vehicle and its weight with cargo and can range from several hours to several days.

Из фиг.2 следует, что время эволюции орбиты спускаемого аппарата сферической формы диаметром 20 м и массой 400 кг составляет примерно 62 часа (около 2,6 суток). При этом аппарат до входа в плотные слои атмосферы на высоте 100 км совершает 40 витков вокруг Земли.From figure 2 it follows that the evolutionary time of the orbit of the descent vehicle of a spherical shape with a diameter of 20 m and a mass of 400 kg is approximately 62 hours (about 2.6 days). In this case, the apparatus, before entering the dense atmosphere at an altitude of 100 km, makes 40 orbits around the Earth.

Таким образом, спускаемый аппарат в течение длительного времени совершает обороты вокруг Земли, постепенно из-за аэродинамического торможения снижаясь и приобретая соответствующую скорость для входа в плотную атмосферу. После полного наддува герметичного отсека наземные средства наблюдения обнаруживают и отслеживают движение спускаемого аппарата по сигналам его радиосредств 7 в нескольких разнесенных по времени точках его траектории. При этом определяют параметры орбитального движения спускаемого аппарата и расчетным путем с использованием этой информации определяют координаты ожидаемой точки и время входа аппарата в плотную атмосферу (на высоте около 100 км) и соответствующей точки посадки спускаемого аппарата на поверхность Земли. Заблаговременное определение точки посадки аппарата дает возможность подготовить и отправить в район посадки экспедицию, осуществляющую поиск и эвакуацию груза к месту назначения.Thus, the descent vehicle makes revolutions around the Earth for a long time, gradually decreasing due to aerodynamic drag and acquiring the appropriate speed to enter a dense atmosphere. After complete pressurization of the pressurized compartment, ground-based observation devices detect and track the movement of the descent vehicle by the signals of its radio means 7 at several time-spaced points of its trajectory. In this case, the parameters of the orbital motion of the descent vehicle are determined and the coordinates of the expected point and the time of the vehicle’s entry into the dense atmosphere (at an altitude of about 100 km) and the corresponding landing point of the descent vehicle on the Earth’s surface are calculated using this information. The early determination of the landing point of the apparatus makes it possible to prepare and send to the landing area an expedition that searches and evacuates cargo to its destination.

Во время торможения поверхность теплозащиты и гибкая термостойкая оболочка 3 спускаемого аппарата нагреваются под воздействием высокоскоростного встречного потока как разреженного, так затем и плотного газа атмосферы. Результаты расчета реализуемого при этом нагрева поверхности теплозащиты в зависимости от радиуса R оболочки 3 показывают, что при торможении спускаемого аппарата сферической формы и, например, массой 400 кг, равновесная температура Тр поверхности теплозащиты оболочки 3 спускаемого аппарата на всем протяжении спуска не превышает 600°С, если диаметр сферы (2R) равен 20 м, и 320°С у аппарата диаметром 60 м (см. фиг.3; линии 13, 14 и 15 соответствуют значениям массы аппарата 200, 300 и 400 кг).During braking, the heat-shielding surface and the flexible heat-resistant shell 3 of the descent vehicle are heated under the influence of a high-speed counter flow of both rarefied and then dense atmospheric gas. The calculation results of the heat-shielding surface that is being realized in this case, depending on the radius R of the shell 3, show that when braking the descent vehicle of a spherical shape and, for example, weighing 400 kg, the equilibrium temperature T p of the heat-shielding surface of the shell 3 of the descent apparatus does not exceed 600 ° C, if the diameter of the sphere (2R) is 20 m, and 320 ° C for an apparatus with a diameter of 60 m (see Fig. 3; lines 13, 14 and 15 correspond to the mass of the apparatus 200, 300 and 400 kg).

На фиг 4 представлены результаты расчетов зависимости скорости посадки Vп от размеров надувного герметичного отсека сферической формы с орбитальной станции, находящейся на высоте 400 км (R - радиус сферы, линии 16, 17 и 18 соответствуют значениям массы аппарата 200, 300 и 400 кг). Из этих результатов следует, что скорость посадки на поверхность Земли таких спускаемых аппаратов составляет от 2 до 7 м/с, что является вполне приемлемым для сохранения груза при ударе о поверхность.Figure 4 presents the results of calculations of the dependence of the landing speed V p on the size of the inflatable sealed compartment of a spherical shape from an orbital station located at an altitude of 400 km (R is the radius of the sphere, lines 16, 17 and 18 correspond to the mass of the apparatus 200, 300 and 400 kg) . From these results it follows that the speed of landing on the Earth's surface of such descent vehicles is from 2 to 7 m / s, which is quite acceptable for saving cargo when it hits the surface.

Таким образом, с одной стороны, использование на начальной стадии спуска груза и далее вплоть до его посадки на поверхность Земли пассивного аэродинамического торможения в предлагаемом способе доставки груза с пилотируемой орбитальной станции избавляет от необходимости использовать дорогостоящие реактивные системы ориентации и торможения, и, с другой стороны, обеспечивает возможность оперативной доставки Thus, on the one hand, the use of passive aerodynamic braking in the proposed method for delivering cargo from a manned orbital station at the initial stage of launching the cargo and then up to its landing on the Earth’s surface eliminates the need to use expensive reactive orientation and braking systems, and, on the other hand , provides the possibility of prompt delivery

груза с орбиты в любой момент времени при отсутствии пристыкованных к орбитальной станции специальных транспортных аппаратов.cargo from orbit at any time in the absence of special transport vehicles docked to the orbital station.

Источники информацииInformation sources

1. В.Е.Гудилин, Л.И.Слабкий. Ракетно-космические системы (История. Развитие. Перспективы), Москва, 1996, глава 4.1. V.E. Gudilin, L.I. Slabky. Space-rocket systems (History. Development. Prospects), Moscow, 1996, chapter 4.

2. Спейс-Шаттл. В книге: "Космонавтика. Энциклопедия", Москва, "Советская энциклопедия", 1985, с.375-376.2. Space Shuttle. In the book: "Cosmonautics. Encyclopedia", Moscow, "Soviet Encyclopedia", 1985, p. 375-376.

3. Сборник РКК "Энергия" им. С.П.Королева под редакцией Ю.П.Семенова, 1996, с.342-345.3. Collection of RSC Energia named after S.P. Koroleva edited by Yu.P. Semenov, 1996, p.342-345.

Claims (5)

1. Спускаемый аппарат для доставки грузов с орбитальной пилотируемой станции на поверхность Земли, содержащий грузовой контейнер, размещенный в предназначенном для него отсеке, систему торможения и теплозащиты для обеспечения входа и движения спускаемого аппарата в плотных слоях атмосферы, а также радиосредства для его обнаружения, отличающийся тем, что он снабжен управляемым источником газа с исполнительным средством для включения наддува, размещенным в том же отсеке, что и грузовой контейнер, последний имеет жесткую носовую часть, на которой закреплен управляемый источник газа, при этом система торможения для обеспечения входа и движения спускаемого аппарата в плотных слоях атмосферы выполнена в виде гибкой герметичной оболочки, которая плотно присоединена к грузовому контейнеру по периметру его жесткой носовой части, полностью охватывает грузовой контейнер и является отсеком для его размещения, при этом гибкая герметичная оболочка снабжена гибкой теплозащитой и выполнена с возможностью наддува из управляемого источника газа и приобретения сферической формы при заполнении газом.1. A descent vehicle for delivering goods from an orbital manned station to the Earth's surface, containing a cargo container located in the compartment intended for it, a braking and thermal protection system for providing entry and movement of the descent vehicle in dense layers of the atmosphere, as well as a radio means for detecting it, characterized the fact that it is equipped with a controlled gas source with an executive means for switching on the boost, located in the same compartment as the cargo container, the latter has a rigid nose, on which secures a controlled gas source, while the braking system for providing entry and movement of the descent vehicle in dense atmospheric layers is made in the form of a flexible sealed shell that is tightly attached to the cargo container around the perimeter of its rigid bow, completely covers the cargo container and is a compartment for it placement, while the flexible sealed shell is equipped with flexible thermal protection and is configured to pressurize from a controlled gas source and acquire a spherical shape gas filling. 2. Спускаемый аппарат по п.1, отличающийся тем, что управляемый источник газа выполнен в виде баллона высокого давления.2. The lander according to claim 1, characterized in that the controllable gas source is made in the form of a high-pressure cylinder. 3. Спускаемый аппарат по п.1, отличающийся тем, что управляемый источник газа выполнен в виде генератора газа.3. The lander according to claim 1, characterized in that the controlled gas source is made in the form of a gas generator. 4. Спускаемый аппарат по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что исполнительное средство для включения наддува содержит элемент для приведения в действие управляемого источника газа, соединенный с датчиком времени.4. A descent vehicle according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the actuating means for switching on the boost comprises an element for actuating a controlled gas source connected to a time sensor. 5. Спускаемый аппарат по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что исполнительное средство для включения наддува содержит элемент для приведения в действие управляемого источника газа, соединенный со средством для приема радиокоманды, передаваемой с орбитальной станции.
Figure 00000001
5. A descent vehicle according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the actuating means for turning on the boost comprises an element for actuating a controlled gas source connected to means for receiving a radio command transmitted from an orbital station.
Figure 00000001
RU2008151241/22U 2008-12-25 2008-12-25 LIFTED APPARATUS FOR DELIVERY OF GOODS FROM A MANAGED ORBITAL STATION TO THE SURFACE OF THE EARTH RU82679U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008151241/22U RU82679U1 (en) 2008-12-25 2008-12-25 LIFTED APPARATUS FOR DELIVERY OF GOODS FROM A MANAGED ORBITAL STATION TO THE SURFACE OF THE EARTH

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008151241/22U RU82679U1 (en) 2008-12-25 2008-12-25 LIFTED APPARATUS FOR DELIVERY OF GOODS FROM A MANAGED ORBITAL STATION TO THE SURFACE OF THE EARTH

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU82679U1 true RU82679U1 (en) 2009-05-10

Family

ID=41020417

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2008151241/22U RU82679U1 (en) 2008-12-25 2008-12-25 LIFTED APPARATUS FOR DELIVERY OF GOODS FROM A MANAGED ORBITAL STATION TO THE SURFACE OF THE EARTH

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU82679U1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3286951A (en) Recovery system
RU2381967C1 (en) Method to deliver cargoes from manned orbital stations on earth surface
US5927653A (en) Two-stage reusable earth-to-orbit aerospace vehicle and transport system
US9302788B2 (en) Stratospheric-airship-assisted orbital payload launching system
US20070012820A1 (en) Reusable upper stage
CN102730203B (en) Reentry inflation cover with controllable direction
WO1997038903A9 (en) Two-stage reusable earth-to-orbit aerospace vehicle and transport system
CN106379509B (en) A kind of missile-borne formula floating balloon system
US6260802B1 (en) Pneumatic airborne ejection system for aerospace vehicles
US8366052B1 (en) Detachable inflation system for air vehicles
US20180290767A1 (en) Satellite Launcher And Method For Putting Satellites Into Orbit Using Said Satellite Launcher
US3168266A (en) Apparatus for supporting air-borne loads
CN212963052U (en) Recovery structure of carrier rocket radome fairing
US6543715B1 (en) Aerospace system
US20220127017A1 (en) A floating platform for launching a space rocket from a height and method for launching a rigid -walled balloon into the space
US3282539A (en) Recovery system
RU82679U1 (en) LIFTED APPARATUS FOR DELIVERY OF GOODS FROM A MANAGED ORBITAL STATION TO THE SURFACE OF THE EARTH
RU2160215C1 (en) Aero-space system
CN106672263A (en) Inflatable unpowered hang glider aerostat for extraterrestrial atmospheric celestial bodies
RU2771550C1 (en) Method for returning the rocket stage to the earth and the rocket stage for implementing this method
RU2748483C1 (en) Spacecraft with aerodynamic braking device for removing space objects from orbit into earth's atmosphere and method for controlling its flight
RU2659609C2 (en) Space transportation system on the basis of the light, middle and heavy classes rockets family with the space rockets aerial launch from the surface-effect airborne ship board and its functioning method
US20240132231A1 (en) A reusable floating device for launching a space rocket from high altitude, and method for launching a rigid structure into space
RU2771531C1 (en) Method for returning the head fairing of the rocket to the ground (options) and a fairing for the implementation of this method (options)
RU2526633C1 (en) Multipurpose aerostat system for accelerated placing on target altitude

Legal Events

Date Code Title Description
PC12 Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for utility models

Effective date: 20171201