Результат интеллектуальной деятельности: Ракета

Изобретение относится к области ракетной техники и может быть использовано в малогабаритных ракетах с отделяемой стартовой ступенью и в первую очередь в сверхзвуковых ракетах.

Известна двухступенчатая ракета с отделяемой стартовой ступенью, см. патент РФ 2362102 от 02.06.2008 г МПК⁷ F42B 14/00, принятая нами за прототип.

Ракета содержит отделяемую стартовую ступень с двигателем, маршевую ступень, зафиксированную в переходном шпангоуте разрушаемыми элементами, поршень и обтекатель, переходный шпангоут скреплен с двигателем накидной гайкой. Устройство снабжено газогенератором, который активируется по команде с бортовой аппаратуры управления в расчетный момент времени.

Недостатками приведенного устройства являются сложность конструкции из-за наличия не только газогенератора, который сам по себе является сложным пороховым газодинамическим устройством с системой активации (по сути, это ракетный мини-двигатель), но также из-за необходимости применения в этом устройстве дополнительно аппаратуры управления системой активации газогенератора. Кроме того очевидно, что чем больше систем использовано в устройстве, тем ниже надежность устройства.

Задачей предлагаемого технического решения является упрощение конструкции ракеты с повышением надежности работы.

Для решения поставленной задачи в известной ракете, содержащей маршевую ступень, зафиксированную в переходном шпангоуте разрушаемыми элементами, отделяемую стартовую ступень с двигателем большего диаметра, скрепленным с переходным шпангоутом накидной гайкой, обтекатель и поршень, поршень закреплен в кормовой части маршевой ступени, наружная часть которого выполнена в виде двух цилиндров разных диаметров, объединенных конусом, накидная гайка снабжена контргайкой, выполненной в виде обтекателя, внутренняя полость переходного шпангоута с поршнем и передней частью двигателя образуют накопительную камеру, сообщающуюся с атмосферой продольными каналами, выполненными в виде диффузоров в переходном шпангоуте, при этом маршевая ступень установлена с упором в буртик переходного шпангоута, на цилиндре большего диаметра поршня, с прилеганием к буртику переходного шпангоута, установлена упругая разрезная гайка, на которой с охватом установлено и зафиксировано подвижное стопорное кольцо, образующее с частью накопительной камеры и диффузорами предварительную камеру высокого давления, а цилиндр меньшего диаметра поршня размещен в опоре, жестко закрепленной на двигателе, причем длина участка цилиндра меньшего диаметра, размещенного в опоре, равна длине участка переходного шпангоута, в котором размещена кормовая часть маршевой ступени.

Сущность предложенного технического решения заключается в том, что в известной 2- ступенчатой ракете, содержащей МС, зафиксированную в переходном шпангоуте разрушаемыми элементами, отделяемую стартовую ступень с двигателем, скрепленным с переходным шпангоутом накидной гайкой, поршень и обтекатель, поршень закреплен в кормовой части МС. Наружная часть поршня выполнена в виде двух цилиндров разных диаметров, объединенных конусом. Накидная гайка снабжена контргайкой, выполненной в виде обтекателя. МС скреплена с переходным шпангоутом разрушаемыми элементами (в виде срезных винтов). При этом поршень, закрепленный в кормовую часть МС, с передним дном двигателя и внутренней полостью переходного шпангоута образуют накопительную камеру, сообщающуюся с атмосферой каналом (каналами) воздухозаборника (или нескольких воздухозаборников), выполненным в виде диффузора в переходном шпангоуте. МС установлена с упором в буртик переходного шпангоута. На цилиндре большего диаметра поршня, с прилеганием к буртику переходного шпангоута, установлена упругая разрезная гайка, на которой с охватом установлено и зафиксировано подвижное стопорное кольцо, образующее с частью накопительной камеры и диффузором предварительную камеру высокого давления, а цилиндр меньшего диаметра поршня размещен в опоре жестко закрепленной на двигателе. Причем длина участка I₂ цилиндра меньшего диаметра поршня, размещенного в опоре, равна длине участка I₁ переходного шпангоута, в котором размещена кормовая часть маршевой ступени.

Предложенная конструкция ракеты и особенности ее работы поясняются чертежами, где на фиг. 1 изображена 2-ступенчатая ракета, содержащая отделяемую стартовую ступень с двигателем 1, маршевую ступень 2, переходный отсек 3, На фиг. 2 показан вид А с фиг. 1, на фиг. 3 показано состояние устройства во время работы 1, на фиг. 4 показан момент разделения. На фиг. 2 подробно изображено предложенное устройство. Переходный шпангоут 4, с двигателем стартовой ступени 1 скреплены накидной гайкой 5, которая снабжена контргайкой в виде обтекателя 6. Поршень 7 закреплен в кормовой части МС винтами 8. МС скреплена с переходным шпангоутом разрушаемыми элементами 9 выполненными в виде срезных винтов, при этом переходный шпангоут снабжен продольными каналами 10, выполненными в виде диффузоров, образующих с внутренней полостью переходного шпангоута, поршнем и двигателем накопительную камеру 11. МС установлена с упором в буртик 12 переходного шпангоута на участке I₁. На цилиндре большего диаметра поршня, с прилеганием к буртику переходного шпангоута, установлена упругая разрезная гайка 13, на которой с охватом установлено и зафиксировано подвижное стопорное кольцо 14, образующее с частью накопительной камеры и диффузором предварительную камеру высокого давления 15. Цилиндр меньшего диаметра поршня размещен в опоре 16 жестко закрепленной на двигателе, причем I₁=I₂.

Предложенное устройство работает следующим образом. В полете от старта ракеты до окончания работы двигателя создаваемая тягой двигателя продольная перегрузка прижимает маршевую ступень 2 торцем поршня 7 к буртику 12 переходного шпангоута 4. При этом набегающий поток воздуха, проходит в продольные каналы (воздухозаборники) 10, попадает в предварительную камеру высокого давления 15, перемещает стопорное кольцо 14, в результате освобождается упругая разрезная гайка 13, которая расширяясь, выходит из зацепления с поршнем 7, закрепленным на МС.Далее в процессе полета продолжает наполняться накопительная камера 11 воздухом с повышением давления. По окончании работы двигателя уменьшается и исчезает тяга, в результате уменьшается и исчезает продольная перегрузка, прижимающая МС торцем поршня 7 к буртику 12 переходного шпангоута 4, при этом сила давления набранного воздуха в накопительной камере 11 на ступени срезает разрушаемый элемент 9, перемещаясь в переходном шпангоуте, МС проходит участок I₁ а поршень в опоре - участок I₂, причем I₁=I₂, в результате МС освобождается от стартовой ступени, продолжая независимое движение.

Таким образом, предложенное техническое решение существенно упрощает конструкцию ракеты с отделяемой стартовой ступенью при повышении надежности в сравнении с прототипом за счет закрепления на маршевой ступени поршня, выполненного в виде двух цилиндров разных диаметров, связанных конусом, и создания поршнем, внутренней полостью переходного шпангоута и передним дном двигателя накопительной камеры, сообщающейся с атмосферой продольными каналами воздухозаборников, выполненных в виде диффузоров. Кроме того, с целью повышения надежности закрепления МС в переходном отсеке, МС установлена с упором в буртик переходного шпангоута и зафиксирована упругой разрезной гайкой, которая удерживается подвижным стопорным кольцо, образующим с частью накопительной камеры и диффузорами воздухозаборников предварительную камеру высокого давления.