Результат интеллектуальной деятельности: Способ разделения отсеков ракеты

Изобретение относится к способам сброса или отделения объектов, преимущественно ступеней ракет, отсеков и полезных нагрузок от несущих конструкций летательного аппарата, на любых участках траектории полета, и может быть использовано в области авиационной и ракетной техники.

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является система разделения - патент RU 2577157, содержащая силовые узлы в виде двух силовых элементов, охватывающих шпангоуты разделяемых конструкций с обеспечением направления вектора нагрузки через нейтральные оси шпангоутов разделяемых конструкций, бандаж в виде каната из свитых между собой проволок, пироузлы расфиксации силовых узлов крепления, толкатели отделения.

Общими существенными признаками прототипа - системы разделения, совпадающими с существенными признаками предлагаемого способа являются следующие: стык включает изготовление силовых узлов крепления шпангоутов разделяемых отсеков, пироузлов расфиксации силовых узлов крепления и толкателя отделения.

Особенностью известного стыка - прототипа является то, что эта система разделения не обеспечивает возможность крепления элементов конструкции без выхода за габариты наружного контура шпангоутов, и тем самым не позволяет уменьшить аэродинамическое сопротивление конструкции при полете в атмосфере. Толкатели отделения являются отдельными элементами конструкции, наличие которых снижает надежность летательного аппарата в целом. Применяемый бандаж не позволяет использовать систему разделения в большом температурном диапазоне из-за разных коэффициентов температурного расширения шпангоутов разделяемых конструкций и стягивающего каната. При изменении температуры конструкции в одну сторону происходит ослабление стягивающего каната и падение усилия затяжки стыка шпангоутов разделяемых конструкций, в другую - происходит увеличение натяжения каната и уменьшение его запаса прочности.

Предлагаемое изобретение - способ разделения отсеков ракеты позволяет уменьшить аэродинамическое сопротивление конструкции при полете в атмосфере и обеспечить работоспособность в большом диапазоне температур. Рабочая температура, при которой способ разделения отсеков ракеты позволяет сохранять работоспособность конструкции, ограничивается только рабочими температурами материалов, из которых изготовлены ее элементы. Функцию толкателей отделения выполняют пироузлы расфиксации силовых узлов крепления, что позволяет повысить надежность летательного аппарата в целом.

Для достижения названного технического результата способ разделения отсеков ракеты включает: изготовление силовых узлов крепления шпангоутов разделяемых отсеков, пироузлов расфиксации силовых узлов крепления и толкателя отделения, при этом в шпангоут одного из разделяемых отсеков устанавливают подвижный фланец на направляющих, которые закрепляют в шпангоуте через окна, которые выполняют в подвижном фланце, чем обеспечивают возможность перемещения подвижного фланца по направляющим в направлении, перпендикулярном привалочной плоскости шпангоутов, затяжной болт, упирая головку затяжного болта на шпангоут, чем обеспечивают возможность прижатия шпангоутов по привалочным поверхностям в процессе затяжки болта, при этом в теле болта выполняют кольцевую канавку с конической боковой стенкой, располагая ее со стороны, противоположной направлению затяжки болта, упорную часть головки затяжного болта изготавливают в виде отдельных сухариков, частично погруженных в канавку тела затяжного болта, имеющих форму погруженной части, идентичную форме канавки тела затяжного болта, и размещают в цилиндрическом вырезе, который выполняют в подвижном фланце, а сам пироузел расфиксации силовых узлов крепления устанавливают в подвижный фланец, и выполняют в виде пневмоцилиндра со сдвигаемым относительно подвижного фланца и шпангоута поршнем, на котором выполняют выступ, выполняющий функции толкателя отделения, проходящий через вырез, который выполняют в шпангоуте, упирая его на шпангоут другого из разделяемых отсеков.

Отличительным признаком предлагаемого способа разделения отсеков ракеты является то, что в шпангоут одного из разделяемых отсеков устанавливают подвижный фланец на направляющих, которые закрепляют в шпангоуте через окна, которые выполняют в подвижном фланце, чем обеспечивают возможность перемещения подвижного фланца по направляющим в направлении, перпендикулярном привалочной плоскости шпангоутов, затяжной болт, упирая головку затяжного болта на шпангоут, чем обеспечивают возможность прижатия шпангоутов по привалочным поверхностям в процессе затяжки болта, при этом в теле болта выполняют кольцевую канавку с конической боковой стенкой, располагая ее со стороны, противоположной направлению затяжки болта, упорную часть головки затяжного болта изготавливают в виде отдельных сухариков, частично погруженных в канавку тела затяжного болта, имеющих форму погруженной части, идентичную форме канавки тела затяжного болта, и размещают в цилиндрическом вырезе, который выполняют в подвижном фланце, а сам пироузел расфиксации силовых узлов крепления устанавливают в подвижный фланец, и выполняют в виде пневмоцилиндра со сдвигаемым относительно подвижного фланца и шпангоута поршнем, на котором выполняют выступ, выполняющий функции толкателя отделения, проходящий через вырез, который выполняют в шпангоуте, упирая его на шпангоут другого из разделяемых отсеков.

Благодаря наличию данных отличительных признаков в совокупности с известными достигается следующее: данный способ позволяет уменьшить аэродинамическое сопротивление и кинетический нагрев элементов конструкции при полете в атмосфере. Рабочая температура, при которой способ разделения отсеков ракеты позволяет сохранять работоспособность конструкции, ограничивается только рабочими температурами материалов, из которых изготовлены ее элементы. Функцию толкателей отделения выполняют пироузлы расфиксации силовых узлов крепления, что позволяет снизить количество исполнительных механизмов, и повысить надежность летательного аппарата в целом.

Данный способ может найти применение в качестве узла стыковки ступеней ракет, отсеков и полезных нагрузок, которые необходимо отделить во время полета.

Изобретение поясняется фиг. 1…6:

На фиг. 1 представлен способ разделения отсеков ракеты в изометрии.

На фиг. 2, представлен вид сзади на способ разделения отсеков ракеты.

На фиг. 3, сеч. А-А (фиг. 2), представлен пироузел расфиксации силовых узлов крепления в состыкованном состоянии отсеков.

На фиг. 4, сеч. Б-Б (фиг. 2), представлен затяжной болт в состыкованном состоянии отсеков.

На фиг. 5, сеч. В-В (фиг. 2), представлена направляющая в состыкованном состоянии отсеков.

На фиг. 6, сеч. Г-Г (фиг. 4), представлена упорная часть головки затяжного болта, состоящая из отдельных сухариков.

Способ разделения отсеков ракеты, изображенный на фиг. 1…6 включает изготовление пироузлов расфиксации 1 (фиг. 2, фиг. 3) силовых узлов крепления и толкателя отделения 2 (фиг. 3), при этом в шпангоут 3 (фиг. 1, фиг. 3, фиг. 4, фиг. 5, фиг. 6) одного из разделяемых отсеков устанавливают подвижный фланец 4 (фиг. 2, фиг. 3, фиг. 4, фиг. 5, фиг. 6) на направляющих 5 (фиг. 2, фиг. 5), которые закрепляют в шпангоуте 3 через окна, которые выполняют в подвижном фланце 4, чем обеспечивают возможность перемещения подвижного фланца 4 по направляющим 5 в направлении, перпендикулярном привалочной плоскости шпангоутов 3 и 6, затяжной болт 7 (фиг. 2, фиг. 4, фиг. 6), упирая головку затяжного болта 7 на шпангоут 3, чем обеспечивают возможность прижатия шпангоутов 3 и 6 по привалочным поверхностям в процессе затяжки болта 7, при этом в теле болта 7 выполняют кольцевую канавку 8 (фиг. 4, фиг. 6) с конической боковой стенкой, располагая ее со стороны, противоположной направлению затяжки болта 7, упорную часть головки затяжного болта 7 изготавливают в виде отдельных сухариков 9 (фиг. 4, фиг. 6), частично погруженных в канавку 8 тела затяжного болта 7, имеющих форму погруженной части, идентичную форме канавки 8 тела затяжного болта 7, и размещают в цилиндрическом вырезе 10 (фиг. 4, фиг. 6), который выполняют в подвижном фланце 4, а сам пироузел расфиксации 1 силовых узлов крепления устанавливают в подвижный фланец 4, и выполняют в виде пневмоцилиндра со сдвигаемым относительно подвижного фланца 4 и шпангоута 3 поршнем 11 (фиг. 3), на котором выполняют выступ, выполняющий функции толкателя отделения 2, проходящий через вырез, который выполняют в шпангоуте 3, упирая его на шпангоут 6 другого из разделяемых отсеков.

Способ разделения отсеков ракеты заключается в следующем:

При подаче электрического сигнала в пироузле расфиксации 1 возникает избыточное давление, при котором подвижный фланец 4 перемещается по направляющим 5 относительно поршня 11 и шпангоута 3 одного из разделяемых отсеков, высвобождая отдельные сухарики 9, которые перемещаясь по конической боковой стенке кольцевой канавки 8 в радиальном направлении высвобождают затяжной болт 7, позволяя поршню 11, с выполненным на нем толкателем отделения 2, перемещаться в перпендикулярном привалочной плоскости шпангоутов 3 и 6 направлении, отталкивая шпангоуты 3 и 6 разделяемых отсеков друг от друга.