ТЕХНИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС КОСМОДРОМА ДЛЯ ПОДГОТОВКИ К ПУСКУ НА СТАРТОВОМ КОМПЛЕКСЕ РАКЕТ-НОСИТЕЛЕЙ
SPACE VEHICLE LAUNCHING SITE COMPLEX FOR ROCKER CARRIER PREPARATION FOR LAUNCHING

Изобретение относится к ракетно-космической технике (РКТ) - именно, к технике и технологии подготовки ракеты-носителя (РН) и космической головной части (КГЧ) к пуску: доставке, сборке, тестированию на техническом комплексе (ТК) космодрома для пуска РН, выведения космического аппарата (КА) на орбиту и может быть использовано для подготовки к пуску экологически безопасных ракет-носителей легкого, среднего и тяжелого класса с космическими головным частями, на технических комплексах любых космодромов, в частности, например, на космическом ракетном комплексе (КРК) космодрома «Байтерек» (Казахстан)и на проектируемом космодроме «Восточный».
Уровень техники.
Известен комплекс подготовки стартовой площадки для запуска ракеты космического назначения (РКН) и наземное оборудование для осуществления запуска (см. описание к патенту РФ №2094337, МПК B64G 5/00, 1994).
Известен комплекс предстартовой подготовки и пуска РН (см. описание к патенту РФ №2099255, МПК B64G 5/00, F42B 15/00, 1995).
Известен также стартовый комплекс для предстартовой подготовки и пуска РН с космическим аппаратом (см. описание к патенту РФ №22442411, МПК B64G 5/00, 2003).
Известен стартовый комплекс для подготовки и пуска РН с космическими аппаратами (см. описание к патенту РФ №2270792, МПК B64G 5/00, 2004). В состав известного стартового комплекса входят системы заправки РН различными газовыми и жидкостными компонентами, в т.ч. система подачи воздуха в виде компрессорной станции, холодильная система термостатирования и другое вспомогательное оборудование.
Известен также стартовый комплекс для предстартовой подготовки и пуска РН с КГЧ и вариантами выполнения системы термостатирования различных отсеков РН (см. описание к патенту РФ №2318706, МПК B64G 5/00, 2006). В состав известного стартового комплекса входят, в частности, системы заправки РН окислителем и горючим, система охлаждения горючего, средства дистанционного контроля основных параметров воздуха (давление и температура), система термостатирования КГЧ воздухом низкого давления, холодильный центр, общетехнические системы и другое оборудование.
Известен, кроме того, аналогичный стартовый комплекс для предстартовой подготовки и пуска РН с КГЧ и вариантами выполнения системы термостатирования различных отсеков РН (см. описание к патенту РФ №2318707, МПК B64G 5/00, 2006), содержащий, в частности, систему заправки РН горючим и окислителем, холодильный центр, систему термостатирования воздухом низкого давления и общетехнические системы.
Известен также «Универсальный стартовый монтажный комплекс для запуска космических аппаратов» - см. описание к патенту USA №4932607; Int. Cl. B64F 1/04 (U.S. Cl. 244/63), Date of Patent 12.06.1990 «UNIVERSAL ERECTION AND PROCESSING SYSTEM FOR LAUNCHING A SPACE VEHICLE». Основу стартового комплекса представляет установленная на железнодорожной платформе кабель-заправочная башня (КЗБ) в виде П-образного вертикального сооружения, основное предназначение которой - подготовка к пуску космического ракетоносителя среднего класса, после чего платформу перемещают от стартовой позиции.
Общим недостатком перечисленных известных технических решений-аналогов, который препятствует выбору из перечня изложенных в уровне техники наиболее близкого по технической сущности и достигаемому результату, является то, что на стартовом комплексе космодрома, на который ракета-носитель (РН), оснащенная космической головной частью (КГЧ), доставляется с технического комплекса космодрома, выполняется лишь частичное тестирование основных показателей ракеты носителя и космической головной части.
Полный комплекс сборки, испытаний и тестирования всех систем РН и КГЧ проводятся в регламентном объеме лишь на техническом комплексе.
В этом состоит принципиальное отличие технического комплекса космодрома от стартового комплекса.
Основное назначение стартового комплекса (СК) космодрома - окончательное предстартовое тестирование основных параметров ракеты носителя (РН) с космической головной частью (КГЧ) и запуск РН со стартовой позиции.
Основное же назначение технического комплекса (ТК) космодрома - проведение в полном объеме работ по доставке, разгрузке, проверке и сборке поступающих агрегатов и узлов РН и КГЧ с выполнением их полного комплексного тестирования, заправка РН компонентами топлива и доставка РН с КГЧ на стартовый комплекс космодрома.
Технический комплекс (ТК) космического ракетного комплекса (КРК) содержит совокупность технических средств, технологического оборудования и инженерных сооружений и предназначен для приема, сборки, испытаний РН легкого, среднего и тяжелого классов, проведения с ними регламентных работ и стыковки с заданной номенклатурой разгонных блоков (РБ) и космических аппаратов (КА), а также для хранения РН в установленных степенях готовности с комплектом запчастей и инструментов (ЗИП).
С учетом изложенного, наиболее близким техническим комплексом аналогичного назначения к заявленному объекту по технической сущности совокупности общих признаков и достигаемому результату является технический комплекс космодрома для подготовки к пуску на стартовом комплексе ракет-носителей, включающий технологическое оборудование для проведения предпусковых испытаний составных частей ракет космического назначения, размещенное в монтажно-испытательном корпусе технического комплекса (см. Вольский А.П., ред., Космодром. М., Военное изд-во Минобороны СССР, 1977, с.52-78).
К причинам, препятствующим достижению требуемого результата при использовании известного технического решения, принятого за прототип, относится то, что принципы, заложенные в проектные решения в период начала освоения космоса, в целом оправданы, но техника и технология, которая использовалась в те годы, для воплощения современных проектных решений морально устарела, а функционально и технологически принципиально изменилась.
Сущность предложенного изобретения заключается в следующем.
Задачей, на решение которой направлено заявленное техническое решение, является создание на космодроме универсального технического комплекса, обеспечивающего выполнение технологических операций по приему составных частей РН, ее сборке, испытаниям, стыковке с КГЧ, индивидуальной и совместной проверке РН с КГЧ, перегрузке собранной и проверенной РКН на транспортно-установочный агрегат и подготовке к вывозу на стартовый комплекс.
Технический результат, который может быть получен при осуществлении изобретения, заключается в расширении диапазона возможностей технического комплекса (ТК) космодрома для выполнения технологических операций по приему и сборке составных частей ракет-носителей (РН) любого класса - легкого, среднего или тяжелого, испытаниям и последующей стыковке РН с космической головной частью (КГЧ), совместной проверке РН с КГЧ, перегрузке собранной и проверенной ракеты космического назначения (РКН) на транспортно-установочный агрегат (ТУА) и подготовке РКН к вывозу на стартовый комплекс (СК), а также в обеспечении стабилизации температурно-влажностных параметров воздушной среды в монтажно-испытательном комплексе (МИК) и других сооружениях ТК вне зависимости от смены времен года и изменении других внешних условий системой отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха с достижением стабильного диапазона температур в помещениях от плюс 18°С до плюс 25°С при относительной влажности воздуха от 30 до 80% и требуемой чистоте подаваемого воздуха (не хуже параметров, предусмотренных техническими условиями ТУ Р9) вне зависимости от внешних условий.
Особенностью монтажно-испытательного корпуса (МИК) технического комплекса (ТК) является то, что в одном объемном сооружении МИК объединены места подготовки РН, КГЧ, КА, залы приема и предварительной очистки составных частей РН, а также обеспечивается заправка разгонных блоков (РБ). Такая схема компоновки МИК способствует технологичности процесса подготовки РКН и снижению трудозатрат, исключает возможность контакта составных частей РН с внешней средой, поскольку все операции - от приема поступающих составных частей РН до перегрузки собранной РКН на транспортно-установочный агрегат (ТУА) для вывоза на стартовый комплекс (СК) проводятся одном объеме корпуса МИК.
Указанные задача и технический результат, на решение и достижение которых направлено заявленное техническое решение, достигается совокупностью существенных признаков, изложенных в формуле изобретения.
Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в техническом комплексе космодрома для подготовки к пуску на стартовом комплексе ракет-носителей, включающем оборудование, размещенное в монтажно-испытательном корпусе технического комплекса космодрома, оборудование технического комплекса космодрома содержит комплекты монтажно-стыковочного оборудования ракеты-носителя легкого и тяжелого класса, комплект грузозахватных средств, комплект стапеля, комплект средств обслуживания, комплект вспомогательного оборудования, комплект обслуживания средств транспортирования, систему технологического газоснабжения, систему пневмоиспытаний составных частей ракет космического назначения, систему технологического пожаротушения, систему воздушного обеспечения температурного режима в отсеках, систему контроля содержания кислорода, систему термостатирования высокого давления, систему наземного электроснабжения спецтоками технологического оборудования, системы технологического газоснабжения, систему обеспечения сжатыми газами, систему производства сжатых газов, систему гарантированного электропитания технологического оборудования, систему жидкостного термостатирования, систему контроля содержания паров, агрегат термостатирования и грузовые макеты ракет-носителей легкого и тяжелого класса.
Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения, позволили установить, что, во-первых, заявителем не обнаружен аналог, характеризующийся признаками, идентичными всем существенным признакам заявленного изобретения, а, во-вторых, определение из перечня выявленных аналогов прототипа, как наиболее близкого по совокупности признаков аналога позволил выявить совокупность существенных по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату отличительных признаков в заявленном объекте, изложенных в формуле изобретения.
Следовательно, заявленное изобретение соответствует требованию «новизна» по действующему законодательству.
Для проверки соответствия заявленного изобретения требованию «изобретательский уровень» заявитель провел дополнительный поиск известных решений с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от прототипа признаками заявленного изобретения, результаты которого показывают, что, во-первых, заявленное изобретение не следует для специалиста явным образом из известного уровня техники, поскольку из уровня техники, определенного заявителем, во-вторых, не выявлено влияние предусматриваемых существенными признаками заявленного изобретения преобразований на достижение технического результата, в частности в заявленном изобретении не предусматриваются следующие преобразования:
- дополнение известного средства какой-либо известной частью, присоединяемой к нему по известным правилам, для достижения технического результата, в отношении которого установлено влияние именно таких дополнений;
- замена какой-либо части известного средства другой известной частью для достижения технического результата, в отношении которого установлено влияние именно такой замены;
- исключение какой-либо части средства с одновременным исключением обусловленной ее наличием функции и достижением при этом обычного для такого исключения результата;
- увеличение количества однотипных элементов для усиления технического результата, обусловленного наличием в средстве именно таких элементов;
- выполнение известного средства или его части из известного материала для достижения технического результата, обусловленного известными свойствами материала;
- создание средства, состоящего из известных частей, выбор которых и связь между ними осуществлены на основании известных правил, и достигаемый при этом технический результат обусловлен только известными свойствами частей этого объекта и связей между ними.
Следовательно, заявленное изобретение соответствует требованию "изобретательский уровень" по действующему законодательству.
На чертеже представлена структурная схема технического комплекса (ТК) космодрома, основные системы и комплексы которого расположены в монтажно-испытательном корпусе (МИК), основой которого является технологическое оборудование технического комплекса ракеты носителя (ТК РН) космического ракетного комплекса (КРК).
На схеме позициями обозначены:
1 - технологическое оборудование технического комплекса ракеты носителя (ТК РН), в состав которого входят:
2 - комплекты монтажно-стыковочного оборудования ТК (КМСО) для легкого и тяжелого классов РН;
3 - комплекты грузозахватных средств ТК (КГЗС) для легкого и тяжелого классов РН;
4 - комплекты средств обслуживания ТК (КСО) для легкого и тяжелого классов РН;
5 - комплекты вспомогательного оборудования ТК (КВО) для легкого и тяжелого классов РН;
6 - комплект стапеля ТК (КС);
7 - комплект обслуживания средств транспортирования ТК (КОСТ);
8 - передвижной агрегат термостатирования ТК (ПАТ);
9 - грузовые макеты ТК (ГМ) для легкого и тяжелого классов РН;
10 - система технологического газоснабжения ТК (СТГ);
11 - система обеспечения сжатыми газами ТК (СОСГ);
12 - система производства сжатых газов ТК (СПСГ);
13 - система пневматических испытаний ТК составных частей РН (СПИ);
14 - система технологического пожаротушения ТК (СТП);
15 - воздушная система обеспечения температурного режима ТК (ВСОТР);
16 - система контроля содержания кислорода ТК (СКК);
17 - система термостатирования высокого давления ТК (СТВД);
18 - система наземного электроснабжения спецтоками технологического оборудования ТК (СНЭСТ);
19 - система гарантированного электропитания технологического оборудования ТК (СГЭП);
20 - жидкостная система термостатирования ТК (ЖСТ);
21 - система контроля содержания паров КРТ (СКП КРТ).
Состав комплектов ТК монтажно-стыковочного оборудования, грузозахватных средств, вспомогательного оборудования и средств обслуживания заявителем выбран исходя из принятой концепции горизонтальной сборки РКН, проверенной многолетним практическим опытом проектирования подобных технических комплексов различных космодромов.
Вышеперечисленные комплекты технологического оборудования технического комплекса космодрома предназначены для обеспечения проведения операций по обслуживанию, подготовке, перегрузки и сборки (разборки) РКН различных классов, в том числе, серии «Ангара», их пакетных составляющих как на космодромах России, так и за рубежом.
Указанные в перечне комплекты технологического оборудования технического комплекса используются при проведения операций с РКН на ТК РН.
Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения с получением вышеуказанного технического результата, с приведением примеров конкретного выполнения, заключаются в следующем.
В состав технологического оборудования ТК РН входят следующие комплекты оборудования, технологические системы и агрегаты.
Комплекты монтажно-стыковочного оборудования ТК (КМСО, поз.2) для РН тяжелого и легкого классов содержат: агрегаты обслуживания и хранения ступеней; агрегат стыковки; тележки различных модификаций и грузоподъемности; стыковщики: блоков РН, промежуточного отсека, 3-й ступени РН, космической головной части (КГЧ), опор, комплектов закладочных и соединительных элементов в различном конструктивном исполнении, соответствующем каждому классу, предназначенные для:
подготовки к пуску ракетного блока 2-й ступени и ракетного блока 1-й ступени;
подготовки к пуску промежуточного и технологического отсека и ракетного блока 2-й ступени;
подготовки к пуску ракетного блока 2-й ступени, состыкованной с ракетным блоком 1-й ступени агрегатного модуля;
подготовки к пуску боковых блоков ракетного блока 1-й ступени и их стыковки с агрегатом обслуживания для проведения пневматических проверок;
подготовки к пуску и стыковки (отстыковки) космической головной части (КГЧ) к ракетному блоку 2-й ступени;
подготовки к пуску и стыковки (отстыковки) боковых блоков ракетного блока 1-й ступени к ракетному блоку 2-й ступени-подготовки к пуску и стыковки (отстыковки) ракетного блока 3-й ступени к сборке ракетных блоков 1-й и 2-й ступеней.
В комплекты грузозахватных средств (КГЗС, поз.3) для РН тяжелого и легкого классов входят траверсы, подвески, манипуляторы в различном конструктивном исполнении, соответствующем каждому классу, предназначенные для проведения следующих операций при подготовке РКН и проведении работ с технологическим оборудованием на ТК РН:
снятие чехлов с ракетных блоков 2-й и 3-й ступеней, боковых блоков 1-й ступени и промежуточного отсека, находящихся на агрегате транспортирования;
перегрузочные и стыковочные работы с ракетными блоками 2-й и 3-й ступеней, боковыми блоками 1-й ступени и промежуточным отсеком, снятия со ступеней переднего и заднего защитных днищ;
пристыковка к ракетному блоку 2-й ступени передней и задней ферм стапеля, а также его перегрузки на опоры стапеля;
перегрузки агрегатного модуля с монтажно-стыковочных тележек комплекта КМСО на монтажно-стыковочные тележки ТК космической головной части (КГЧ);
перегрузки КГЧ с монтажно-стыковочных тележек ТК КГЧ на монтажно-стыковочные тележки комплекта КМСО;
установки аэродинамических рулей;
перегрузки РКН на опоры транспортно-установочного агрегата (ТУА);
перегрузки грузового макета РКН тяжелого класса с ж-д платформы на ТУА и обратно.
В комплекты средств обслуживания ТК (КСО, поз.4) для РН тяжелого и легкого классов входят подъемники, колонны, арки, подставки, площадки, стремянки) в различном конструктивном исполнении, соответствующем каждому классу.
Комплекты предназначены для проведения следующих операций при подготовке, перегрузке и сборке (разборке) РКН и их составных частей:
обслуживание при проведении погрузочно-разгрузочных работ ракетных блоков 2-й и 3-й ступеней РКН, боковых блоков ракетного блока 1-й ступени РКН, промежуточного отсека РКН, космической головной части (КГЧ) РКН, а также полностью собранной РКН, размещенной на агрегатах транспортирования к стартовому комплексу;
обеспечение доступа в приборные отсеки ракетных блоков и РН в сборе, а при необходимости - для замены приборов и агрегатов РН;
обслуживание составных частей РН при проведении пневматических проверок;
обслуживание РН при проведении электрических проверок;
обслуживание зон стыковки при проведении операций стыковки (отстыковки) составных частей РН, стыковки (отстыковки) РН и КГЧ;
обслуживание РКН при укладке на транспортно-установочный агрегат (ТУА) и подстыковке коммуникация ТУА к РКН.
В комплекты вспомогательного оборудования (КВО, поз.5) для РН тяжелого и легкого классов входят в различном конструктивном исполнении, соответствующем каждому классу, подставки различной конструкции, гидравлические тележки, а также комплекты ЗИП (запасных частей и принадлежностей).
Комплекты предназначены для хранения и перемещения съемного, комплектующего и технологического оборудования РКН, разгонных блоков (РБ), их составных частей, и обеспечения работ в зоне аэродинамических рулей ракетного блока 1-й ступени.
Комплект стапеля ТК (КС, поз.6) предназначен для обеспечения проведения подготовки и пристыковки (отстыковки) боковых блоков ракетного блока 1-й ступени к ракетному блоку 2-й ступени.
В состав КС входят подставки различных типоразмеров и конструктивных модификаций, а также комплекты запасных частей и принадлежностей.
Стапель обеспечивает возможность выполнения следующих операций:
укладку и закрепление ракетного блока 2-1 ступени с установленными на нем фермами на переднюю и заднюю опоры стапеля;
поочередный подвод монтажно-стыковочных тележек из состава комплекта КМСО с уложенным на них первым боковым разгонным блоком ракетного блока 1-й ступени в зону стыковки с ракетным блоком 2-й ступени;
последовательную пристыковку (отстыковку) второго, третьего и четвертого боковых разгонных блоков 1-й ступени к ракетному блоку 2-й ступени;
поворот каждой из сборок состыкованных четырех боковых разгонных блоков ракетного блока 1-й ступени и ракетного блока 2-й ступени на требуемый угол вокруг продольной оси ракетного блока 2-й ступени;
сборку (разборку) ракетного блока 2-й ступени с боковыми блоками ракетного блока 1-й ступени с опор стапеля при помощи траверс из состава комплекта грузозахватных средств КГЗС и мостовых кранов МИК.
Привод КС обеспечивает поворот ракетного блока 2-й ступени (сборки ракетного блока 2-й ступени) с боковыми блоками ракетного блока 1-й ступени в положение укладки (перегрузки) в стапель и в положения пристыковки (отстыковки) боковых блоков ракетного блока 1-й ступени.
Привод состоит из мотор-редуктора, зубчатой муфты и планетарного редуктора, на выходном валу которого установлена шестерня, входящая в зацепление с зубчатым колесом опоры КС. Привод смонтирован на раме, представляющей собой сварную металлоконструкцию.
Электрооборудование КС предназначено для управления работой привода стапеля, поворотом колеса на угол, определенный для конкретного бокового блока, скоростью поворота, остановкой колеса и удержанием колеса в заданном положении.
В комплект обслуживания средств транспортирования ТК (КОСТ, поз.7) входят подвески различной конструкции, грузозахватные средства, средств обслуживания, комплекты сменных элементов, а также комплекты запасных частей, инструментов и принадлежностей.
Комплект предназначен для проведения работ с разборными укрытиями и оборудованием средств железнодорожного транспортирования составных частей РН тяжелого и легко-то классов в помещении «тамбур-шлюза» МИК ТК РН.
Оборудование КОСТ обеспечивает возможность выполнения следующих операций:
демонтаж кровли (перекрытий) средств транспортирования;
демонтаж съемных элементов (укрытий, опор, сегментов, стоек и т.п.) средств транспортирования;
демонтаж перекрытий (крыш) средств транспортирования;
доступ эксплуатирующего персонала к зонам обслуживания;
размещение демонтированных съемных элементов на средствах транспортирования.
Передвижной агрегат термостатирования ТК (ПАТ, поз.8) предназначен для подготовки воздуха с заданными параметрами по чистоте, температуре, расходу и относительной влажности и подачи его в КГЧ и другие отсеки с требуемыми параметрами в процессе их транспортировки;
Агрегат обеспечивает термостатирование модулей КА при транспортировке.
В состав агрегата входят:
- экипажная часть: кузов, ходовые тележки, тормозное и автосцепное оборудование);
- технологическое оборудование: средства обеспечения чистотно-температурно-влажностного режима (СО ЧТВР), средства электроснабжения (СЭ), система управления технологическим оборудованием (СУТО);
- обитаемая зона, включающая жилое купе, операторскую;
- специальное и бытовое оборудование (система обнаружения пожара, освещение, отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха в жилой зоне, средства связи;
- комплект гибких рукавов-воздуховодов и переходников, подстыковываемых к потребителю.
Грузовые макеты РН ТК (ГМ, поз.9) для РН тяжелого и легкого классов предназначены для обеспечения периодического освидетельствования:
а) транспортно-установочной тележки (ТУТ) и подъемно-транспортного устройства (ПТУ) для РКН легкого класса, и
б) транспортно-установочного агрегата (ТУА) для РКН тяжелого класса,
а также для обеспечения выполнения экспериментальных испытаний по отработке на СК операций по передаче РКН на опоры пускового стола; удержание захватами ТУТ и ПТУ или ТУА и передаче удержания на кабель-заправочный агрегат (КЗА) с обратными операциями.
В комплект грузового макета как легкого, так и тяжелого класса входят:
- макет РКН соответствующего класса (возможно, в натуральную величину с соответствующей массой);
- платформа железнодорожная для транспортирования и хранения макетов;
- комплект ЗИП.
Макеты при хранении и ж/д транспортировке устанавливаются на две опоры, закрепленные на платформе. Комплект ЗИП содержит крепежные элементы и инструмент для монтажа составных частей макетов.
Перегрузка грузовых макетов с железнодорожных платформ на транспортно-установочный агрегат производится в зале МИКа с помощью мостовых кранов и подвесок из состава грузозахватных средств.
Система технологического газоснабжения ТК (СТГ, поз.10) предназначена для приема рабочих газов, их контроля на содержание влаги и паров масла и подачи рабочих газов на вход испытательных пультов системы пневмоиспытаний РКН и для обеспечения работы технологического оборудования МИК ТК РН;
В общем виде система обеспечивает:
прием рабочих газов: азота, воздуха, гелия от системы обеспечения сжатыми газами СОСГ;
контроль принимаемых газов на содержание влаги и паров масла;
выдачу указанных газов заданных параметров к потребителям
прием от потребителей и отвод дренируемых газов за пределы сооружения;
контроль давления принимаемых и выдаваемых газов;
очистку газов от механических примесей;
управление запорной арматурой;
защиту выдающих магистралей от превышения давления.
Система представляет собой стационарно смонтированное оборудование, составные части которого соединены между собой трубопроводами.
Система обеспечения сжатыми газами ТК (СОСГ, поз.11) предназначена для приема сжатых газов (воздуха, азота, гелия) от системы производства сжатых газов (СПСГ, поз.12), заправки газов в баллоны ресиверной СОСГ и выдачи сжатых газов потребителям;
СОСГ стационарно монтируется и эксплуатируется в помещениях с обеспечением следующего температурно-влажностного режима:
- температура окружающего воздуха от плюс 5 до плюс 35°С;
- относительная влажность воздуха до 85% при температуре плюс 20°С.
- атмосферное давление от 82,5 до 103,7 кПа (от 620 до 780 мм рт.ст.).
СОСГ обеспечивает:
- прием сжатых газов (воздуха, азота, гелия) от СПСГ с конечным давлением в закачиваемых баллонах в определенных диапазонах;
- контроль кондиционности принимаемых сжатых газов;
- выдачу сжатых газов потребителям.
- визуальный контроль давления принимаемых и выдаваемых сжатых газов;
- очистку выдаваемых газов от механических примесей фильтрами;
- ручное управление запорной арматурой;
- возможность отбора проб для контроля кондиционности выдаваемых сжатых газов потребителю;
- возможность проведения подкачки баллонов сжатыми газами после проведения подготовки каждого из потребителей;
- защиту выдающих магистралей от превышения давления;
- защиту системы от статического электричества.
В процессе эксплуатации система последовательно находится в одном из следующих состояний:
- состояние готовности к применению по назначению;
- перевод в состояние готовности к работе с РКН;
- работа с РКН;
- перевод в состояние готовности к применению по назначению;
- состояние готовности к применению по назначению;
- годовое техническое обслуживание.
- перевод в состояние длительного хранения;
- состояние длительного хранения.
Система производства сжатых газов ТК (СПСГ, поз.12) предназначена для приема, производства и выдачи сжатых газов (азота, воздуха и гелия) с заданными параметрами для закачки баллонов на ТК КРК;
В соответствии со своим назначением СПСГ ТК обеспечивает выполнение следующих технологических операций:
а) компрессия гелия:
- прием сжатого гелия от передвижных ж.д. агрегатов;
- сжатие гелия компрессорными агрегатам до определенного давления;
- осушку и очистку сжатого гелия в блоках осушки и очистки до заданных параметров;
- закачку баллонов СОСГ сжатым гелием до определенного давления;
- контроль влажности и содержания масла в сжатом гелии;
б) азотная станция:
- прием сжатого азота от передвижных автомобильных агрегатов;
- прием жидкого азота от передвижных ж.д. агрегатов в резервуары стационарных установок СГУ-7КМ-У и газификацию жидкого азота до определенного давления;
- осушку и очистку сжатого азота в блоках осушки и очистки до заданных параметров;
- закачку баллонов СОСГ сжатым азотом до определенного давления;
- контроль влажности, содержания масла и объемной доли кислорода в сжатом азоте;
в) компрессорная воздуха:
- прием сжатого воздуха от передвижных автомобильных агрегатов;
- производство сжатого воздуха электрокомпрессорными станциями до определенного давления;
- закачку баллонов СОСГ сжатым воздухом до определенного давления;
- контроль влажности и содержание масла в сжатом воздухе.
Оборудование СПСГ ТК обеспечивает визуальный контроль давления сжатых газов, воды и масла.
В СПСГ ТК предусмотрена возможность отбора проб сжатых газов для проверки на соответствие требованиям по физико-химическому составу и наличию механических примесей. Проверки должны проводиться в физико-химической лаборатории ТК.
Система пневмоиспытаний составных частей РН ТК (СПИ, поз.13) предназначена для подачи сжатых газов при проведении проверок герметичности баков, магистралей, шаровых баллонов, агрегатов пневмогидравлической системы;
Система эксплуатируется в зале МИКа при определенном температурно-влажностном режиме.
СПИ РКН обеспечивает:
- прием сжатого воздуха давлением от 22 до 25 МПа;
- прием сжатого азота давлением от 22 до 25 МПа;
- прием сжатого гелия давлением от 1 до 1,5 МПа;
- контроль кондиционности сжатых газов.
Система технологического пожаротушения ТК (СТП, поз.14) предназначена для сигнализации об автоматическом обнаружении и тушении пожара с использованием роботизированных лафетных установок пожаротушения по всем зонам площади залов МИК ТК РН, ТК КГЧ и рабочих мест подготовки КА, условно разделенных на защищаемые зоны.
Защищаемая зона - часть площади МИК или РМ, защита которой обеспечивается двумя роботизированными установками пожаротушения.
Деление зала МИК ТК РН и МИК ТК РН на защищаемые зоны определяется на начальной стадии разработки конструкторской документации и рассчитана на ликвидацию критических аварийных ситуаций при пожаре и проливах КРТ в одной из защищаемых зон. Для ликвидации небольших очагов пожара и незначительных проливов КРТ должны применяться первичные средства пожаротушения и техническая система пожаротушения ТК КРК.
Воздушная система обеспечения температурного режима ТК (ВСОТР, поз.15) предназначена для обеспечения температурного режима в отсеках РКН, подготовки и подачи воздуха в КГЧ и межбаковые отсеки 1-й и 2-й ступеней РН с требуемыми параметрами. Система выполнена в виде малогабаритной блочной модульной структуры;
Система ВСОТР ТК РКН обеспечивает термостатирование КГЧ воздухом с определенными параметрами температуры, влажности, расхода и чистоты подаваемого воздуха.
В состав системы ВСОТР ТК РКН входят блоки подготовки воздуха (БПВ). В составе блока подготовки воздуха предусмотрены следующие основные элементы: вентилятор; холодильный агрегат; воздухоохладитель; электронагреватель; фильтры; магистрали подвода воздуха.
Принцип работы системы следующий. Воздух из помещения МИКа ТК РН вентилятором засасывается через фильтр грубой очистки, очищается от механических примесей и направляется в воздухоохладитель. Охлаждение потока воздуха в воздухоохладителе 3 производится хладагентом, поступающим из холодильного агрегата. Подготовленный для термостатирования потребителя воздух поступает в доводочный электронагреватель, с помощью которого обеспечивается нагрев воздуха и требуемая точность поддержания температуры +20°С. Далее воздух, через фильтр тонкой очистки, поступает потребителям по гибким магистралям подвода воздуха.
Система контроля содержания кислорода ТК (СКСК, поз.16) предназначена для автоматического непрерывного дистанционного контроля содержания объемной доли кислорода в воздушной среде контролируемых зон рабочих мест превмо-электропроверок, рабочего места сборки РКН, контролируемых помещений технологического блока (ресиверной, компрессорной), а также прохода между залов ТК РН и технологическим блоком КРК.
В состав системы СКСК ТК РН входят:
датчики кислорода (ДК), расположенные в точках контроля и предназначенные для измерения содержания объемной доли кислорода в воздушной среде контролируемых зон и помещений;
блоки связи и управления (БСУ);
блоки расширения и связи (БРС);
пульт выносной сигнализации (ПВС);
устройства световой и звуковой сигнализации, расположенные в контролируемых зонах.
Датчики кислорода осуществляют непрерывное измерение объемной доли кислорода в каждой точке контроля и ее преобразование в унифицированный токовый сигнал для обеспечения световой сигнализации о процентном содержании кислорода в воздушной среде помещения.
Конструктивно система выполнена в блочно-модульном исполнении с настенным монтажом.
Измерительным элементом системы контроля содержания кислорода может служить газоанализатор типа СФГ-М.01. Принцип его действия основан на фотометрическом наблюдении за изменением оптического свойства (коэффициентом пропускания) рабочего участка ленточного чувствительного элемента (ЛЧЭ), пропитанного специальным составом, обеспечивающим цветную химическую реакцию с определяемым компонентом КРТ.
При контакте рабочего участка ЛЧЭ с воздухом контролируемого помещения изменение коэффициента пропускания рабочего участка ЛЧЭ происходит тем быстрее, чем выше концентрация определяемого компонента КРТ. В зависимости от времени экспонирования результатов фотометрирования в газоанализаторе участка ЛЧЭ проводится наблюдение за временем выходного сигнала с усилителя фототока, что позволяет выполнить вычисление величины конценграции текущего значения паров КРТ.
В зависимости от типа используемых преобразователей ленточно-кассетных (ПЛК), газоанализатор обеспечивает избирательное измерение одного из компонентов паров КРТ.
Газоанализаторы СФГ-М.01 расположены в точках контроля и предназначены для измерения концентрации паров продуктов «О» (кислород) и «Г» (другие газы) в воздушной среде зон контроля, имеют взрывозащищенное исполнение.
Система термостатирования высокого давления технического комплекса ТК (СТВД, поз.17) предназначена для приема на вход воздуха высокого давления от СТГ ТК РН, редуцирования и выдачи его с требуемыми параметрами давления, температуры и расхода для обеспечения теплового режима бортовой автоматической системы управления (БАСУ) ступеней РН при проведении электрических испытаний на ТК РН.
Система эксплуатируется в зале МИК при определенных температурно-влажностных условиях.
Оборудование и трубопроводы расположены в помещениях сооружения МИК.
Система работоспособна в любое время года и суток в диапазоне температур от плюс 5 до плюс 25°С и относительной влажности до 85% при температуре плюс 20°С. Рабочая среда - воздух.
Температура выдаваемого воздуха в диапазоне от плюс 10 до плюс 25°С, конкретное номинальное значение температуры в пределах указанного диапазона назначается руководителем работ перед началом штатной работы.
Система обеспечивает выдачу сжатого воздуха в магистраль III ступени РН с расходом не более 1200 кг/ч при проведении электроиспытаний РН в течение 14 часов (выдача в течение 8 часов, перерыв 14 часов, выдача в течение 6 часов). Расход воздуха ограничивается магистралью "СТПБ2" РН.
Среднее время восстановления работоспособного состояния системы с применением элементов ЗИП не более 4 часов.
Система наземного электроснабжения спецтоками технологического оборудования ТК (СНЭСТ, поз.18) предназначена для обеспечения энергией постоянного тока напряжением 27 В потребителей технологического оборудования ТК без перерыва в электропитании при переходе от основного преобразователя на дублирующий с заданными показателями качества электроэнергии;
СНЭСТ ТО ТК обеспечивает:
электроснабжение постоянным током без перерыва в электропитании при переходе с основного преобразователя на дублирующий с заданными показателями качества электроэнергии;
местное и дистанционное управление оборудованием СНЭСТ, при этом дистанционное управление должно осуществляться с пульта дистанционного управления и контроля СНЭСТ.
СНЭСТ ТО ТК представляет собой совокупность функциональных групп, не связанных между собой и состоящих из следующих составных частей и комплектов:
- источники специальных токов ИС;
- пульты дистанционного управления и контроля ПДУ;
- комплект штатных соединительных кабелей;
- комплект аппаратуры для технического обслуживания, состоящей из эквивалентов полезной нагрузки ЭПН и комплекта ЗИП.
Источник специальных токов состоит из:
двух взаиморезервирующих преобразователей ПР1, ПР2;
входных коммутаторов;
выходного коммутатора;
регламентного коммутатора;
источника оперативного питания;
блока управления.
Источник специальных токов выполнен по принципу дублирования, снабжается электроэнергией от двух независимых питающих сетей и состоит из двух преобразователей, каждый из которых должен питаться от своего ввода.
Входные коммутаторы первичных сетей обеспечивают:
подачу первичных сетей через фидеры ввода в источник;
защиту первичных сетей от токов короткого замыкания и перегрузок посредством устройств защиты;
- передачу информации о состоянии первичных сетей на панель индикации источника и в ПДУ;
- подачу питания на преобразователи через коммутационные устройства оперативно и по командам с или от системы управления потребителем.
Выходные коммутаторы обеспечивают:
подключение выходных фидеров преобразователей;
защиту преобразователей от перегрузок через устройства защиты потребителей;
включение и отключение нагрузок через коммутационные устройства;
передачу информации о состоянии каждого из выходных фидеров на панель индикации;
Источник оперативного питания имеет защитные устройства от токов короткого замыкания и перегрузок, световую сигнализацию наличия напряжения оперативного питания и контрольные гнезда для подключения измерительных приборов.
Система гарантированного электропитания технологического оборудования ТК (СГЭП, поз.19) предназначена для беспрерывного обеспечения электроэнергией переменного трехфазного тока частотой 50 Гц, напряжением 380/220 В потребителей.
СГЭП ТО ТК обеспечивает потребителей без перерыва в электропитании при переходе с основного источника питания (внешней сети) на резервный источник (ДЭС) и обратно (обеспечение надежности электропитания потребителей особой группы по ПУЭ), а также непрерывного контроля показателей качества электроэнергии (ПКЭ) на входах и выходах ИБП (включая факты автоматического переключения электропитания с внешней сети на ДЭС и обратно) с документированием любого фрагмента показателей качества электроэнергии с привязкой событий к системе единого времени (СЕВ) объекта.
Точность временной привязки к меткам СЕВ не хуже 10-1 с. Погрешность измерения параметров не более ±0,5%.
Жидкостная система термостатирования ТК (ЖСТ, поз.20), предназначена для подготовки и подачи теплоносителя в агрегатный модуль РН с требуемыми параметрами при электрических проверках и испытаниях в процессе подготовки РН (основное оборудование системы размещается в технологическом блоке).
В состав системы ЖСТ входят следующие основные элементы:
блок подготовки теплоносителя (БПТ);
заправочная емкость;
коммуникации подачи и слива теплоносителя;
блок выдачи.
Основное оборудование размещается в технологическом блоке. Коммуникации подвода теплоносителя проложены по проходному каналу от технологического блока к ТК РН для подачи теплоносителя в агрегатный блок РН и далее по каналу к ТК КГЧ для термостатирования КВТК.
Система контроля содержания паров КРТ ТК (СКС КРТ, поз.21) предназначена для автоматического непрерывно-циклического дистанционного контроля паров гидразина и его производных, а также паров других ядовитых продуктов в воздушной среде зон контроля на рабочих местах сборки РКН для информирования персонала о превышении пороговых значений концентраций ядовитых паров.
Таким образом, вышеизложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленного изобретения следующей совокупности условий:
- средство, воплощающее заявленное изобретение при его осуществлении, предназначено для использования в промышленности, именно в технике и технологии подготовки ракеты-носителя (РН) и космической головной части (КГЧ) к пуску: доставке, сборке, тестированию на техническом комплексе (ТК) космодрома для пуска РН и выведения КГЧ на орбиту и может быть использовано для подготовки к пуску экологически безопасных ракет-носителей легкого, среднего и тяжелого класса с космическими головным частями на технических комплексах любых космодромов;
- для заявленного изобретения в том виде, как оно охарактеризовано в независимом пункте формулы изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью вышеописанных в заявке или известных до даты приоритета средств и методов;
- средство, воплощающее заявленное изобретение при его осуществлении, способно обеспечить достижение усматриваемого заявителем технического результата.
Следовательно, заявленное изобретение соответствует требованию патентного законодательства "промышленная применимость".
Перечень источников информации, дополнительных к вышеуказанным аналогам и прототипу, принятых во внимание заявителем при составлении материалов заявки - в части возможности правовой защиты различных вариантов схемных и схематических технических решений:
патент РФ №2167403 МПК: G01M 17/08 «Экспериментальный испытательный комплекс…»;
патент РФ №2245825, МПК: B64G 5/00 «Автоматизированная испытательная система…»;
патент РФ №2351899, МПК: G01C 25/00 «Испытательный стенд…»;
патент РФ №2344432, МПК: G01R 31/327 «Блок-схема…»;
патент РФ №2297531, МПК: Е21В 47/00 «Мобильный испытательный комплекс».