НАЗЕМНЫЙ СТАРТОВЫЙ КОМПЛЕКС ДЛЯ ПРЕДСТАРТОВОЙ ПОДГОТОВКИ И ПУСКА РАКЕТЫ-НОСИТЕЛЯ С КОСМИЧЕСКОЙ ГОЛОВНОЙ ЧАСТЬЮ (ВАРИАНТЫ)

Полезная модель относится к ракетно-космической технике, а более конкретно к наземным стартовым комплексам ракет-носителей космического назначения и может быть использована при любых климатических метеорологических условиях в любое время года и суток для автоматического поддержания в отсеках ракеты-носителя и космической головной части с разгонным блоком и космическим аппаратом в процессе их предстартовой подготовки заданных оптимальных температурно-влажностных режимов и высокой чистоты и кондиции воздуха, оказывающих одно из решающих влияний на работоспособность, надежность и эффективность работы аппаратуры, приборов, агрегатов, систем, бортовых источников электропитания и других элементов, установленных в термостатируемых
отсеках ракеты-носителя (РН) и космической головной части (КГЧ), что повышает надежность и эффективность работы стартового комплекса (СК), РН и КГЧ в целом. Полезная модель также может быть использована для автоматического поддержания заданных оптимальных температурно-влажностных режимов в отсеках РН инертным газообразным азотом высокого давления, одновременно обеспечивающим взрывопожаробезопасность и высокую надежность пусков РН с КГЧ на стартовом комплексе.
Известен наземный стартовый комплекс для предстартовой подготовки и пуска ракеты-носителя с пилотируемым космическим аппаратом, содержащий пусковой стенд, газоотражатель, газоотводный канал, гусеничный транспортер, кабель-заправочную башню, ресиверную сжатых газов, передвижную башню обслуживания, на которой размещены оборудование и магистрали подачи воздуха и азота низкого давления к ракетно-космической системе, системы заправки окислителем и горючим и все другое необходимое оборудование (см. книгу «Космодром». Под общей редакцией проф. А.П.Вольского. М: Воениздат, 1977, с.95-100; 229-232) [1].
3
К недостаткам наземного стартового комплекса можно отнести то, что передвижная башня обслуживания с магистралями подачи воздуха и азота отводится задолго до пуска, при этом преждевременно прерывается термостатирование, что приводит к нарушению температурно-влажностных режимов в отсеках РН и КГЧ с отрицательными последствиями. Кроме того, недостаточно высокая степень чистоты воздуха, подаваемого в РН с КГЧ (концентрация загрязнения воздуха аэрозольными частицами составляет порядка 2,0...3,0 мг/м и более), при определенных условиях может привести к засорению проходных сечений бортовой пневмокоммуникации, а также к загрязнению рабочей поверхности бортовой аппаратуры, приборов, систем и др., что снижает их надежность работы.
Известен наземный стартовый комплекс, содержащий стартовое устройство, хранилище жидких ракетных горючих, сооружения для заправки и слива компонентов
жидких ракетных топлив, систему пожаротушения с резервуаром для технической воды, систему структурирования азотосодержащих жидких ракетных горючих, включающую резервуары для хранения структурообразователя азотосодержащих жидких ракетных горючих и систему подачи структурообразователя в зону аварийного пролива горючего, имеющую коллекторы с распылителями структурообразователя, концентрически расположенные относительно стартового устройства (патент Ru 2094338, C1, B64G 5/00, 20.06.1994) [2].
Недостатками этого стартового комплекса являются:
- недостаточность спецтехнологического и общетехнического оборудования для предстартовой подготовки и пуска ракеты-носителя с КГЧ, так как с использованием данного стартового комплекса можно решать только часть задач, а именно: осуществить, например, заправку ракеты-носителя компонентами топлива, соблюдая при этом требования пожаровзрывобезопасности и экологической безопасности;
- низкая надежность и недостаточная эффективность стартового комплекса, обусловленные отсутствием, в частности, систем термостатирования воздухом высокого давления РН и КГЧ, а также системы термостатирования отсеков РН газообразным азотом высокого давления;
- отсутствие средств текущего контроля параметров: температуры, давления, влажности и чистоты термостатирующего воздуха.
Указанные недостатки существенно снижают надежность и эффективность работы наземного стартового комплекса и приводят к невозможности обеспечения высокой надежности пусков РН с КГЧ.
Дальнейший анализ патентов и научно-технической литературы [1...20 и др.] показал, что по технической сущности и достигаемому техническому результату наиболее близким к предлагаемой полезной модели является наземный стартовый комплекс для предстартовой подготовки и пуска ракеты-носителя «Восток» с космической головной частью, описанный в книгах «Космонавтика (энциклопедия)»
[3, с.44; 67-68; 152; 309-310; 383-384] и «Ракеты-носители» [4, с.19-22, рис.1. 2 - Ракета-носитель «Восток»]
Этот наземный стартовый комплекс содержит: транспортно-установочный агрегат на железнодорожном ходу, оборудованный гидросистемой и электрооборудованием; стартовое сооружение, которое является основным сооружением стартового комплекса и обеспечивает подготовку и пуск РН с КГЧ и размещение оборудования; односкатный газоотражатель с газоотводным каналом в виде лотка; стартовую систему для установки в нее РН «Восток», вертикализации и удержания РН с КГЧ в заданном положении в процессе предстартовой подготовки и пуска; кабель-заправочную мачту для подвода электрических кабелей, заправочных, пневматических, дренажных и прочих коммуникаций к верхним блокам РН и к КГЧ; верхнюю кабель-мачту, по которой проложены электрические кабели к верхним ступеням РН; нижние кабель-мачты для подведения электрических кабелей к хвостовой части РН; ферму (башню) обслуживания для подключения связей «земля-борт» к РН с КГЧ; кабину обслуживания для обслуживания хвостовой и донной частей РН; системы заправки окислителем и горючим; систему охлаждения горючего; оборудование хранилища газов - ресиверная сжатых газов (воздуха, азота, гелия); холодильный центр, обеспечивающий потребности стартового комплекса, РН и КГЧ в холоде; системы термостатирования воздухом низкого давления РН и КГЧ; общетехнические системы, включающие в себя: систему водоснабжения; систему оборотного водоснабжения для охлаждения холодильных машин и других агрегатов; систему промстоков; систему газоанализа помещений; средства грозозащиты и молниеотводы; средства связи и другие; вспомогательное оборудование, включающее в себя подвижные и стационарные системы водяного, газового и пенного пожаротушения и др.
Данный наземный стартовый комплекс выбран нами в качестве прототипа предлагаемой полезной модели.
Недостатком прототипа является то, что ферма (башня) обслуживания отводится от РН с КГЧ за значительное время до пуска и одновременно отстыковываются
связи систем термостатирования воздухом низкого давления от РН и КГЧ. В результате происходит преждевременное прекращение термостатирования РН и КГЧ на стартовом комплексе, что может привести к нарушению оптимальных температурно-влажностных режимов в отсеках РН и КГЧ, крайне необходимых для их нормального функционирования. Поддержание же указанных режимов за счет предварительного доведения температур конструкции и воздуха в отсеках РН и в КГЧ до более высоких значений не дает желаемых оптимальных результатов.
Техническим результатом полезной модели при ее использовании на ракетно-космических комплексах является повышение надежности и эффективности работы наземного стартового комплекса и обеспечение высокой надежности пусков ракет-носителей с космическими головными частями.
Поясним вкратце указанный технический результат.
Обеспечение высокой надежности пусков ракет-носителей с космическими головными частями возможно только при безотказной и надежной работе наземного стартового комплекса, ракеты-носителя и космической головной части, следовательно, полученный технический результат нельзя разделить на части, связанные с наземным стартовым комплексом, ракетой-носителем и космической головной частью, так как они тесно взаимосвязаны между собой, неразрывны с точки зрения достижения технического результата и их следует рассматривать как единую систему. Надежность такой системы зависит от надежности ее составляющих. Поэтому повышение надежности и эффективности работы наземного стартового комплекса непременно сказывается на надежности пусков ракет-носителей с космическими головными частями.
Таким образом, полезная модель направлена на получение единого технического результата, что не противоречит требованиям единства изобретения.
Указанный технический результат достигается благодаря тому, что наземный стартовый комплекс для предстартовой подготовки и пуска ракеты-носителя с космической головной частью, содержащий транспортно-установочный агрегат, стартовое сооружение, односкатный газоотражатель с газоотводным каналом,
стартовую систему, кабель-заправочную мачту, верхнюю кабель-мачту, нижние кабель-мачты, башню обслуживания, кабину обслуживания, системы заправки окислителем и горючим, систему охлаждения горючего, оборудование хранилища газов, холодильный центр, систему термостатирования воздухом низкого давления, общетехнические системы и вспомогательное оборудование, согласно полезной модели он дополнительно снабжен системой термостатирования воздухом высокого давления космической головной части с разгонным блоком и космическим аппаратом, которая включает в себя связанные с оборудованием хранилища газов магистральный трубопровод и ресивер сжатого воздуха, баллоны которого через щит зарядки и трубопровод с арматурой соединены с магистральным трубопроводом, а щит выдачи ресивера сжатого воздуха соединен с трубопроводом подачи воздуха в космическую головную часть, снабженным пробоотборным устройством, соединенным со счетчиком аэрозольных частиц, пневмощитом контроля кондиционности сжатого воздуха, средствами дистанционного контроля параметров - температуры и давления воздуха, а также штатным гигрометром для контроля влажности воздуха, подаваемого в космическую головную часть, который через пневмощит управления, блок понижения давления, нагреватель газов и охладитель воздуха, установленный в кольцевом контуре охлаждения холодильного центра, соединен с разъемным соединением блока А ракеты-носителя и посредством вертикального трубопровода на борту ракеты-носителя связан с космической головной частью, при этом трубопровод подачи воздуха в космическую головную часть на участке от нагревателя газов до блока А ракеты-носителя теплоизолирован.
Указанный технический результат достигается также благодаря тому, что наземный стартовый комплекс для предстартовой подготовки и пуска ракеты-носителя с космической головной частью, содержащий транспортно-установочный агрегат, стартовое сооружение, односкатный газоотражатель с газоотводным каналом, стартовую систему, кабель-заправочную мачту, верхнюю
кабель-мачту, нижние кабель-мачты, башню обслуживания, кабину обслуживания, системы заправки окислителем и горючим, систему охлаждения горючего, оборудование хранилища газов, холодильный центр, систему термостатирования воздухом низкого давления, общетехнические системы и вспомогательное оборудование, согласно полезной модели дополнительно снабжен системой термостатирования воздухом высокого давления отсеков ракеты-носителя, включающей в себя связанные с оборудованием хранилища газов магистральный трубопровод и ресивер сжатого воздуха, состоящий из баллонов, щит зарядки которых посредством трубопровода с арматурой связан с магистральным трубопроводом, а щит выдачи соединен с трубопроводом подачи воздуха в ракету-носитель с установленными на нем датчиками давлений и температур, который через входной пневмощит, фильтр, пневмощит управления, блок понижения давления, нагреватель газов и охладитель воздуха, расположенный в контуре охлаждения холодильного центра, соединен с разъемным соединением блока А ракеты-носителя и посредством бортовой коммуникации связан с приборным и межбаковым отсеками блока А и межбаковым и хвостовым отсеками блока И ракеты-носителя, при этом участок трубопровода подачи воздуха в ракету-носителя от нагревателя газов до блока А теплоизолирован.
Указанный технический результат достигается также и благодаря тому, что наземный стартовый комплекс для предстартовой подготовки и пуска ракеты носителя с космической головной частью, содержащий транспортно-установочный агрегат, стартовое сооружение, односкатный газоотражатель с газоотводным каналом, стартовую систему, кабель-заправочную мачту, верхнюю кабель-мачту, нижние кабель-мачты, башню обслуживания, кабину обслуживания, системы заправки окислителем и горючим, систему охлаждения горючего, оборудование хранилища газов, холодильный центр, систему термостатирования воздухом низкого давления, общетехнические системы и вспомогательное оборудование, согласно полезной модели снабжен системой термостатирования азотом высокого
давления отсеков ракеты-носителя, которая включает в себя связанные с оборудованием хранилища газов магистральный трубопровод и ресивер сжатого азота высокого давления, щит зарядки баллонов которого через трубопровод с арматурой связан с магистральным трубопроводом, а щит выдачи соединен с трубопроводом подачи азота высокого давления в ракету-носителя с установленными на нем датчиками давлений и температур, который через входной пневмощит с угловым вентилем, фильтр, пневмощит управления, блок понижения давления, нагреватель газов и охладитель азота, установленный в контуре охлаждения холодильного центра, соединен с разъемным соединением блока А ракеты-носителя и посредством бортовой коммуникации связан с приборным и межбаковым отсеками блока А и межбаковым и хвостовым отсеками блока И ракеты-носителя.
Сущность предлагаемых полезных моделей поясняется чертежами.
На фиг.1, 2, 3 и 4 представлены варианты выполнения наземного стартового комплекса для предстартовой подготовки и пуска РН с КГЧ.
Так как для всех вариантов прототип один и тот же, то фиг.1 является общей.
Фиг.1 и 2 - относятся к варианту 1;
Фиг.1 и 3 - к варианту 2;
Фиг.1 и 4 - к варианту 3.
На фиг.1 - показана структурная схема наземного стартового комплекса для предстартовой подготовки и пуска ракеты-носителя (РН) с космической головной частью (КГЧ) в момент времени после установки РН с помощью транспортно-установочного агрегата на стартовую систему, подведения башни обслуживания, подъема и стыковки КГЧ с РН.
На фиг.1 - позиции, которые невозможно было показать, заключены в квадратики.
На фиг.2 - изображена схема системы термостатирования воздухом высокого давления космической головной части.
На фиг.3 - схема системы термостатирования воздухом высокого давления отсеков ракеты-носителя.
На фиг.4 - схема системы термостатирования азотом высокого давления отсеков ракеты-носителя.
Вариант 1
Наземный стартовый комплекс для предстартовой подготовки и пуска ракеты-носителя с космической головной частью (фиг.1) содержит ракету-носитель 1 (с боковыми блоками конической формы), космическую головную часть 2 (включающую головной обтекатель, космический аппарат и при необходимости разгонный блок "Фрегат"), транспортно-установочный агрегат.3, стартовое сооружение 4, односкатный газоотражатель 4а с газоотводным каналом, стартовую систему 5, кабель-заправочную мачту 6, верхнюю кабель-мачту 7, нижние кабель-мачты 7а, башню обслуживания 8, кабину обслуживания 9, системы заправки окислителем 10 и горючим 11, систему охлаждения горючего 12, оборудование хранилища газов 13, холодильный центр 14, систему термостатирования воздухом низкого давления 15 космической головной части 2, общетехнические системы 16 и вспомогательное оборудование 17.
Наземный стартовый комплекс для предстартовой подготовки и пуска ракеты-носителя 1 с космической головной частью 2 дополнительно снабжен системой термостатирования воздухом высокого давления космической головной части 2 (фиг.2), которая включает в себя связанные с оборудованием хранилища газов 13 магистральный трубопровод 18 и ресивер сжатого воздуха 19, баллоны 20 которого через щит зарядки 21 и трубопровод 22 с арматурой соединены с магистральным трубопроводом 18, а щит выдачи 23 ресивера сжатого воздуха 19 соединен с трубопроводом подачи воздуха 24 в космическую головную часть 2,
снабженным пробоотборным устройством 25, соединенным со счетчиком 26 аэрозольных частиц, пневмощитом 27 контроля кондиционности сжатого воздуха, средствами дистанционного контроля параметров - температуры 28 и давления 29 воздуха, а также штатным гигрометром 30 для контроля влажности воздуха, подаваемого в космическую головную часть 2, который через пневмощит управления 31, блок понижения давления 32, нагреватель 33 газов и охладитель 34 воздуха, установленный в кольцевом контуре 35 охлаждения холодильного центра 14, соединен с разъемным соединением 36 блока А ракеты-носителя 1 и посредством вертикального трубопровода (на фиг.1 вертикальный трубопровод условно не показан) на борту ракеты-носителя 1 связан с космической головной частью 2, при этом трубопровод подачи воздуха 24 в космическую головную часть 2 на участке от нагревателя 33 газов до блока А ракеты-носителя 1 теплоизолирован. Пробоотборное устройство 25 включает в себя связанный с зондом, установленным в трубопроводе подачи воздуха 24, пробоотборный трубопровод 37, запорный вентиль 38, дроссель 39, коническую камеру 40 и пробозаборный патрубок 41, связанный с оптико-электронным аэрозольным счетчиком ОЭАС 26.
Трубопровод подачи воздуха 24 в космическую головную часть 2 через угловой вентиль 42 соединен с пневмощитом управления 31, в котором установлены фильтр 43, датчик давления 44, манометровый вентиль 45, реле давления 46, электропневмоклапан 47, обратный клапан 48.
В блоке понижения давления 32 расположены: электропневмоклапан 47, дроссельный клапан 49, газовый редуктор 50, понижающий давление, например, от 40 МПа до 6 МПа, предохранительный клапан 51, обратный клапан 48, дроссель 52, угловой вентиль 42.
Вариант 2
Наземный стартовый комплекс для предстартовой подготовки и пуска ракеты-носителя с космической головной частью (фиг.1) содержит ракету-носитель 1 (с боковыми блоками конической формы), космическую головную часть 2, транспортно-установочный
агрегат 3, стартовое сооружение 4, односкатный газоотражатель с газоотводным каналом 4а, стартовую систему 5, кабель-заправочную мачту 6, верхнюю кабель-мачту 7, нижние кабель-мачты 7а, башню обслуживания 8, кабину обслуживания 9, системы заправки окислителем 10 и горючим 11, систему охлаждения горючего 12, оборудование хранилища газов 13, холодильный центр 14, систему термостатирования воздухом низкого давления 15 РН 1, общетехнические системы 16 и вспомогательное оборудование 17.
Наземный стартовый комплекс для предстартовой подготовки и пуска ракеты-носителя с космической головной частью (фиг.1, 3) дополнительно снабжен системой термостатирования воздухом высокого давления отсеков РН 1, включающей связанные с оборудованием хранилища газов 13 магистральный трубопровод 18 и ресивер 19 сжатого воздуха с баллонами. Щит зарядки 21 баллонов 20 посредством трубопровода 22 с арматурой связан с магистральным трубопроводом 18. Щит выдачи 23 соединен с трубопроводом 24 подачи воздуха в ракету-носитель 1, на котором установлены датчики давлений 25 и температур 26.
Трубопровод 24 подачи воздуха в РН 1 через входной пневмощит 27, угловой вентиль 28, фильтр 29, пневмощит управления 30, блок 31 понижения давления, нагреватель 32 газов и охладитель 33 воздуха, расположенный в контуре 34 охлаждения холодильного центра 14, соединен с разъемным соединением 35 блока А ракеты-носителя 1 и посредством бортовой коммуникации связан с приборным и межбаковым отсеками блока А и межбаковым и хвостовым отсеками блока И ракеты-носителя 1.
При этом участок трубопровода 24 подачи воздуха в ракету-носитель 1 от нагревателя 32 газов до блока А теплоизолирован.
Пневмощит управления 30 (фиг.3) включает в себя: угловой вентиль 28, манометровый вентиль 36, реле давления 37, электропневмоклапан 38 и обратный клапан 39. Блок 31 понижения давления содержит электропневмоклапан 38, дроссельный клапан 40, газовый редуктор 41, манометровый вентиль 36, предохранительный клапан 42, реле давления 37, обратный клапан 39 и дроссель 43.
Вариант 3
Наземный стартовый комплекс для предстартовой подготовки и пуска ракеты-носителя с космической головной частью (фиг.1) содержит ракету-носитель 1, космическую головную часть 2, транспортно-установочный агрегат 3, стартовое сооружение 4, односкатный газоотражатель с газоотводным каналом 4а, стартовую систему 5, кабель-заправочную мачту 6, верхнюю кабель-мачту 7, нижние кабель-мачты 7а, башню обслуживания 8, кабину обслуживания 9, системы заправки окислителем 10 и горючим 11, систему охлаждения горючего 12, оборудование хранилища газов 13, холодильный центр 14, систему термостатирования воздухом низкого давления 15 РН 1, общетехнические системы 16 и вспомогательное оборудование 17.
Наземный стартовый комплекс для предстартовой подготовки и пуска ракеты-носителя с космической головной частью (фиг.1, 4) снабжен системой термо-статирования азотом высокого давления отсеков ракеты-носителя 1, которая включает в себя связанные с оборудованием хранилища газов 13 магистральный трубопровод 18 и ресивер 19 сжатого азота высокого давления
Щит 20 зарядки баллонов 21 ресивера 19 сжатого азота высокого давления через трубопровод 22 с арматурой связан с магистральным трубопроводом 18, а щит 23 выдачи соединен с трубопроводом 24 подачи азота высокого давления в ракету-носитель 1, на котором установлены датчики давлений 25 и температур 26. Трубопровод 24 подачи азота высокого давления в ракету-носитель 1 через входной пневмощит 27 с угловым вентилем 28, фильтр 29, пневмощит управления 30, блок понижения 31 давления, нагреватель 32 газов и охладитель азота 33, установленный в контуре 34 охлаждения холодильного центра 14, соединен с разъемным соединением 35 блока А ракеты-носителя 1 и посредством бортовой коммуникации связан с приборным и межбаковым отсеками блока А и межбаковым и хвостовым отсеками блока И ракеты-носителя 1.
Пневмощит управления 30 (фиг.4) включает в себя: датчик давления 25, угловой вентиль 28, манометровый вентиль 36, реле давления 37, электропневмо-клапан 38 и обратный клапан 39.
В блоке понижения 31 давления расположены: электропневмоклапан 38, дроссельный клапан 40, газовый редуктор 41, понижающий входное давление, например, от 40 МПа до заданной величины (9±1 МПа), манометровый вентиль 36, предохранительный клапан 42, реле давления 37, обратный клапан 39, угловой вентиль 28 и дроссель 43.
На предлагаемом наземном стартовом комплексе (с участием всех вариантов полезной модели) предстартовую подготовку и пуск ракеты-носителя с космической головной частью осуществляют по циклограмме (программе) пуска ракеты-носителя с пульта оператора с помощью автоматизированной системы управления технологическим оборудованием стартового комплекса - АСУ ТО СК.
АСУ ТО СК обеспечивает: автоматическое и ручное дистанционное управление исполнительными элементами технологических систем и агрегатов; автоматическое и ручное дистанционное управление электроприводами и электронагревателями технологических систем и агрегатов через низковольтные комплектные устройства (НКУ), входящие в состав АСУ ТО СК; дистанционный контроль и отображение на рабочем месте оператора информации о состоянии исполнительных элементов технологических систем и агрегатов; измерение текущих значений параметров и сигнализацию об отключении их значений; функционирование блокировок безопасности; дистанционное включение (отключение) питания; обмен информацией со смежными системами и др.
Предлагаемая полезная модель (с учетом всех ее вариантов) может быть использована как на российских стартовых комплексах, так и на стартовом комплексе РН "Союз-СТ" в Гвианском космическом центре.
Известны два варианта сборки и установки РН с КГЧ на стартовую систему. Первый вариант применяется на российских стартовых комплексах, а второй - на стартовом комплексе РН "Союз-СТ" в Гвианском космическом центре.
По первому варианту на техническом комплексе полностью собранную и испытанную в горизонтальном положении ракету-носитель 1 с помощью кранов и траверс перекладывают на транспортно-установочный агрегат 3. Затем тщательно собранный, испытанный и заправленный (на заправочной станции технического комплекса) компонентами топлива и сжатыми газами космический аппарат 2 и разгонный блок "Фрегат", установленные в космической головной части (КГЧ), пристыковывают к ракете-носителю 1, закрепляют на транспортно-установочном агрегате 3 и транспортируют на стартовый комплекс, где РН с КГЧ с помощью транспортно-установочного агрегата устанавливают на стартовую систему в положение пуска. Далее подключают связи "Земля - борт". Для обслуживания РН на российских СК применяется поворотная ферма обслуживания.
По второму варианту на техническом комплексе тщательно собранную ракету-носитель 1 без космической головной части устанавливают на транспортно-установочный агрегат 3, закрепляют и транспортируют в горизонтальном положении на стартовый комплекс, где с помощью транспортно-установочного агрегата 3 ее поднимают в вертикальное положение и устанавливают на стартовую систему 5. Затем к РН подводят мобильную башню обслуживания.
На заправочной станции технического комплекса установленные в космической головной части космический аппарат 2 и разгонный блок "Фрегат" заправляют компонентами топлива и сжатыми газами.
Затем космическую головную часть в вертикальном положении на транспортной тележке доставляют на стартовый комплекс, где с помощью крана мобильной башни обслуживания ее поднимают по направляющим и устанавливают на подставку на площадке на уровне 27 м для снятия транспортной крышки и подключения системы термостатирования воздухом низкого давления.
После этого космическую головную часть пристыковывают к ракете-носителю, осуществляют проверку и, используя поворотный круг и гидродомкраты подвесок, производят верти кализацию РН с КГЧ.
Далее к бортовым разъемным соединениям ракеты-носителя подсоединяют наземные электро-, пневмо- и гидрокоммуникации, то есть подключают все связи "земля - борт", используя для этого нижние кабель-мачты, верхнюю кабель-мачту, кабель-заправочную мачту, башню обслуживания и кабину обслуживания.
После обслуживания хвостовой и донной частей ракеты-носителя перед пуском РН с КГЧ кабину обслуживания отводят в нишу стартового сооружения по рельсовому пути и предохраняют теплозащитной шторой от воздействия газовых струй ракетных двигателей.
После сборки РН с КГЧ на стартовой системе и установки ее в положение пуска включают в работу системы термостатирования отсеков РН и КГЧ воздухом низкого давления.
Система термостатирования КГЧ воздухом низкого давления имеет в своем составе воздуходувки (вентиляторы), трубопровод подачи воздуха с арматурой, фильтры, воздухоохладители, электронагреватели и другое необходимое оборудование.
Контроль температуры и чистоты термостатирующего воздуха, подаваемого в КГЧ, производят вблизи люков КГЧ.
Систему термостатирования КГЧ воздухом низкого давления отключают при отводе башни обслуживания и включают систему термостатирования воздухом высокого давления космической головной части (фиг.1, 2, вариант 1). Последнюю отключают по команде "земля-борт" непосредственно перед командой "Контакт подъема".
В процессе термостатирования воздухом высокого давления КГЧ производят контроль чистоты, кондиционности, влажности, температуры и давления воздуха, подаваемого в КГЧ.
В состав системы термостатирования РН воздухом низкого давления входят вентиляторы для подачи воздуха с необходимыми параметрами (давлением, расходом, температурой), воздушные фильтры, очищающие атмосферный воздух от механических примесей, пылевых частиц и коррозионно-активных агентов с чистотой
фильтрации не менее 20 мкм, холодильные машины, охладители воздуха, электронагреватели и другое необходимое оборудование. Контроль и регистрацию температуры термостатирующего воздуха производят вблизи люков РН. За 3,5 часа до команды "Контакт подъема" систему термостатирования РН воздухом низкого давления отключают и включают систему термостатирования воздухом высокого давления отсеков ракеты-носителя (фиг.1, 3, вариант 2).
За 15 минут до команды "Контакт подъема" включают в работу систему термостатирования азотом высокого давления отсеков ракеты-носителя (фиг.1, 4, вариант 3). Массовый расход азота, подаваемого на термостатирование отсеков блоков А и И ракеты-носителя при температуре от 20 до 50°С составляет, например, 0,33±0,02 кг/с; давление азота на входе в РН равно 9±1 МПа.
Перед заправкой РН жидким кислородом производится охлаждение коммуникаций системы заправки и баков РН. Заправка и подпитка блоков А, Б, В, Г, Д и блока III ступени РН жидким кислородом осуществляются путем вытеснения жидкого кислорода из резервуаров хранилища газообразным кислородом, получаемым с помощью испарителя жидкого кислорода.
Температура жидкого кислорода на входе в баки блоков РН не более 92 К.
Давление наддува резервуаров хранилища находится, например, в пределах 0,8-1,0 МПа.
Перед заправкой РН горючим - керосином Т-1 - систему заправки приводят в готовность. С помощью системы охлаждения керосин Т-1 охлаждают до требуемой температуры.
Система заправки блоков А, Б, В, Г, Д ракеты-носителя горючим - керосином Т-1 состоит из подвижной и неподвижной (стационарной) частей. Подвижную часть составляет железнодорожный заправщик, имеющий в своем составе насосную установку, цистерны, трубопроводы с арматурой и все необходимое оборудование.
Стационарная часть расположена в стартовом сооружении. Заправочная колонка установлена на нулевой отметке стартового сооружения, а коммуникация
для отвода паров от дренажно-предохранительного клапана (ДПК) блока А ракеты-носителя - на башне обслуживания.
Железнодорожный заправщик подсоединяют к заправочной колонке.
В системе заправки установлен фильтр с тонкостью фильтрации 70 мкм.
Блок И ракеты-носителя заправляется керосином Т-1 с помощью автозаправщика через фильтр с тонкостью фильтрации 20 мкм.
В двух отсеках автозаправщика установлено все необходимое оборудование.
Оборудование хранилища газов в процессе предстартовой подготовки к пуску РН с КГЧ обеспечивает сжатыми газами - воздухом, азотом и гелием - всех потребителей на стартовом комплексе; сжатые газы используют для управления клапанами, зарядки и подпитки бортовых баллонов ракеты-носителя с КГЧ, наддува баков  окислителя и горючего перед стартом, термостатирования воздухом высокого давления КГЧ (вариант 1) и РН (вариант 2), термостатирования азотом высокого давления отсеков ракеты-носителя (вариант 3), а также для работы системы эжекции и др.
Оборудование хранилища газов состоит из: баллонов со сжатыми газами, пневмощитов зарядки и выдачи азота и воздуха, пневмощита зарядки и выдачи гелия, пневмощитов контроля давления газов, контроля качества газов, магистральных трубопроводов с арматурой и др.
Холодильный центр обеспечивает нормальную работу охладителей газов (воздуха, азота) в процессе термостатирования КГЧ и РН.
Общетехнические системы в процессе предстартовой подготовки РН с КГЧ к пуску постоянно включены в работу для водоснабжения стартового комплекса и создания нормальных условий для работы обслуживающего персонала.
Вспомогательное оборудование используется для проведения вспомогательных операций, возникающих в ходе предстартовой подготовки.
Проводят комплексные испытания и проверки ракеты-носителя и космической головной части перед пуском и в аппаратуру системы управления вводят полетное задание.
После завершения всех технологических операций предстартовой подготовки команда на пуск подается руководителем пуска в соответствии с установленной программой пуска РН и на основе информации о состоянии и готовности всех систем и агрегатов стартового комплекса.
Включают многоканальную систему регистрации и записи контролируемых параметров всех бортовых систем РН и стартового комплекса. Топливные магистрали РН продуваются азотом, закрываются дренажные коммуникации баков окислителя и горючего всех ступеней РН, прекращается подпитка баков жидким кислородом, производится предстартовый наддув баков РН сжатыми газами.
Включаются бортовые системы управления и источники питания. Отводятся кабель-заправочная мачта, а затем и верхняя кабель-мачта. Прекращается всякая связь с бортом РН. Последняя находится в режиме автономного управления, питание всех систем осуществляется от борта РН. Включается зажигание, начинает работать ТНА. В камерах создают факел пламени.
Контролируют выход ракетных двигателей на режим и момент отрыва РН с КГЧ от стартовой системы.
Прохождение операций отображается на пульте пуска и сопровождается командами "Наддув", "Контакт", "Земля-борт", "Зажигание" и др.
Подается команда на отстыковку и отброс быстроразъемных соединений.
Подвижные элементы стартовой системы (опорные фермы, несущие стрелы и направляющие устройства) отводятся от РН при ее движении.
В момент отрыва РН от опор стартовой системы срабатывает датчик контакта подъема ("КП") и на пульте пуска загорается транспарант "Старт".
Тяга двигателей увеличивается, и ракета-носитель с космической головной частью выходит из зоны возможного соударения с элементами стартовой системы.
Газовая струя при пуске ракеты-носителя отводится по односкатному газоотражателю и газоотводному каналу лоткового типа.
Предлагаемый наземный стартовый комплекс для предстартовой подготовки и пуска ракеты-носителя с космической головной частью позволяет:
- проводить (в отличие от аналогов и прототипа) термостатирование воздухом высокого давления космической головной части (вариант 1) и отсеков ракеты-носителя (вариант 2) в автоматическом режиме практически до момента пуска (систему термостатирования воздухом высокого давления КГЧ отключают по команде "Земля-борт" за примерно 42 с до команды "Контакт подъема" ("КП"), а систему термостатирования воздухом высокого давления отсеков ракеты-носителя отключают по команде "Наддув" за примерно 2,5 мин до команды "КП"), что повышает надежность и эффективность работы аппаратуры, приборов, агрегатов и систем, установленных на борту РН и КГЧ, как на стартовом комплексе, так и в космосе, обеспечивая выполнение космических программ;
- автоматически поддерживать заданные оптимальные температурно-влажностные режимы в отсеках ракеты-носителя инертным газообразным азотом высокого давления, что повышает надежность и эффективность функционирования бортовой аппаратуры и систем РН и одновременно обеспечивает взрыво-пожаро-безопасность, высокую надежность и безопасность пусков РН с КГЧ на стартовом комплексе.
-8
2
-7
2
Проведенные на аналогичном стартовом комплексе 17П32-6 эксперименты показали [20], что чистота термостатирующего воздуха высокого давления, подаваемого в космическую головную часть, по степени загрязнения органическими веществами составила (1...2)•10 г/см, что на порядок лучше, чем по сравнению с требованиями спецификаций Европейского космического агентства (ESA pss-01-201, ESA pss-01-705), по которым загрязнение не должно превышать величины 2•10г/cм [20].
Проверялось также аэрозольное загрязнение термостатирующего воздуха. При этом чистота термостатирующего воздуха сравнивалась с данными Федерального
стандарта США (FED.STD-209E) и составила 250 частиц в одном литре, размер частиц 0,5 мкм, а по Федеральному стандарту США 3530 частиц в одном литре, то есть по предлагаемой полезной модели воздух, подаваемый в КГЧ, в 14 раз чище, и обладает сверхвысокой частотой.
Это крайне важно, так как попадание такого воздуха, например, на поверхность солнечных батарей не вызовет негативных последствий, тогда как попадание загрязненного воздуха приведет к тому, что солнечные батареи в космосе не могут выйти на расчетный режим мощности со всеми вытекающими отсюда отрицательными последствиями.
Еще одним преимуществом предлагаемого стартового комплекса (по сравнению с аналогами и прототипом) является то, что он будет построен в Гвианском космическом центре, расположенном ближе к экватору (5° северной широты), что позволяет вывести на орбиту больше полезного груза (вместо, например, одного космического аппарата, несколько космических аппаратов), что повышает эффективность ракеты-носителя и стартового комплекса в целом.
Сравнительный анализ предлагаемой полезной модели с известными стартовыми комплексами показал, что предлагаемый стартовый комплекс по техническому уровню превосходит все известные отечественные и зарубежные стартовые комплексы ракет-носителей космического назначения.
Таким образом, совокупность неразрывно связанных между собой существенных признаков, изложенных в формуле полезной модели,
позволяет получить существенный технический результат,
а именно: повысить надежность и эффективность работы стартового комплекса и обеспечить высокую надежность пусков ракет-носителей с космическими головными частями.
Предлагаемые полезные модели будут использованы в полном объеме на стартовом комплексе ракеты-носителя "Союз-СТ" в Гвианском космическом центре, а также на российских стартовых комплексах для ракет-носителей типа "Союз-2".
ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ
1. Космодром. Под общей редакцией проф. А.П.Вольского. М.: Воениздат, 1977, с.81, таблица 3.1; с.92-100; 229-232 - аналог
2. RU 2094338, C1, B64G 5/00, 20.06.1994 - аналог.
3. Космонавтика. Энциклопедия. М.: Советская энциклопедия, 1985, с, 44; 67-68; 152; 309-310; 383-384 - Наземный стартовый комплекс для предстартовой подготовки и пуска ракеты-носителя "Восток" с КГЧ - прототип.
4. Ракетно-космический комплекс. Ракеты-носители. Под общей редакцией проф. С.О.Осипова. М.: Воениздат, 1981, с.19-20 - ракета-носитель "Восток"
5. Актуальные проблемы российской космонавтики. Материалы XXX академических чтений по космонавтике. (Москва, январь 2006), с.235 - аналог.
6. Михайлов В.П., Назаров Г.А. Космические стартовые комплексы. М.: 1979, с.10-20 - аналоги.
7. Ru 2242411, С2, B64G 5/00, 18.03.2003 - аналог.
8. Ru 2270792, C1, B64G 5/00, 05.08.2004 - аналог.
9. US 4932607, B64G 5/00, 02.08.1989 - аналог.
10. FR 2635500, А1, B64G 5/00, 23.02.1990 - аналог.
11. Austr. 631804, B64G 5/00, 1990 - аналог.
12. Ru 2099255, C1. B64G 5/00, 20.12.1997 - аналог.
13. Ru 2158421, С2, B64G 5/00, 27.10.2000 - аналог.
14. US PCT (US-98) 15899, B64G 5/00, 27.07.1998 - аналог.
15. US 5042358, 5B63B 35/40, F41F 3/042 - аналог не обнаружен.
16. FR 2595318, B64G 5/00, 02.03.1987 - аналог не обнаружен.
17. Ru 2094337, C1. B64G 5/00, 27.10.1997 - аналог.
18. На земле и в космосе. ФГУП "КБОМ им. В.П.Бармина". Под общей редакцией д.т.н., проф. И.В.Бармина. М.: КБОМ, 2001, с.141-143; 158-160 - аналоги.
19. Воронин Б.П., Столяров Н.А. Подготовка к пуску и пуск ракет. М: Воениздат, 1972, с 41-74 - аналоги.
20. Программа и методика проведения экспериментальных работ по определению степени чистоты воздуха систем термостатирования на СК 17П32-6. М.: 2002, КБОМ.