Устройство крепления и разведения аэродинамических обтекателей носителя
APPARATUS FOR SECURING AND SEPARATING AERODYNAMIC FAIRINGS OF A LAUNCH VEHICLE

Изобретение относится к ракетной технике к устройствам увеличения дальности полета, а именно к обтекаемым носовым конусам.
Из патента РФ на изобретение №2 428 359 «Отделяемый головной обтекатель ракеты-носителя», опубл. 10.09.2011 г., бюл. №25, МПК B64G 1/22, B64G1/64, известен обтекатель ракеты-носителя, который имеет верхнюю биконическую и цилиндрическую, переходящую снизу в коническую - части, а также сферический наконечник. Углестопластиковые створки обтекателя состыкованы друг с другом по стрингерам в районе гаргротов. Под гаргротами размещены механические замки продольного стыка с системами тяг. С переходным отсеком РН створки соединены посредством полушпангоутов с закрепленными на них механическими замками поперечного стыка. Для раскрытия створок предусмотрены узлы их разворота с пружинными толкателями. Для отделения створок служит пружинный толкатель, имеющий шток со сферической законцовкой и гнездо. Посередине каждой створки выполнены открытые полости в виде гаргротов под ПГ. Ширина гаргрота больше расстояния между узлами разворота, что обеспечивает их надежную защиту от набегающего потока. Предусмотрены окна для обслуживания замков поперечного стыка и люки для обслуживания привода раскрытия замков продольного стыка при сборке обтекателя. При отделении обтекателя привод раскрытия замков продольного стыка перемещает вверх наконечник и освобождает створки от их совместного крепления. Системы тяг с помощью ряда рычагов раскрывают замки продольного и поперечного стыков, нарушая жесткую связь створок друг с другом и со шпангоутом крепления ПГ переходного отсека. Под действием толкателей створки разворачиваются и затем выходят из узлов разворота. Под действием толкателей створки отделяются от РН.
Недостатком данного изобретения является нарушение аэродинамических характеристик ввиду наружного крепления обтекателей, а так же сложность конструкции.
Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату для заявляемого изобретения (прототипом) является конструкция, известная из патента РФ на изобретение №2 231 486 «Устройство разделения головного обтекателя ракеты-носителя», опубл. 27.06.2004 г., бюл. №18, МПК B64G 1/64, F42B 15/36. Данная конструкция устройства разделения головного обтекателя ракеты-носителя содержит закрепленные на ракете-носителе с возможностью вращения створки, толкатель, включающий гильзу и упор с ушком, закрепленным на кронштейне при помощи пальца, подпружиненный фланец, хвостовик, взаимодействующий с опорой, и размещенный внутри гильзы центральный стержень с кольцевым уширением. Устройство снабжено дополнительными толкателями. Каждый толкатель установлен на наружной поверхности створок с возможностью отклонения, снабжен кожухом и демпфером, центральный стержень жестко скреплен с фланцем, с противоположной стороны которого установлен с возможностью регулировки его осевого положения хвостовик.
Использование такой конструкции позволяет обеспечить надежность разделения головного обтекателя, однако негативно повлияет на аэродинамику полета ввиду наличия элементов, выступающих за наружный обвод ракеты-носителя, кроме того, крепление аэродинамического обтекателя только в задней части может привести к нештатному отрыву обтекателя от носителя и нарушению аэродинамических свойств носителя.
Технической задачей заявляемого изобретения является повышение надежности закрепления и отделения аэродинамических обтекателей.
Данная техническая задача решается посредством крепления обтекателей с двух сторон, что полностью исключает отрыв обтекателей от внешнего возмущения в процессе полета носителя.
Заявляемое изобретение «Устройство крепления и разведения аэродинамических обтекателей носителя» представлено на:
- Фиг. 1 - общий вид крепления аэродинамических обтекателей;
- Фиг. 2 - показан замкнутый контур аэродинамических обтекателей;
- Фиг. 3 - пиротехнический механизм;
- Фиг. 4 - коллектор пиротехнического механизма;
- Фиг. 5 - фиксация аэродинамических обтекателей;
- Фиг. 6 - расталкивание аэродинамических обтекателей;
- Фиг. 7 - крепление разрывного кольца.
Заявляемое «Устройство крепления и разведения аэродинамических обтекателей носителя» состоит из разрывного кольца 1 (фиг. 3), к которому болтовым соединением крепятся аэродинамические обтекатели 2 (фиг. 5) с жестко закрепленными на них (винтовым соединением) полукольцами 3 (фиг. 5). Полукольца в передней части фиксируются в кольцевой проточке 4 (фиг. 5) на корпусе отделяемой головной части (ГЧ) 5 (фиг. 5) носителя. Для отделения обтекателей 2, в разрывном кольце 1 установлены поршни 6 (фиг. 6) и пиротехнический механизм, связанные между собой трубопроводом 7 (фиг. 4). Пиротехнический механизм состоит из корпуса 8 (фиг. 3), двух пороховых зарядов 9 (фиг. 3), пиропатрона 10 (фиг. 3), ножа И (фиг. 3). Пиропатрон 10 инициируется подачей на него напряжения через электрический жгут 12 (фиг. 3), соединяющий блок управления ГЧ с пиропатроном 10.
Разрывное кольцо 1 устанавливается на ГЧ и фиксируется на корпусе носителя при помощи отрывных винтов 13 (фиг. 7), дополнительно кольцо фиксируется на ГЧ при помощи двух осей 14 (фиг. 3), концы которых входят в пазы, расположенные на корпусе ГЧ. В передней части обтекатели 2 с полукольцами 3 фиксируются от радиального перемещения в кольцевой проточке корпуса ГЧ 5.
Заявляемое изобретение срабатывает следующим образом: при отделении головная часть (ГЧ) перемещается вперед, при этом полукольца 3 выходят из проточки корпуса ГЧ. После касания осями 14 задней стенки пазов в корпусе ГЧ происходит срезание отрывных винтов 13 и выход ГЧ из носителя с установленным на ГЧ разрывным кольцом 1. После подачи напряжения на пиропатрон 10 происходит его задействование. Пиропатрон 10 в свою очередь обеспечивает воспламенение пороховых зарядов 9. Пороховые газы проходящие через трубопроводы 7 воздействуют на поршни 6, которые разрывают кольцо 1 в перемычках А, после чего половинки кольца вместе с установленными обтекателями разлетаются в противоположные стороны. В процессе горения зарядов происходит перемещение ножа И, который перерезает жгут 12, тем самым обеспечивая беспрепятственное отделение обтекателей 2.
Предложенное техническое решение позволило разработать рациональную конструкцию крепления и разведения аэродинамических обтекателей носителя, обеспечивающее надежность закрепления и отделения аэродинамических обтекателей.
Заявляемое изобретение может быть создано в условиях серийного производства с использованием современных материалов и технологий.