Ракета
ROCKET

Изобретение относится к области ракетной техники и может быть применено в ракетах с отделяемой стартовой ступенью.
Известна ракета, описанная в патенте РФ №2284457, 27.09.2006 г., МПК F42B 15/00 и принятая нами за прототип.
Ракета содержит маршевую ступень (МС) и отделяемую стартовую ступень с двигателем и механизмом разделения (MP), включающим шпангоут и зафиксированный в шпангоуте насадок с размещенным внутри газогенератором, шпангоут закреплен с помощью накидной гайки на двигателе, насадок скреплен через зацепы с МС, насадок выполнен ступенчатым, с наружным диаметром, меньшим внутреннего диаметра шпангоута, при этом на наружной поверхности насадка выполнены контактирующие со шпангоутом кольцевые передняя и задняя секции.
Данная конструкция обеспечивает разделение ступеней двухступенчатой ракеты с минимальным временем разделения, но имеет несколько недостатков: 1) невозможность применения данного MP в составе ракет, имеющих необходимость обеспечения радиосвязи с наземной аппаратурой управления (НАУ) до разделения ступеней; 2) наличие давления пороховых газов в камере разделения в момент торможения насадка и газогенератора кольцевыми секциями, которое может привести к разрушению кольцевых секций и, как следствие, удару насадка по МС, 3) расположение порохового аккумулятора давления соплами, обращенными в сторону МС, что обуславливает необходимость установки дополнительной детали - поршня, отделяющего запоршневое пространство; 4) установка распорной гайки на кормовой части МС, что добавляет дополнительную массу МС в полете.
Задачей предлагаемого технического решения является повышение надежности MP за счет уменьшения возможности недопустимых отказов в работе MP, таких как: неразделение ступеней ракеты, вследствие превышения допустимых утечек пороховых газов из предварительной камеры разделения в камеру разделения; не обеспечение торможения кольцевыми секциями насадка и газогенератора, что приведет к удару по МС.
Сущность решения заключается в том, что предложена ракета, содержащая маршевую ступень и отделяемую стартовую ступень с двигателем и механизмом разделения, включающим шпангоут и зафиксированный в шпангоуте насадок с размещенным внутри газогенератором, шпангоут закреплен с помощью накидной гайки на двигателе, насадок скреплен через зацепы с МС, насадок выполнен ступенчатым, с наружным диаметром, меньшим внутреннего диаметра шпангоута, при этом на наружной поверхности насадка выполнены контактирующие со шпангоутом кольцевые передняя и задняя секции, новым является то, что в цилиндрической поверхности шпангоута радиально расположены установочные и улавливающие винты и выполнены проточки, при этом установочные винты в шпангоуте фиксируют насадок, и расположены перед передней кольцевой секцией насадка, улавливающие винты расположены за передней кольцевой секцией насадка, на резьбовом конце улавливающих винтов выполнена коническая поверхность, выступающая в зазор между шпангоутом и насадком, проточки расположены между улавливающими винтами и задней кольцевой секцией насадка, причем расстояние от оси проточек до оси улавливающих винтов больше чем толщина задней кольцевой секции насадка, на передней кольцевой секции насадка выполнена фаска.
Предложенная конструкция поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображена ракета, содержащая МС 1, отделяемую стартовую ступень с двигателем 3 и MP 2 ступеней. На фиг. 2 показан MP 2 в продольном сечении по установочному винту 5, где подробно изображен MP 2 ступеней в исходном положении. На фиг. 3 подробно показан MP 2 в продольном сечении по улавливающему винту 12 в момент удержания частей MP 2 после разделения ступеней.
На фиг. 2 показано предложенное устройство содержащее шпангоут 7, закрепленный с помощью накидной гайки 9 на двигателе 3; насадок 8, имеющий переднюю кольцевую секцию 6 и заднюю кольцевую секцию 10, скрепленный через зацепы 4 с МС 1 и зафиксированный в шпангоуте 7 установочными винтами 5.
Фиг. 3 подробно раскрывает предложенное устройство в продольном сечении по улавливающему винту 12. Положение частей устройства показано в момент разделения ступеней ракеты. Насадок 8 задней кольцевой секцией 10 упирается в улавливающие винты 12 с конической поверхностью на конце резьбового участка, радиально равномерно зафиксированные на шпангоуте 7. При этом зацепы 4, после выхода за пределы шпангоута 7, освобождают насадок 8 от зацепления с МС 1. В данном положении насадка 8 на цилиндрической поверхности шпангоута 7 открываются проточки 13, через которые происходят утечки пороховых газов из камеры разделения во внешнюю среду. На внутренней цилиндрической поверхности насадка 8 имеется буртик 15, на котором винтами 14 закреплен газогенератор 11.
Рабочим ходом разделения является расстояние перемещения насадка относительно шпангоута до торможения улавливающими винтами. Рабочий ход до момента открытия проточек в шпангоуте является участком разгона.
Ракета функционирует следующим образом. После окончания работы двигателя (в момент продольной перегрузки близкой к нулю) срабатывает газогенератор 11, пороховые газы заполняют камеру разделения; создается давление в камере разделения; при достижении величины давления в камере разделения, достаточной для форсирования связи основных деталей MP 2, срезаются установочные винты 5 фиксации насадка 8 в шпангоуте 7. Далее начинается относительное перемещение шпангоута 7 и насадка 8. После участка разгона открываются проточки 13 в шпангоуте 7, через которые истекают пороховые газы во внешнюю среду, тем самым, снижается давление пороховых газов в камере разделения и уменьшается последующее воздействие удара насадка 8 по улавливающим винтам 12 при торможении частей MP 2. На конечном участке рабочего хода разделения зацепы 4 полностью выходят из шпангоута 7 и освобождают МС 1 - происходит разделение ступеней. В конце рабочего хода разделения насадок 8, имеющий заднюю кольцевую секцию 10, с закрепленным на нем газогенератором 11, тормозится улавливающими винтами 12 с конической поверхностью на конце резьбового участка, радиально установленными на шпангоуте 7, таким образом, исключается прямой удар по улавливающим винтам 12 за счет частичного смятия материала улавливающих винтов 12 и насадка 8, вследствие этого исключается соударение частей ракеты при разделении ступеней.
Технический результат предлагаемого решения заключается в повышении надежности системы разделения за счет уменьшения вероятности неразделения ступеней ракеты, а также соударения частей MP и МС в момент отделения стартовой ступени с двигателем. Данная конструкция позволила уменьшить массу MP и сократить трудоемкость производства MP за счет уменьшения компонентов системы разделения.