ПОСАДОЧНОЕ УСТРОЙСТВО НА ВОЗДУШНОЙ ПОДУШКЕ КОСМИЧЕСКИХ СТАНЦИЙ

Предлагаемая полезная модель относится к области посадочных устройств на воздушной подушке, в частности, к космическим станциям, снабженным пристыкованным к ним космическим кораблем с реактивной двигательной установкой, и направлена на освоение луны.
Известна система воздушной подушки для посадки межпланетной станции «Луна-9», описанное в книге В.И. Левантовский. Механика космического полета в элементарном изложении, Наука, М., 1970, с. 190-193. Применение газовой подушки в герметичной упаковке в посадочном устройстве межпланетной станции «Луна-9» исключает мягкую, надежную посадку предлагаемых космических станций т.к. приводит к многочисленным отскокам от поверхности прилунения. Посадка предлагаемых космических станций в подобном режиме приводит к большим перегрузкам, разрушающим элементы станций.
Недостатки: техническое решение недостаточно надежно.
Наиболее близким аналогом является устройство на воздушной подушке космической станции, описанное в патенте на полезную модель №151992 МПК B60V 3/08 (2006.1), содержащее сопельный коллектор, соединенный посредством пневмомагистрали с полостью бака горючего реактивной двигательной установки космического корабля, генератор восстановительного газа системы наддува и систему генерации рабочего тела, связанную с реактивной двигательной установкой космического корабля, пристыкованного к космической станции, отличающееся тем, что сопельный коллектор, выполненный в виде силовой окантовки космической станции, размещен снаружи космической станции и жестко прикреплен с помощью тяг к станции с герметично пристыкованным экраном.
Использование данного технического решения, работающего только в непосредственной близости от посадочной поверхности, а с незначительным увеличением расстояния от посадочной поверхности газ, истекающий из сопел коллектора быстро рассеивается в вакууме и не создает ощутимого давления под экраном.
Недостатки: техническое решение недостаточно надежно.
Технический результат: повышение надежности устройства - обеспечение мягкой посадки.
Технический результат в посадочном устройстве на воздушной подушке космических станций, содержащем сопловый коллектор 2 с микродвигателями 3, выполненный в виде силовой окантовки космической станции 1, размещенный снаружи и жестко прикрепленный с помощью тяг 7 к космической станции 1 с пристыкованным герметизирующим экраном 8, достигается за счет того, что сопловый коллектор 2 выполнен в виде камеры сгорания твердотопливной реактивной системы, на внутренней поверхности которого установлены реактивные двигатели с электроприводами 4, соединенные посредством пневмомагистралей с рулевым турбонасосным агрегатом 5, а по периметру наружной поверхности соплового коллектора 2 прикреплена юбка 8.
Микродвигатели на твердом топливе не имеют баков, трубопроводов, клапанов, форсунок или систем подачи топлива. Все топливо находится непосредственно в сопловом коллекторе 2, который выполняет роль камеры сгорания. Сопловой коллектор 2 с внешней стороны выполнен в виде силовой окантовки космической станции, размещен снаружи космической станции и жестко прикреплен с помощью тяг к станции с герметично пристыкованным экраном.
За счет того, что сопловый коллектор 2 выполнен в виде камеры сгорания твердотопливной реактивной системы, на внутренней поверхности которого установлены реактивные двигатели с электроприводами 4, соединенные посредством пневмомагистралей с рулевым турбонасосным агрегатом 5, а по периметру наружной поверхности соплового коллектора 2 прикреплена юбка 8, достигается надежность устройства, а именно решается коррекция скорости и траектория полета, а также торможение при спусках космических станций, одновременно рулевые реактивные двигатели дают более высокую тягу воздушного потока, за счет чего возникает приращение давления газа под экраном космической станции. При включении системы воздушной подушки струи рабочего тела, истекающие из сопел коллектора, жестко раскрепленного с космической станцией при помощи тяг, помимо силы тяги, компенсирующей часть веса космической станции, создают область избыточного давления - подушки под нижней поверхностью космической станции, удерживаемой герметизирующим экраном с равномерно распределенной нагрузкой на всю нижнюю поверхность станции.
Многорядное расположение сопел на коллекторе, например, шахматном, позволяет блокировать воздушную подушку намного больше, чем один метр поверхности прилунению космической станции, что является достаточным расстоянием для мягкой посадки космической станции.
Сопоставительный анализ заявляемого решения с аналогом позволяет сделать вывод, о том, что заявляемая полезная модель отвечает условиям патентоспособности: является новой и промышленно применимой.
Заявляемая полезная модель поясняется иллюстрациями, где на фиг. 1 представлена космическая станция на воздушной подушке в сборе с сопловым коллектором, выполненным в виде силовой окантовки космической станции, размещенным снаружи космической станции и жестко прикрепленным с помощью тяг к герметично пристыкованным экраном, вид сверху.
На фиг. 2 представлена космическая станция в сборе с сопловым коллектором, с закрепленной по периметру наружной поверхности соплового коллектора юбкой, вид сбоку.
На фиг. 3 представлен сопловый коллектор, выполненный в виде камеры сгорания, в сечении.
На фиг. 4 изображен реактивный двигатель с электроприводами
Посадочное устройство на воздушной подушке космических станций состоит из соплового коллектора 2 с многорядным расположением сопел, выполненного в виде силовой окантовки космической станции, размещенного снаружи космической станции 1 и жестко прикрепленного с помощью тяг 7 к космической станции 1 с герметично пристыкованным экраном 8 по периметру соплового коллектора 2 снизу космической станции 1, реактивной системы управления космической станцией.
Сопловой коллектор 2 с микродвигателями 3, работающими на твердом топливе, выполнен в виде камеры сгорания твердотопливной реактивной системы. Микродвигатели 3 используют на космической станции 1 для коррекции траектории полета космической станции 1, переводя космическую станцию 1 с одной траектории на другую, торможения при сходе космической станции 1 с орбиты и посадки.
Реактивная система управления космической станцией состоит из реактивных двигателей с электроприводами 4, соединенными посредством топливных магистралей с рулевым турбонасосным агрегатом 5 и предназначена для ориентации и коррекции траектории космической станции 1 во время самостоятельного полета, маневрирования над поверхностью луны. Реактивные двигатели с электроприводом 4 прикреплены к внутренней поверхности соплового коллектора 2 под герметизирующим экраном 8. По периметру наружной поверхности соплового коллектора 2 закреплена юбка 6.
Посадочное устройство на воздушной подушке космических станций 1 работает следующим образом. При подаче электрической команды на включение системы воздушной подушки, струи рабочего тела, истекающие из соплового коллектора 2 с микродвигателями 3 с прикрепленными к внутренней поверхности соплового коллектора 2, реактивными двигателями с электроприводом 4, соединенными посредством топливных магистралей с рулевым турбонасосным агрегатом 5, жестко раскрепленного с космической станцией 1 с помощью тяг 7 создают область избыточного давления (подушки) под нижней поверхностью космической станции 1, удерживаемой герметизирующим экраном 8.
Заявленная полезная модель позволит использовать космические станции, которые исчерпали свой ресурс, которые не сбрасываются в океан, а их используют в дальнейшем в качестве временного жилого модуля первой базы на луне.
Это позволяет сэкономить ценную аппаратуру, необходимую для экономической эксплуатации луны. Для этого предусматривается вывод на орбиту станции одного носителя с деталями соплового коллектора 2 с закрепленной на нем юбкой 6 для удержания рабочего тела воздушной подушки, с последующей сборкой и пристыковкой их к космической станции 1, с помощью раскрепляющих тяг 7, установкой герметизирующего экрана 8, изготовленного, например, из волокон «Арселон - С» на космическую станцию 1.
Позволит осуществлять межпланетный перелет от земли до луны при помощи двигательной установки пристыкованного космического корабля космической станции 1, после чего предусматривается мягкая посадка космической станции 1 на поверхность луны с помощью предлагаемого посадочного устройства.
Технико-экономический эффект. Использование заявленной полезной модели позволит повысить надежность устройства - обеспечить мягкую посадку.