КОСМИЧЕСКАЯ ГОЛОВНАЯ ЧАСТЬ
SPACESHIP HEAD

Изобретение относится к ракетно-космической технике, а именно к конструкции космической головной части, входящей в состав ракет космического назначения, предназначенных для выведения на рабочие энергетические орбиты различных космических объектов - полезных грузов.
Известен космический аппарат, состоящий из ракеты-носителя и полезной нагрузки с использованием адаптера между ракетой-носителем и полезной нагрузкой, причем адаптер состоит из двух частей, соединенных между собой (см. патент US 2005109878 (A1) - аналог.
Известна космическая головная часть, состоящая из ракетного разгонного блока с приборной стержневой фермой, переходной системы, состоящей из адаптера и переходного отсека и установленной на приборную стержневую ферму ракетного разгонного блока, космического аппарата, установленного на переходную систему, и головного обтекателя, установленного на ракетный разгонный блок («Новости космонавтики» 2005 г., №10, стр.66) - прототип.
Переходная система аналога и прототипа представляет собой два состыкованных между собой силовых корпуса: адаптера космического аппарата и переходного отсека, выполненных в виде усеченных конусов. Недостатками аналога и прототипа являются
- наличие избыточной массы переходной системы за счет ее выполнения из двух усеченных конусов, состыкованных между собой;
- неиспользование полезного объема внутренней полости переходной системы для размещения космического аппарата.
Задачей изобретения является улучшение массовых характеристик космической головной части и использование полезного объема внутренней полости переходной системы для размещения космического аппарата.
Задача достигается за счет того, что в космическую головную часть, состоящую из головного обтекателя и космического аппарата, введен промежуточный отсек, обеспечивающий с помощью разделяемых в полете соединений связь космического аппарата с ракетой-носителем и головным обтекателем, причем агрегатная часть космического аппарата размещена во внутренней полости промежуточного отсека и находится вне пределов зоны хода промежуточного отсека при его отделении от космического аппарата вместе с ракетой-носителем, исключая соударение разделяемых элементов, а в верхнем шпангоуте промежуточного отсека совмещены два торцевых разъемных соединения, разделяемых в полете, соединяющих этот отсек с головным обтекателем и с космическим аппаратом соответственно.
На фиг.1 изображена космическая головная часть, на фиг.2 дан вид на верхний шпангоут промежуточного отсека, на фиг.3 показано соединение верхнего шпангоута промежуточного отсека с головным обтекателем, на фиг.4 представлено соединение верхнего шпангоута промежуточного отсека с космическим аппаратом, где
1 - головной обтекатель;
2 - космический аппарат;
3 - промежуточный отсек;
4 - ракета-носитель;
5 - агрегатная часть космического аппарата;
6 - внутренняя полость;
7 - верхний шпангоут;
8 - пирозамок;
9 - шпангоут головного обтекателя;
10 - шпангоут космического аппарата;
11 - узлы разворота;
12 - зона хода.
В состав космической головной части, состоящей из головного обтекателя 1 и космического аппарата 2, введен промежуточный отсек 3, обеспечивающий с помощью разделяемых в полете соединений космического аппарата 2 с ракетой-носителем 4 и головным обтекателем 1, причем часть космического аппарата 5, размещенная во внутренней полости 6 промежуточного отсека 3, должна находиться вне пределов зоны хода 12 промежуточного отсека 3 при его отделении от космического аппарата 2 вместе с ракетой-носителем 4, исключая соударение разделяемых элементов, а в верхнем шпангоуте 7 промежуточного отсека 3 совмещены два торцевых разъемных соединения, разделяемых в полете, соединяющих этот отсек 3 с головным обтекателем 1 и с космическим аппаратом 2 соответственно.
Агрегатная часть космического аппарата 5 может быть представлена в виде отсека, в котором размещена двигательная установка космического аппарата 2, или, например, в этой части космического аппарата 2 могут быть размещены агрегаты стыковочного узла. В любом случае в целях исключения соударения все эти агрегаты должны находиться вне зоны хода 12 промежуточного отсека 3, который отделяется от космического аппарата 2 вместе с ракетой-носителем 4.
Соединение промежуточного отсека 3 с головным обтекателем 1 и с космическим аппаратом 2 обеспечивается, например, пирозамками 8, соединяющими верхний шпангоут 7 промежуточного отсека 3 с шпангоутом головного обтекателя 9 и шпангоутом космического аппарата 10.
Космическая головная часть функционирует следующим образом.
После выхода ракеты космического назначения за пределы плотных слоев атмосферы производится сброс головного обтекателя 1, который осуществляется с предварительным разделением его по продольному разъему на две симметричные створки. По команде системы управления ракеты-носителя 4 на отделение головного обтекателя 1 происходит разрыв силовых связей сначала по продольному, а затем по поперечному стыкам, после чего створки головного обтекателя 1 под действием пневмотолкателей начинают разворачиваться относительно осей в узлах разворота 11, закрепленных на корпусе промежуточного отсека 3. По достижении расчетного угла сброса срабатывают механические замки, размещенные в узлах разворота 11, и после срабатывания боковых пружинных толкателей створки головного обтекателя 1 теряют кинематическую связь с промежуточным отсеком 3.
Далее после завершения работы ракеты-носителя 4 производится отделение космического аппарата 2, и за счет торможения последней ступени ракеты-носителя 4 часть космического аппарата 5 выходит из внутренней полости 6 промежуточного отсека 3, причем за счет того, что все элементы агрегатной части космического аппарата 5, размещенные во внутренней полости 6 промежуточного отсека 3, находятся вне зоны хода 12 промежуточного отсека 3, разделение проходит без соударения разделяемых элементов. Разделение космического аппарата 2 с ракетой-носителем 4 производится по поперечному стыку космического аппарата 2 с промежуточным отсеком 3, при этом промежуточный отсек 3 остается на ракете-носителе 4.
За счет того, что промежуточный отсек 3 выполнен как одно целое, а в верхнем шпангоуте 7 промежуточного отсека 3 совмещены два торцевых разъемных соединения, разделяемых в полете, соединяющих этот отсек с головным обтекателем 1 и с космическим аппаратом 2, достигается уменьшение массы переходной системы на ~4% и полезный объем внутренней полости 6 промежуточного отсека 3 используется для размещения элементов космического аппарата 2.