Система виноградова л.д. выведения объекта на космическую орбиту

 

Использование: в ракетной технике. Сущность изобретения: в системе выведения объекта на космическую орбиту, содержащей шахту с поршнем, отделяющим баллистическую часть с выводимым объектом и двигателем от полости, в которой размещен стартовый источник энергии для первоначального разгона баллистической части, двигатель баллистической части выполнен в виде термоядерных зарядов последовательного действия, поршень - в виде твердотопливного газогенератора, полость стартового источника энергии выполнена сферической, а стартовый источник энергии - в виде химического заряда в емкостях. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к ракетной технике, а именно к проблеме выведения крупногабаритных объектов, например массой выше 300-500 т, на космические орбиты. Известны техническая (акустические явления) и экологическая (влияние на озонный слой) проблемы, связанные с выведением гигантских ракетоносителей.

Для решения этой проблемы в США разработан так называемый "проект Купера", проект шахтного запуска ракеты [1] В толще земли сооружается шахта, в нижней части шахты устанавливается поршень поддон, а на поддоне размещается полезный груз аппарат с двигателем в баллистическом обтекателе. Под полезным грузом, в сферической камере, организуется ядерный или термоядерный взрыв, после чего поршень с аппаратом начинают ускоряться. Аппарат, проходя через атмосферу за счет кинетической энергии, набирает тангенциальную скорость включением двигательной установки.

Этот щадящий озонный слой проект имеет сложности технологического характера, хотя и есть ловушка ударных волн и радиации в виде сминаемого поршня, но есть опасность случайной утечки радиации.

Так же, известен ракетный двигатель термоядерного взрывного типа, который эффективно можно использовать в космическом пространстве для разгона крупногабаритных объектов, где полное испарение ступеней ракеты до ионизированных атомов исключает выпадение радиоактивной пыли на землю, но по известным причинам этот двигатель не применим в атмосфере земли [2] Известно устройство для шахтного запуска ракеты, где ракета устанавливается в шахте на разгонное устройство ступенчатого включения, за счет чего достигается плавное нарастание давления в ракетном объеме шахты. Разгонное устройство выполнено из нескольких поршней, между которыми находится топливо с механизмами автоматического последовательного включения ступеней [3] Недостатками устройства являются ступенчатость включения разгонного устройства первоначального разгона, инерционность включения ступеней вследствие применения механических устройств для поджига, что не пригодно, если требуется высокая скорость движения фронта горения, и неэффективное использование поршня.

Технической задачей изобретения является улучшение экологических, технических и технологических характеристик запуска в космос монолитных крупногабаритных объектов.

Поставленная задача решается тем, что система выведения объекта на космическую орбиту, содержащая шахту с поршнем последовательного поджига, отделяющим баллистическую часть с выводимым объектом и двигателем от полости, в которой размещен стартовый источник энергии для первоначального разгона баллистической части, а в баллистической части источник энергии для последующего разгона, выполнена из двигателя баллистической части из термоядерных зарядов последовательного действия, поршень в виде твердотопливного газогенератора, полость стартового источника энергии выполнена сферической, а стартовый источник энергии в виде химического заряда в емкостях, стартовый источник энергии снабжен детонационным зарядом, установленным между емкостями, и шахта снабжена источником кольцевой водяной завесы.

На фиг.1-3 изображена предлагаемая система.

В сферической полости 3 шахты 2 в сгораемых емкостях 10 и 11 располагается окислитель и горючее, а также взрывчатка 8 и сеть 9 детонационная. В нижней части шахты 2 устанавливается поршень 4 в виде твердотопливного газогенератора, на котором устанавливается баллистическая часть системы. Детонационная сеть 9 прилегает ко всем емкостям 10 и 11. Баллистическая часть системы состоит из полезного груза 6, установленная на ракетном двигателе 5 взрывного типа в обтекателе 7. Поршень 4 из прессованного углерода 14, внутри которого замурованы емкости 13 с окислителем, поршень 4 имеет арматуру 12 жесткости. Также детонационная сеть 15, в виде плоской пленки располагается параллельно оси поршня 4. Имеются также заправочные трубки 16 (для заправки перед стартом) между емкостями 13, 11 и 10. В верхней части шахты 1 имеется цилиндрическая емкость 18, наполненная водой и пороховым зарядом 17.

Система выведения объекта на космическую орбиту работает следующим образом: после заправки емкостей 10, 11 и 13 нужными компонентами запускается пороховой заряд 17. Вода под давлением устремляясь вверх образует мощный цилиндрический столб 19. Примерно через секунду после запуска заряда 17 включается заряд 8 динамит, емкости 10 и 11 горючего и окислителя разрушаются, топливо и окислитель смешиваются и сгорают. Детонационная сеть 9 обеспечивает "одновременность" разрушения всех емкостей 10 и 11. Под действием высокой температуры и давления поршень 4 и баллистическая часть системы ускоряться в канале 2 шахты 1. Поршень 4 также воспламеняется с нижней части и у выхода из канала 2 полностью сгорает и передает приобретенную энергию баллистической части. Скорость движения фронта горения поршня устанавливается мощностью детонационного слоя 15, которая обеспечивает разрушение емкостей 13 и равномерное движение фронта горения по всей площади основания поршня 4. Детонационный заряд является ускорителем горения, а емкости, арматура и твердое топливо поглотителями, на разрушение себя. Баллистическая часть системы разгоняясь в канале 2 шахты 1 приобретает кинетическую энергию и доставляется на безопасную (для производства термоядерных взрывов) высоту, после чего отделяется баллистический обтекатель 7, полезный груз 6 и двигатель 5 устанавливаются на орбитальный угол и включается в работу двигатель 5 последовательного взрывного типа. После серии термоядерных взрывов полезный груз приобретает нужную космическую скорость.

Формула изобретения

1. Система выведения объекта на космическую орбиту, содержащая шахту с поршнем, отделяющим баллистическую часть с выводимым объектом и двигателем от полости, в которой размещен стартовый источник энергии для первоначального разгона баллистической части, отличающаяся тем, что двигатель баллистической части выполнен в виде термоядерных зарядов последовательного действия, поршень в виде твердотопливного газогенератора, полость стартового источника энергии выполнена сферической, а стартовый источник энергии в виде химического заряда в емкостях.

2. Система по п. 1, отличающаяся тем, что стартовый источник энергии снабжен детонационным зарядом, установленным между емкостями.

3. Система по п. 1, отличающаяся тем, что шахта снабжена источником кольцевой водяной завесы.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3