Обшивка полезного груза
Изобретение относится к космической технике и может быть использовано для защиты полезного груза при его транспортировке ракетой-носителем. Предлагаемая обшивка выполнена в виде двух продольных сегментов, состоящих из сферических носовых (7, 8), конических средних (9, 10) и цилиндрических (11, 12) частей. Коническая и цилиндрическая части обшивки являются многослойными, с ячеистой сердцевиной и надетой на нее оболочкой. Обшивка снабжена горизонтальной (14) и вертикальной (15) системами разделения указанных продольных сегментов, синхронно активируемыми пиротехнической системой. Вертикальная система разделения имеет по граничным участкам сегментов линейные блоки с разъемным стопором. Каждый блок включает в себя линейные поршень и цилиндр, удерживающие сегменты вместе посредством стопора. При ослаблении стопора, активируемом пиротехнической системой, сегменты разъединяются и отделяются от оставшейся части ракеты-носителя. Горизонтальная система разделения снабжена натяжным поясом, разделение частей которого также активируется пиротехнической системой. Последняя снабжена коллектором, через который поджигаются детонационные запальные устройства, активирующие разделительное устройство горизонтальной и ослабляющие стопор вертикальной систем разделения. Вертикальная система разделения герметизирована так, что не пропускает наружу свои продукты сгорания и металлические частицы. Обшивка может иметь электростатическую защиту в виде электропроводящего слоя краски на электрически изолированных частях обшивки. Технический результат состоит в повышении надежности защиты полезного груза и безопасности обшивки для груза и ракеты-носителя при разделении и сбросе сегментов. 6 з.п. ф-лы, 12 ил.
Изобретение относится к космической технике, в частности, предметом настоящего изобретения является обшивка полезного груза, основная функция которой заключается в том, чтобы защитить транспортируемый ракетой в космическое пространство полезный груз от вредных воздействий, в частности от влаги, дождя, солнца, солесодержащего воздуха и частиц грязи, во время пребывания ракеты-носителя в пусковом устройстве и, кроме того, от аэродинамических и термических нагрузок во время взлета ракеты. В надлежащий момент времени, а именно, когда исчезнет необходимость в защите полезного груза, обшивка полезного груза удаляется с оставшейся части ракеты.
Известна обшивка полезного груза для его защиты при транспортировке ракетой-носителем, имеющая форму поверхности тела вращения, выполненная в виде двух продольных сегментов и снабженная системой их разделения, обеспечивающей отделение сегментов от оставшейся части ракеты-носителя и их удаление с боковой стороны последней, причем обшивка включает в себя состоящий из двух половин носовой обтекатель, образующий переднюю часть обшивки, состоящую из двух половин коническую часть, образующую среднюю часть обшивки, и состоящую из двух половин цилиндрическую часть, закрепленную с возможностью отсоединения от оставшейся части ракеты-носителя, при этом каждая из половин выполнена неразборной, а половины, образующие носовой обтекатель, указанные коническую и цилиндрическую части - образуют при неразъемном соединении друг с другом указанные продольные сегменты (FR 2522613 А1, 09.09.1983).
Известная обшивка полезного груза снабжена несущей или рамной конструкцией и закрепленной на несущей или рамной конструкции оболочкой. Удаление обшивки полезного груза с оставшейся части ракеты-носителя осуществляется в целом за счет того, что обшивка полезного груза разделяется на половины, которые затем катапультируются с боковой стороны ракеты. При этом часто возникают проблемы. К примеру, половины не отделяются полностью друг от друга, оказываясь вследствие этого в наклонном положении относительно продольной оси ракеты, либо обе половины остаются на оставшейся части ракеты-носителя вместо того, чтобы быть с нее удаленными, либо половины распадаются на мелкие составные части, которые в известной степени задерживаются в оставшейся части ракеты-носителя.
Задачей настоящего изобретения является создание усовершенствованной обшивки полезного груза вышеупомянутого типа, которая могла бы быть отброшена без нанесения вреда оставшейся части ракеты-носителя и, прежде всего, без нанесения ущерба полезному грузу.
Решение этой задачи осуществляется тем, что в обшивке полезного груза для его защиты при транспортировке ракетой-носителем, имеющей форму поверхности тела вращения, выполненной в виде двух продольных сегментов и снабженной системой их разделения, обеспечивающей отделение сегментов от оставшейся части ракеты-носителя и их удаление с боковой стороны последней, причем, обшивка включает в себя состоящий из двух половин носовой обтекатель, образующий переднюю часть обшивки, состоящую из двух половин коническую часть, образующую среднюю часть обшивки, и состоящую из двух половин цилиндрическую часть, закрепленную с возможностью отсоединения от оставшейся части ракеты-носителя, при этом каждая из половин выполнена неразборной, а половины, образующие носовой обтекатель, указанные коническую и цилиндрическую части - образуют при неразъемном соединении друг с другом указанные продольные сегменты, согласно изобретению система разделения включает в себя горизонтальную и вертикальную системы разделения, а также пиротехническую систему, выполненную с возможностью синхронного активирования указанных горизонтальной и вертикальной систем разделения, причем вертикальная система разделения снабжена расположенными по граничным участкам продольных сегментов линейными блоками с разъемным стопором, имеющими по одному линейному поршню и одному линейному цилиндру, которые удерживают продольные сегменты при неослабленном стопоре, а при его ослаблении, активируемом пиротехнической системой, разъединяют эти сегменты, отделяя их от оставшейся части ракеты-носителя, а горизонтальная система разделения снабжена в зоне разделительного кольца, расположенного на нижнем конце указанной цилиндрической части, натяжным поясом, разделение частей которого активируется пиротехнической системой, причем вертикальная система разделения герметизирована так, что не пропускает наружу продукты сгорания и металлические частицы, а коническая и цилиндрическая части обшивки образованы многослойной конструкцией с ячеистой сердцевиной и надетой на наружную поверхность сердцевины оболочкой.
Предпочтительные усовершенствования новой обшивки полезного груза определены в зависимых пунктах 2-7 формулы патента.
Носовой обтекатель образован оболочкой и трехмерной рамной конструкцией, выполненными с возможностью разделения вдоль плоскости разделения сегментов, причем в каждой половине носового обтекателя соответствующая часть оболочки и рамной конструкции жестко соединены друг с другом.
Многослойная конструкция выполнена с возможностью разделения вдоль плоскости разделения сегментов, и жестко соединена с покровными слоями оболочки.
Система разделения снабжена системой резервирования.
Разделительное кольцо состоит, по меньшей мере из двух частей, концы которых сходятся в точках вне плоскости разделения сегментов, при этом в зоне каждой такой точки расположено устройство для натяжения указанного пояса, выполненное в виде стяжного болта, и разделительное устройство для разделения частей указанного пояса, выполненное в виде резака, причем данное разделительное устройство активизируется пиротехнической системой.
Обшивка полезного груза снабжена пиротехническим коллектором, через который по сигналу от оставшейся части ракеты-носителя поджигаются детонационные запальные устройства, активизирующие указанное разделительное устройство горизонтальной системы разделения и вызывающее ослабление указанного стопора вертикальной системы разделения.
Кроме того, обшивка полезного груза снабжена электростатической защитой, например в виде электропроводящего слоя краски на электрически изолированных составных частях обшивки, причем краска контактирует с электропроводящими частями обшивки.
Замысел, положенный в основу создания обшивки полезного груза согласно изобретению, заключается в том, что любое непроизвольное разделение обшивки полезного груза на составные части невозможно; то есть, к примеру, рамные или несущие конструкции, а также сердечники многослойных конструкций не распадаются на отдельные части, не отделяются надетые на несущие и рамные конструкции оболочки и пленчатые покровные слои многослойных конструкций; не происходит также непроизвольное разделение продольных половин на части. Однако при необходимости осуществляется отделение обшивки полезного груза от оставшейся части ракеты-носителя и полное и синхронное разделение обшивки полезного груза на отдельные продольные половины, и непосредственно вслед за вышеупомянутым отделением и вышеупомянутым разделением освобожденные продольные половины удаляются и отбрасываются сбоку относительно оставшейся части ракеты-носителя, не нанося ущерба полезному грузу и динамическим характеристикам оставшейся части ракеты-носителя.
Остальные характеристики и преимущества изобретения описываются ниже с помощью примеров осуществления и со ссылкой на чертеж, на котором представлена интегральная составная часть раскрытия сущности изобретения.
На чертежах представлено:
Фиг.1. Обшивка полезного груза согласно изобретению с максимальным объемом (показан заштрихованным) для полезного груза, в продольном сечении ракеты-носителя.
Фиг.2. Обшивка полезного груза согласно фиг.1, вид сбоку.
Фиг.3. Функциональная схема системы разделения.
Фиг.4. Горизонтальная система разделения в вертикальном сечении.
Фиг.5. Горизонтальная система разделения в горизонтальном сечении.
Фиг.6. Вертикальная система разделения до воспламенения.
Фиг.7. Вертикальная система разделения после воспламенения.
Фиг.8. Пиротехническая система.
Фиг.9. Кабельная разводка (фрагмент).
Фиг.10. Электрическое контактирование (схематически).
Фиг.11. Электростатическая и термическая защита.
Фиг.12. Система охлаждения.
Следует указать на то, что обозначения типа "вверху", "внизу", "справа", "слева" относятся к соответствующему расположению описываемых конструктивных элементов на соответствующих чертежах. Указанные размеры следует рассматривать как примеры.
Обшивка полезного груза 1 (Фиг.1-2) для защиты транспортируемого посредством ракеты-носителя полезного груза состоит, в сущности, из двух соединенных друг с другом продольных половин 2, 3 и включает в себя образованный сферической сегментной поверхностью носовой обтекатель 4, коническую переднюю часть 5 и цилиндрическую заднюю часть 6. Носовой обтекатель 4 состоит из двух половин 7, 8, коническая часть 5 - из двух поверхностей в виде тупого полуконуса 9, 10 и цилиндрическая часть 6 - из двух поверхностей в виде полуцилиндра 11, 12. Носовой обтекатель 4 выполнен из алюминиевого сплава. Конструкции конической части 5 и цилиндрической части 6 представляют собой многослойную конструкцию, имеющую покровные пленки из углеродистого стекловолокна и ажурный ячеистый сердечник из алюминия, на противолежащих внешних поверхностях которого закреплены покровные пленки.
Носовой обтекатель 4 обшивки полезного груза 1 включает в себя обе половины 7, 8 и образует переднюю часть обшивки полезного груза 1 в виде полусферы. Как уже было упомянуто, носовой обтекатель состоит, в сущности, из алюминиевого сплава и образован несущей и рамной конструкцией и оболочкой. Оболочка, приобретшая вследствие растяжения или вытягивания полусферическую форму, имеет толщину от 1 до 2 мм. Каждая из двух половин 7, 8 разделена на три сегмента носового обтекателя. Несущие швеллерного профиля, простирающиеся вдоль четвертькруговой линии или линии корпуса, закреплены заклепками на оболочке на равных расстояниях по отношению друг к другу для обеспечения требуемой стабильности и жесткости. Две горизонтальные рамные части в форме полукруга, которые в сущности расположены в плоскости, перпендикулярной продольной оси обшивки полезного груза, закреплены на оболочке и вертикальных несущих в форме четверти круга, за счет чего образуется жесткая, в известной степени закрытая коробчатая конструкция, в которой все вертикальные несущие соединены обеими рамными частями. Уплотнение из силиконового эластомера закреплено на одной из половин обтекателя.
Коническая часть 5 обшивки полезного груза 1 состоит, как уже было упомянуто, из двух половин 9, 10. Каждая из половин 9, 10 конической части 5 соединяет одну из половин обтекателя 7 или 8 с одной из половин 11, 12 цилиндрической части 6 обшивки полезного груза 1. Коническая часть 9, 10 в сущности образована сводами-оболочками из ячеистой вентилируемой многослойной конструкции, толщина стенок которых без термозащитного слоя составляет 25 мм. Вентилируемый или ажурный сердечник многослойной конструкции выполнен из алюминия и имеет ячеистую структуру. Показанный на сечении покровный слой выполнен из слоистого с углеродным армированием стекловолокна, причем направления волокон установлены на основе требований прочности, жесткости и устойчивости в аксиальном и тангенциальном направлении. Своды-оболочки выполнены из половин, расположенных под углом 90°. Вдоль вертикальных прямых кромок каждого элемента прикреплены швеллерные профили, выполненные из стекловолокнистого материала. Половины соединены заклепками с наружными частями или сопряженными деталями из алюминия. Вдоль верхних и нижних кромок углеродистого стекловолокна каждого многослойного элемента прикреплены элементы жесткости. Передняя рама конической части соединена заклепками с рамой носового обтекателя, в то время как соединение конической и цилиндрической части осуществляется с помощью заклепок через алюминиевую промежуточную раму и алюминиевую наружную часть.
Состоящая из двух половин 11, 12 цилиндрическая часть 6 обшивки полезного груза 1 имеет, в сущности, ту же конструкцию, что и коническая часть 5 обшивки полезного груза 1.
Как уже было упомянуто, продольные половины 2, 3 обшивки полезного груза 1 соединены друг с другом посредством разъемного крепления. Таким же образом обшивка полезного груза может быть отсоединена от оставшейся части ракеты-носителя посредством расположенного на заднем конце цилиндрической части разделительного кольца. И наконец, освобожденные продольные половины могут быть катапультированы сбоку от оставшейся части ракеты-носителя.
На Фиг.3 схематически представлена конструкция устройства, обозначенного как разделительная система 13. Разделительная система 13 предназначена для того, чтобы сначала в течение необходимого времени сохранять заданную форму обшивки полезного груза 1 и удерживать ее на оставшейся части ракеты-носителя, а затем в нужный момент времени разделить ее и отделить от оставшейся части ракеты-носителя. Разделительная система 13 включает в себя три подсистемы, а именно: во-первых, горизонтальную систему разделения 14, во-вторых, вертикальную систему разделения 15 и, в-третьих, пиротехническую систему 16.
Горизонтальная система разделения 14, вертикальная система разделения 15 и пиротехническая система 16 описаны подробно на Фиг.3, 4, 5, 6, 7 и 8 соответственно.
Горизонтальная система разделения 14 как показано на Фиг.3, содержит пиротехнический резак 17, гильотинное устройство 18, стяжной болт 19, концевое соединение, стяжной хомут 20, жгут электропроводов и соединительный зажим.
Стальной стяжной хомут 20 толщиной 3,5 мм, проходящий по нижнему концу цилиндрической части 6 обшивки полезного груза 1 вокруг разделительного кольца (Фиг.5), разделен на две части 21, 22, каждая из которых проходит под углом приблизительно 180° и поддерживается в натянутом состоянии. Для этой цели предусмотрены два стяжных болта 19, расположенных на симметричных осях обоих продольных половин 2, 3 обшивки полезного груза 1. В зоне каждого из стяжных болтов 19 расположено по одному резаку 17. Каждый из резаков 17 предназначен для того, чтобы в нужный момент срезать свой стяжной болт 19, что повлечет за собой разъединение в горизонтальной системе разделения 14 и отделение обшивки полезного груза 1 от оставшейся части ракеты-носителя. Каждый резак 17 включает в себя два обрубающих ножа, которые могут быть приведены в действие независимо друг от друга, чем достигается требуемый резерв для горизонтальной системы разделения 14. Система дает возможность предотвратить освобождение продуктов сгорания и металлических частей, что в свою очередь предотвращает возможность загрязнения и повреждения оставшейся части ракеты-носителя. Обе половины 21, 22 стяжного хомута 20 во время удаления обеих половин 2, 3 обшивки полезного груза 1 закрепляются на них. Для этого служит паз в нижней части разделительного кольца и зажимы на верхней части разделительного кольца. Когда обе половины 2, 3 обшивки полезного груза 1 закреплены на оставшейся части ракеты-носителя, для контроля натяжения в каждом стяжном болте 19 горизонтальной системы разделения 14 используется измерительное устройство. После установки натяжения в стяжных болтах 19 резаки 17 фиксируются в своем положении. Оба резака 17 закреплены в обшивке полезного груза 1 таким образом, что все относящееся к резакам 17 пиротехническое оборудование, а также оставшаяся часть пиротехнической системы 16 расположены на одной из двух половин 2, 3 обшивки полезного груза 1.
Вертикальная система разделения 15 представлена на Фиг.3, 6 и 7, причем на Фиг.6 показано состояние системы перед воспламенением, а на Фиг.7 - состояние после воспламенения. Как показано на Фиг.3, вертикальная система разделения 15 содержит переходную трубку 23, верхнее торцовое уплотнение 24, нижнее торцовое уплотнение 25 и линейные блоки 26 поршень/цилиндр. В свою очередь, каждый линейный блок 26 снабжен линейным взрывным устройством 27, газоразрядными аттенюаторами 28, газовым баллоном сильфонного типа 29, поршнем 30, цилиндром 31, болтом 32 и заклепкой 33. Линейное взрывное устройство 27, предназначено для подачи энергии, необходимой для отделения и удаления обеих половин обшивки полезного груза и включает в себя мягко детонирующие запальные линии вблизи концов пиротехнических колпачков.
Вертикальная система разделения 15 служит двум целям: во-первых, она удерживает вместе обе половины оболочки полезного груза 1, так что в фазе запуска они образуют единую интегральную единицу, и, во-вторых, она подает определенное количество энергии для осуществления бокового разделения обшивки полезного груза 1 на два продольных сегмента 2, 3. Вертикальная система разделения 15 действует по принципу линейного источника энергии, чтобы выдвинуть так называемый линейный поршень 30 (Фиг.6), соединенный с одним из продольных половин оболочки полезного груза 1, из так называемого линейного цилиндра 31, соединенного с другим продольным сегментом данной оболочки. Линейный источник энергии состоит из одной единственной линии слабо детонирующего взрывчатого вещества, причем количество взрывчатого вещества линии определяет всю имеющуюся в распоряжении энергию и тем самым боковую скорость обоих продольных половин 2, 3 обшивки полезного груза 1 при их удалении с оставшейся части ракеты-носителя. Как уже было упомянуто, вертикальная система разделения 15 предназначена также для того, чтобы удерживать вместе обе половины 2, 3 обшивки полезного груза 1 во время запуска и вплоть до их отделения. Уже упомянутый линейный поршень 30 вместе с также уже упомянутым линейным цилиндром 31 образуют линейный блок 26. Каждый из двух линейных блоков 26 имеет фиксатор сдвига 34, удерживающий вместе линейный поршень 30 и линейный цилиндр 31. Эти фиксаторы сдвига 34 образуют стопорное устройство; они препятствуют отделению продольных половин 2, 3 обшивки полезного груза 1 и переносят усилия между двумя продольными половинами 2, 3 обшивки полезного груза 1 вплоть до их отделения; если это стопорное устройство ослабляется, то два продольных сегмента 2, 3 отделяются друг от друга; это тот случай, когда слабо детонирующее запальное устройство 38 воспламеняется.
Вертикальная система разделения 15 является замкнутой системой непрерывного действия, которая пролегает от заднего разделительного кольца цилиндрической части 6 вперед до носовой части обтекателя 4, а именно в плоскость разделения, отделяющую зону носового обтекателя от зоны конической части 5, затем горизонтально поперек и на противоположную сторону или к противоположной линии корпуса и вдоль нее обратно до разделительного кольца. На обоих нижних концах вертикальной системы разделения 15 расположено по детонаторному блоку, образующему интерфейс к запальному устройству. Таким образом детонационный сигнал передается от пиротехнической системы 16 к слабо детонирующему запальному устройству 38 вертикальной системы разделения 15. Линия взрыва непрерывного действия проходит от нижней части одной стороны вертикальной системы разделения 15 вверх, наверху поперек и по противоположной стороне вниз, причем каждый из двух нижних концов заканчивается в своем детонаторном блоке. Пиротехнический сигнал передается одновременно на оба блока вертикальной системы разделения 15, что обеспечивает полное резервирование вертикальной системы разделения 15. На обоих концах активной части вертикальной системы разделения 15 предусмотрено по одному уплотняющему элементу, образующему часть детонаторного блока. Тем самым обеспечивается герметичность вертикальной системы разделения 15 и пребывание продуктов сгорания внутри системы. Необходимо указать еще и на то, что так называемые линейные блоки 29 выполнены из магниевого сплава, что они подвержены соответствующей обработке поверхности, уплотнены или герметизированы таким образом, что необработанный магний любого вида не может нанести ущерба ни внешней окружающей среде, ни полезному грузу.
Представленная на Фиг.3, 8 пиротехническая система 16 включает CDF 36, коллектор 37 и детонаторы 38. Вместе с горизонтальной 14 и вертикальной 15 системами разделения пиротехническая система образует общую разделительную систему 13, выполненную таким образом, что горизонтальная система разделения 14 и вертикальная система разделения 15 могут действовать одновременно. Это достигается благодаря использованию центральной пиротехнической собирающей линии для зажигания детонаторного запального устройства, которое в свою очередь воспламеняет горизонтальную систему разделения 14 и вертикальную систему разделения 15. Воспламенение через центральную пиротехническую собирающую линию осуществляется посредством электрических сигналов, исходящих от ракеты и передаваемых по двум электрокабелям на два пиротехнических детонатора 38. Эти детонаторы воспламеняют пиротехнические заряды, помещенные в пиротехническую собирающую линию. Пиротехнические заряды пиротехнической собирающей линии воспламеняют в свою очередь пиротехнические запальные колпачки на концах пиротехнической собирающей линии вышеупомянутых детонаторных запальных устройств. Шесть детонаторных запальных устройств воспламеняются одновременно и в свою очередь передают пиротехнический сигнал на каждый конец вертикальной системы разделения 15 и на четыре резака 17 горизонтальной системы разделения 14. Вследствие высокой скорости распространения - от 6000 м/с до 8000 м/с, - которой обладают детонаторные запальные устройства почти одинаковой длины, осуществляется активирование вертикальной системы разделения и горизонтальной системы разделения в течение порядка 300 мкс. Предусмотрено, что пиротехническая собирающая линия может вручную фиксироваться в положении "блокировка" или в положении "действие", а индикация того или иного положения осуществляется простыми средствами.
Следующая ниже часть описания касается электрической кабельной разводки, представленной на Фиг.9, и электростатической защиты, представленной на Фиг.10, 11. Общая внутренняя кабельная разводка и наружная кабельная разводка для соединения с ракетой-носителем должны быть совместимы. В этой связи необходимо учитывать следующие моменты: 1) длину и прохождение кабелей, принимая во внимание полное сопротивление; 2) тип кабелей, принимая во внимание параметры ток/напряжение-емкость; 3) конфигурацию кабелей, принимая во внимание расположение контактов, группирование по типу сигналов и резервирование. Кабельная разводка включает в себя в сущности три зоны, а именно: 1) кабельная разводка приборов; 2) кабельная разводка пиротехнической части; и 3) электрическая связь между обшивкой полезного груза и оставшейся частью ракеты-носителя.
Кабельную разводку приборов предусмотрено только для первого полета, к примеру, перед вводом в эксплуатацию полезного груза; она соединяет различные устройства, составляющие приборное оснащение полета, с отдельными силовыми источниками и сигнальными устройствами и подает энергию и сигналы к ракете-носителю через интерфейс на каждом продольном сегменте обшивки полезного груза 1. Чтобы произвести замеры, касающиеся разделения обшивки полезного груза 1 и режима при ее боковом удалении, часть кабельного приборного оснащения предполагает возможность удлинения, вытягивания или разматывания. Это позволяет после известного относительного сдвига прервать связь между обшивкой полезного груза 1 и оставшейся частью ракеты-носителя, а именно, за счет вытягивания закрепленной на обшивке полезного груза 1 петли. Для операционной части полета, которая не предусматривает измерений, касающихся отделения и удаления обшивки полезного груза 1, не требуется удлинение или разматывание кабельного оснащения. Полностью автономное кабельное оснащение продольных половин 2, 3 обшивки полезного груза служит для передачи электрических сигналов на пиротехническую собирающую линию. Эта переключающая схема имеет два идентичных соединения и полностью избыточна. Инициирующие сигналы генерируются в оставшейся части ракеты-носителя и по соединениям интерфейса, укрепленным на стыке обшивка полезного груза - ракета, передаются на обшивку полезного груза. При разделении и удалении обшивки полезного груза связи прерываются посредством двух петель, закрепленных на обшивке полезного груза.
Устройства для электрического контактирования представлены на Фиг.10 и служат для обеспечения надежной электрической связи между металлическими частями кабельного оснащения; тем самым сводятся к минимуму нежелательные электростатические эффекты, которые могли бы вызвать взаимные помехи между отдельными сигналами. В частности, на стыке половин 7, 8 носового обтекателя 4 и поверхностей 9, 10 конической передней части 5 обшивки полезного груза 1 установлены соединительные хомуты 39. Аналогично, на стыке поверхностей 9, 10 конической передней части 5 и поверхностей 11, 12 цилиндрической задней части 6 обшивки полезного груза 1 предусмотрено контактное сочленение 40. Кроме того, электрическое контактирование обеспечивают вертикальный дублер или цепь низкого импеданса 41, плата опорного сигнала 42 с контролем внешних соединений, развертываемый соединительный кабель 43 и добавочные точки контроля соединений. Линия разделения обозначена на Фиг.10.
Цепь низкого импеданса 41 связывает все металлические части с точкой контакта и предусмотрена по той причине, что структура обшивки полезного груза 1 не может быть использована как электропроводящая обратная цепь. Указанная цепь низкого импеданса 41 образована алюминиевыми сопряженными деталями, соединяющими друг с другом коническую 5 и цилиндрическую 6 части обшивки полезного груза. Все остальные электропроводящие части конструкции и электростатической защиты соединены с этими сопряженными деталями, выполненными из алюминия.
Электростатическая защита (Фиг.11) включает металлическую пластину 44 с токопроводящим клеем 45, а также каркас стыковой зоны с пробковым материалом и электропроводящим покрытием. Защита необходима по следующим причинам: электростатическая энергия, образующаяся на неметаллических и, вследствие этого, электрически изолированных наружных частях обшивки полезного груза 1, может трансформироваться за счет разрядных явлений в электромагнитную энергию, которая, в свою очередь, может стать причиной помех в электрической системе. Такое могло бы произойти, к примеру, на состоящей из пробки термозащите, которой снабжена обшивка полезного груза 1; однако это удается предотвратить путем нанесения электропроводящего покрытия, контактирующего с металлическими частями конструкции. К тому же, это покрытие может повысить термозащиту, если оно выполнено из подходящего материала, например, электростатической краски, отражающей солнечные лучи и обладающей высокой полусферической пропускной способностью излучения.
В заключение на Фиг.12 представлена система охлаждения. Воздух из башни подается через стенку обшивки 46 по составному шлангу 47 и выходит через вентиляционные отверстия или выходы 48 воздуха. Путь прохождения воздуха показан на чертеже стрелками 49.
Обшивка полезного груза 1 удерживается и отделяется от оставшейся части ракеты-носителя с помощью разделительной системы 13 следующим образом.
В запирающей фазе вертикальная система разделения 15 удерживает вместе оба продольных сегмента 2, 3 обшивки полезного груза 1 вдоль ее вертикальных ограничителей, а горизонтальная система разделения 14 обеспечивает прочное механическое соединение с оставшейся частью ракеты-носителя. В момент, когда обшивка полезного груза 1 должна отделиться от оставшейся части ракеты-носителя, по поступившему от оставшейся части ракеты-носителя электрическому сигналу воспламеняются пиротехнические детонаторы 38, что одновременно приводит в действие вертикальную систему разделения 15 и горизонтальную систему разделения 14. Горизонтальная система разделения 14 отсоединяет обшивку полезного груза 1 от оставшейся части ракеты-носителя. Вертикальная система разделения 15 разъединяет два продольных сегмента 2, 3 обшивки полезного груза 1 и удаляет или катапультирует их в стороны друг от друга преимущественно в противоположных направлениях, вследствие чего они тоже отделяются от оставшейся части ракеты-носителя.
Поскольку имеются пиротехнические компоненты и поскольку все элементы, обеспечивающие разделение обшивки полезного груза 1, отделение обшивки полезного груза 1 и удаление ее с оставшейся части ракеты-носителя, имеют решающее значение для успешного выполнения предназначения ракеты-носителя в целом и, в конечном счете, для сохранения работоспособности полезного груза, системе разделения 13 должно уделяться максимальное внимание.
Принципы, по которым сконструирована и изготовлена обшивка полезного груза, принципиально не зависят от ее размеров. Подходящие обшивки полезного груза могут иметь диаметр в диапазоне 4 м и длину от 8 до 12 м. Носовой обтекатель может вместо точно полусферической иметь и другую, но закрытую спереди и благоприятную в аэродинамическом отношении форму. Коническая часть может полностью отпасть, и тогда носовой обтекатель и цилиндрическая часть непосредственно соединяются друг с другом. Для вышеприведенного описания был выбран пример обшивки полезного груза, разделяемой на два продольных сегмента; но обшивка полезного груза может быть выполнена и с возможностью разделения на большее число половин. В этом случае, естественно, увеличивается количество плоскостей деления. В дальнейшем могут быть созданы обшивки полезного груза, разделяемые на два продольных сегмента, в которых каждый продольный сегмент состоит в свою очередь из нескольких частей, неразъемно соединенных друг с другом; к тому же продольные половины могут разделяться вдоль и поперек.
1. Обшивка полезного груза для его защиты при транспортировке ракетой-носителем, имеющая форму поверхности вращения, выполненная в виде двух продольных сегментов и снабженная системой их разделения, обеспечивающей отделение сегментов от оставшейся части ракеты-носителя и их удаление с боковой стороны последней, причем обшивка включает в себя состоящий из двух половин носовой обтекатель, образующий переднюю часть обшивки, состоящую из двух половин коническую часть, образующую среднюю часть обшивки, и состоящую из двух половин цилиндрическую часть, закрепленную с возможностью отсоединения от оставшейся части ракеты-носителя, при этом каждая из половин выполнена неразборной, а половины, образующие носовой обтекатель, указанные коническую и цилиндрическую части образуют при неразъемном соединении друг с другом указанные продольные сегменты, отличающаяся тем, что система разделения включает в себя горизонтальную и вертикальную системы разделения, а также пиротехническую систему, выполненную с возможностью синхронного активирования указанных горизонтальной и вертикальной систем разделения, причем вертикальная система разделения снабжена расположенными по граничным участкам продольных сегментов линейными блоками с разъемным стопором, имеющими по одному линейному поршню и одному линейному цилиндру, которые удерживают продольные сегменты при неослабленном стопоре, а при его ослаблении, активируемом пиротехнической системой, разъединяют эти сегменты, отделяя их от оставшейся части ракеты-носителя, а горизонтальная система разделения снабжена в зоне разделительного кольца, расположенного на нижнем конце указанной цилиндрической части, натяжным поясом, разделение частей которого активируется пиротехнической системой, причем вертикальная система разделения герметизирована так, что не пропускает наружу продукты сгорания и металлические частицы, а коническая и цилиндрическая части обшивки образованы многослойной конструкцией с ячеистой сердцевиной и надетой на наружную поверхность сердцевины оболочкой.
2. Обшивка полезного груза по п.1, отличающаяся тем, что носовой обтекатель образован оболочкой и трехмерной рамной конструкцией, выполненными с возможностью разделения вдоль плоскости разделения сегментов, причем в каждой половине носового обтекателя соответствующая часть оболочки и рамной конструкции жестко соединены друг с другом.
3. Обшивка полезного груза по п.1, отличающаяся тем, что многослойная конструкция выполнена с возможностью разделения вдоль плоскости разделения сегментов и жестко соединена с покровными слоями оболочки.
4. Обшивка полезного груза по любому из пп.1-3, отличающаяся тем, что система разделения снабжена системой резервирования.
5. Обшивка полезного груза по п.4, отличающаяся тем, что разделительное кольцо состоит по меньшей мере из двух частей, концы которых сходятся в точках вне плоскости разделения сегментов, при этом в зоне каждой такой точки расположено устройство для натяжения указанного пояса, выполненное в виде стяжного болта, и разделительное устройство для разделения частей указанного пояса, выполненное в виде резака, причем данное разделительное устройство активируется пиротехнической системой.
6. Обшивка полезного груза по п.5, отличающаяся тем, что она снабжена пиротехническим коллектором, через который по сигналу от оставшейся части ракеты-носителя поджигаются детонационные запальные устройства, активирующие указанное разделительное устройство горизонтальной системы разделения и вызывающие ослабление указанного стопора вертикальной системы разделения.
7. Обшивка полезного груза по любому из пп.1-3, 5 и 6, отличающаяся тем, что она снабжена электростатической защитой, например, в виде электропроводящего слоя краски на электрически изолированных составных частях обшивки, причем краска контактирует с электропроводящими частями обшивки.
