Способ предстартовой подготовки и пуска многоблочных ракет космического назначения, составленных из универсальных ракетных модулей, и устройство для его осуществления

Авторы патента:

B64G5 - Наземное оборудование для космических кораблей, например стартовые установки, оборудование для заправки топливом (B64G 3/00 имеет преимущество)

Владельцы патента RU 2457987:

Федеральное государственное унитарное предприятие "Центр эксплуатации объектов наземной космической инфраструктуры" (ФГУП "ЦЭНКИ") (RU)

Изобретения относятся к ракетно-космической технике, а именно к способу и к средству предстартовой подготовки и пуска ракет космического назначения, составленных из универсальных ракетных модулей. Способ подготовки и пуска заключается в том, что после установки ракеты на пусковой стол к ней подводится стойка с механизмами устройства удержания ракеты и отвода бортовых разъемных соединений с коммуникациями и стыкуется на ракете. Производят пуск с одновременным отводом стойки с механизмами устройства удержания ракеты и отвода бортовых разъемных соединений. После стыковки стойки с ракетой блокируют механизмы устройства удержания ракеты посредством рычагов, смонтированных на башне. После завершения операции заправки ракеты блокировку снимают. Отводят устройство обслуживания на безопасное расстояние, не разрывая связей «земля-борт». Перед пуском отсоединяют механизмы устройства удержания ракеты от ракеты. Устройство содержит П-образную ферменную конструкцию с двумя параллельными башнями и расположенную между башнями стойку с размещенными на ней механизмами устройства удержания и отвода бортовых разъемных соединений с коммуникациями, установленную на шатунах шарнирно-сочлененных стрел, смонтированных на башнях. Башни размещены на платформе с ходовыми тележками. Устройство удержания выполнено в виде клещевого захвата с возможностью наложения его плеч на II (III) ступени ракеты космического назначения. Башни оснащены рычагами, выполненными с возможностью блокировки плеч клещевого захвата. Достигается повышение надежности работы технологического оборудования при обслуживании ракеты-носителя перед стартом. 2 н.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретения относятся к ракетно-космической технике, а именно к способам и средствам предстартовой подготовки и пуска ракет космического назначения (РКН), составленных из универсальных ракетных модулей (УРМ).

Известны способы подготовки к пуску, состав и конструкция стартовых комплексов (СК) РКН с использованием мобильных агрегатов обслуживания (МАО), кабель-заправочных башен (КЗБ) и заправочно-дренажных мачт (ЗДМ).

Например, СК ракетно-космической системы (РКС) "Энергия - Буран" состоит из пусковой установки (ПУ), МАО, отводящихся от РКС перед пуском по дуге окружности, и стационарной ЗДМ.

СК РКН "Протон" включает ПУ и мобильный поступательно перемещающийся по подкрановым путям П-образный МАО, отводящийся от РКН за 40 минут до ее старта.

Заключительные операции по пуску РКН на этих СК выполняются механизмами, расположенными в пусковом столе (ПС) (РКН "Протон") и на ЗДМ (РКС "Энергия - Буран").

Использование для этих целей ПС неприемлемо для РКН, составленных из универсальных ракетных модулей (УРМ), т.к. заключительные операции по пуску РКН для них осуществляются и в момент отрыва РКН от ПС. Например, в РКН "Ангара" связь 2-х (3-х) ступеней, разгонного блока и космической головной части с коммуникациями комплекса наземного оборудования осуществляется и в момент начала ее подъема. Включение же в состав СК ЗДМ (РКС "Энергия - Буран") увеличивает стоимость СК и эксплуатационные затраты на его содержание.

В настоящее время, для сокращения числа агрегатов в составе СК, используются стационарные КЗБ, которые совмещают в себе функции агрегата обслуживания и заправочно-дренажной мачты (Технологические объекты наземной инфраструктуры ракетно-космической техники. Кн.1. Под редакцией И.В.Бармина, М., 2006 г.).

Известен способ подготовки к пуску и пуска РКН, составленных из УРМ с использованием в составе СК КЗБ. Способ подготовки и пуска многоблочной РКН согласно изобретению (RU №2291089, 10.01.2007, B64G 5/00) заключается в том, что после установки ракеты на ПС, к ней подводится смонтированная на КЗБ мачта с механизмами устройства удержания ракеты (УУР) и отвода бортовых разъемных соединений (БРС) с коммуникациями, и стыкуется на ракете. Далее проводятся технологические операции по заправке, обеспечению связей «земля-борт». После завершения технологических операций по обслуживанию ракеты работы проводятся в обратном порядке, а в начальный момент подъема ракеты отстыковываются и отводятся механизмы БРС с коммуникациями и УУР, и мачта возвращается в исходное положение. Устройство для осуществления данного способа содержит П-образную ферменную конструкцию с двумя параллельными башнями и расположенную между ними мачту с механизмами УУР и отвода БРС с коммуникациями, установленную на шатунах шарнирно-сочлененных стрел, смонтированных на башнях КЗБ. Мачта установлена с возможностью возвратно-поступательных перемещений относительно ракеты посредством обособленных гидроприводов с прямолинейными лемнискатными направляющими механизмами. Данный способ и устройство обеспечивают подготовку к пуску и пуск РКН, составленных из УРМ. Однако при этом ветровое удержание РКП и ее обслуживание приходится производить с площадок, установленных на длинных стрелах, смонтированных на КЗБ, перекрывающих расстояние между ПС и КЗБ, необходимое по условиям безударного подъема ракеты и безопасного газодинамического воздействия на нее струй двигательных установок первой ступени ракеты. По своему функциональному назначению, технической сущности и достигаемому техническому результату изобретение по патенту RU №2291089 является наиболее близким и выбрано в качестве прототипа к заявляемым способу и устройству.

Задачей предлагаемой группы изобретений является создание способа подготовки и пуска многоблочной РКП и устройства обслуживания (УО) для его осуществления, обеспечивающих технический результат, заключающийся в повышении надежности работы технологического оборудования, сокращении затрат на строительство стартовых комплексов, обеспечение гибкости схемных решений обслуживания РКП.

Оптимальная конструкция устройства обслуживания многоблочных РКН, составленных из УРМ для реализации способа, должна отвечать следующим требованиям:

- производить удержание, обслуживание и заправку РКН, находясь в непосредственной близости от ракеты, стоящей на ПУ;

- отводиться от ПУ с ракетой на расстояние, обеспечивающее безударный подъем и сохранность агрегата от газодинамического воздействия струй двигателей первой ступени ракеты, после заправки ракеты со снятием ветрового удержания и сохранением работоспособности коммуникаций, связывающих 2 (3) ступени ракеты, разгонный блок и космическую головную часть с наземным оборудованием;

- производить пуск ракеты с отводом коммуникаций в начальный момент ее подъема.

Требуемый технический результат достигается тем, что после установки РКП на ПС к ней подводят расположенную на УО стойку с механизмами УУР и отвода БРС с коммуникациями и стыкуют на ракете. Далее проводят технологические операции по заправке, обслуживанию ракеты, а после их завершения производят ее пуск с одновременным отводом стойки с механизмами УУР и отвода БРС с коммуникациями. Согласно изобретению после стыковки стойки с ракетой блокируют устройство удержания ракеты, чем обеспечивается надежное удержание РКН в заданном положении, а после завершения операции заправки и обслуживания, блокировку снимают. Затем, не разрывая связей коммуникаций «земля-борт», посредством платформы с ходовыми тележками, отводят устройство обслуживания на безопасное расстояние, а перед пуском отсоединяют механизмы УУР от ракеты. Устройство обслуживания для осуществления способа включает П-образную ферменную конструкцию с двумя параллельными башнями и расположенную между ними стойку с механизмами устройства удержания ракеты и отвода бортовых разъемных соединений с коммуникациями, установленную на шатунах шарнирно-сочлененных стрел, смонтированных на башнях. Согласно изобретению башни размещены на платформе с ходовыми тележками, а устройство удержания ракеты выполнено в виде клещевого захвата с возможностью наложения его плеч на II (III) ступень РКН, при этом башни оснащены рычагами, выполненными с возможностью блокировки плеч клещевого захвата.

Авторам предлагаемых изобретений неизвестны аналогичные технические решения, в связи с чем, по мнению авторов, заявляемая совокупность признаков соответствует критерию изобретения "изобретательский уровень" и критерию "новизна".

Устройство, осуществляющее предлагаемый способ, поясняется чертежами.

На фиг.1а, 1Б показаны позиции устройства при обслуживании (1а) и перед пуском РКН (1б).

На фиг.2 - вид А на стойку механизмов отвода БРС и клещевого захвата.

На фиг.3 - вид Б на стойку механизмов отвода БРС и клещевого захвата.

Устройство для предстартовой подготовки и пуска РКН, составленных из УРМ, состоит из П-образной ферменной конструкции 1 (фиг.1) с двумя параллельными башнями 2 (фиг.2) с горизонтальными площадками обслуживания 3 (фиг.1) и рычагами 4 (фиг.2), установленными на платформе 5 (фиг.1) с ходовыми тележками 6 (фиг.1), и расположенной между башнями стойки 7 (фиг.1) с механизмами отвода 8 (фиг.1, 3) коммуникаций 9 (фиг.1), закрепленной на шатунах 10 (фиг.1, 3) шарнирно-сочлененных стрел 11 (фиг.1) с гидропневмоприводами 12 (фиг.1), на которой закреплено УУР в виде клещевого захвата 13 (фиг.1, 3) с гидроприводами 14 (фиг.2) с возможностью наложения его плеч 15 (фиг.2) на II (III) ступень ракеты космического назначения, составленной из УРМ 16 (фиг.1), стоящей на ПС 17 (фиг.1).

Реализацию предложенного способа и устройства рассмотрим на примере предстартовой подготовки и пуска ракеты космического назначения, установленной на ПС.

После установки РКН 16 (фиг.1) на ПС 17 (фиг.1), гидроприводы 14 (фиг.2) плеч 15 (фиг.2) раскрытого клещевого захвата 13 (фиг.1, 3), установленного на стойке 7 (фиг.1), закрепленной на шатунах 10 (фиг.1, 3) шарнирно-сочлененных стрел 11 (фиг.1) устройства, производят установку плеч 15 (фиг.1) клещевого захвата 13 (фиг.1) на II (III) ступень РКН 16 (фиг.1), после чего рычаги 4 (фиг.2) башен 2 (фиг.2) устройства накладываются на плечи 15 (фиг.2) клещевого захвата 13 (фиг.1, 3), производя ветровое удержание "сухой" РКН 16 (фиг.1) за башни 2 (фиг.2). Далее осуществляют стыковку коммуникаций, заправку и обслуживание. После их завершения рычаги 4 (фиг.2) башен 2 (фиг.2) снимают с плеч 15 (фиг.2) клещевого захвата 13 (фиг.1, 3), а устройство отводят от РКН 16 (фиг.1) посредством ходовых тележек 6 (фиг.1) на безопасное расстояние.

Во время перемещения клещевой захват 13 (фиг.1, 3) продолжает удерживать РКН 16 (фиг.1), а изменение расстояния между РКН 16 (фиг.1) и устройством, компенсируется увеличением вылета шарнирно-сочлененных стрел 11 (фиг.1), происходящее под воздействием гидропневмоприводов 12 (фиг.1), при этом работоспособность коммуникаций 9 (фиг.1) сохраняется. Перемещение устройства и пропорционально-синхронное ему изменение вылета шарнирно-сочлененных стрел 11 (фиг.1) заканчивается при достижении максимального вылета шарнирно-сочлененных стрел 11 (фиг.1). Перед пуском гидроприводы 14 (фиг.2) клещевого захвата 13 (фиг.1, 3) отводят плечи 15 (фиг.2) от РКН 16 (фиг.1). Производится пуск. В начальный период подъема РКП 16 (фиг.1) механизмы отвода 8 (фиг.2, 3) отделяют платы и коммуникации к стойке 7 (фиг.1), которая в свою очередь вместе с установленными на ней клещевым захватом 13 (фиг.1, 3) и механизмами отвода 8 (фиг.2, 3) коммуникаций 9 (фиг.1) отводится шарнирно-сочлененными стрелами 11 (фиг.1) посредством гидропневмоприводов 12 (фиг.1).

Реализация способа предстартовой подготовки и пуска РКН, скомпонованных из УРМ, осуществляемого посредством мобильного устройства обслуживания с полным циклом операций предстартовой подготовки и пуска ракеты, оборудованного площадками обслуживания, размещенными непосредственно на башнях устройства и имеющего один легкий механизм, предназначенный только для отвода наземных коммуникаций в начальный период подъема ракеты, вместо стационарной кабель-заправочной башни (РКС "Энергия - Буран"), отстоящей от оси пусковой установки на 13-15 м, имеющей от 4 до 6 стрел с площадками обслуживания с массой более 100 т каждая, с плечом центра тяжести 5-6 м, позволит уменьшить массу башен агрегата и улучшить условия труда обслуживающего персонала, работающего на большой высоте.

Таким образом, совокупность неразрывно связанных между собой существенных признаков, изложенных в формуле изобретения, позволяет получить существенный технический результат. Использование предлагаемых способа и устройства для подготовки и пуска многоблочной РКН, позволит отказаться от кабель-заправочных башен с установленными на длинных и тяжелых стрелах площадками и устройствами удержания, а также от заправочно-дренажных мачт, что сократит затраты на строительство стартовых комплексов, кроме того, повысит надежность работы технологического оборудования, обеспечит гибкость схемных решений обслуживания РКН. Изобретения могут быть использованы на стартовом комплексе космодрома «Байконур», а также рассмотрены в качестве варианта при проектировании космодрома «Восточный».

1. Способ подготовки и пуска многоблочных ракет космического назначения, заключающийся в том, что после установки ракеты на пусковой стол проводят технологические операции по заправке ракеты, обеспечению связей «земля-борт» посредством смонтированной на устройстве обслуживания стойки с механизмами устройства удержания ракеты и отвода бортовых разъемных соединений с коммуникациями, которую стыкуют с ракетой, далее производят пуск с одновременным отводом стойки с механизмами устройства удержания ракеты и отвода бортовых разъемных соединений, отличающийся тем, что после стыковки стойки с ракетой блокируют механизмы устройства удержания ракеты посредством рычагов, смонтированных на башне, а после завершения операции заправки ракеты блокировку снимают, затем отводят устройство обслуживания на безопасное расстояние, не разрывая связей «земля-борт», а перед пуском отсоединяют механизмы устройства удержания ракеты от ракеты.

2. Устройство обслуживания для осуществления способа по п.1, содержащее П-образную ферменную конструкцию с двумя параллельными башнями и расположенную между башнями стойку с размещенными на ней механизмами устройства удержания и отвода бортовых разъемных соединений с коммуникациями, установленную на шатунах шарнирно-сочлененных стрел, смонтированных на башнях, отличающееся тем, что башни размещены на платформе с ходовыми тележками, а устройство удержания выполнено в виде клещевого захвата с возможностью наложения его плеч на II (III) ступени ракеты космического назначения, при этом башни оснащены рычагами, выполненными с возможностью блокировки плеч клещевого захвата.

Изобретение относится к ракетно-космической технике, а именно к устройствам отвода коммуникаций с разъемным соединением от борта ракеты. .

Транспортно-установочный агрегат универсального стартового комплекса ракет космического назначения // 2456218

Изобретение относится к транспортно-установочному оборудованию универсальных стартовых комплексов космических ракетных комплексов и предназначено для подъема в вертикальное положение ракет космического назначения.

Устройство для защиты разъемов коммуникаций от воздействия внешней среды // 2455533

Изобретение относится к машиностроению, а именно к устройствам защиты разъемов коммуникаций, установленных на механизмах стыковки и отвода коммуникаций, от воздействия внешней среды, и может быть использовано в стартовых ракетно-космических комплексах.

Способ заправки жидким кислородом баков окислителя ракетно-космической системы (варианты) // 2455206

Изобретение относится к области ракетно-космической техники и может быть использовано на стартовом комплексе ракетно-космической системы (РКС), включающей многоступенчатую ракету-носитель (РН) и космический разгонный блок (РБ), при заправке криогенными компонентами ракетного топлива кипящим кислородом и переохлажденным кислородом баков окислителя двигательных установок РН и РБ соответственно.

Способ вывода в космос космических объектов с помощью многоразовой системы и система для вывода в космос космических объектов // 2454355

Изобретение относится к ракетно-космической технике и касается устройства и способа для многоразового вывода в космос космических объектов. .

Способ электрических проверок космического аппарата // 2447002

Изобретение относится к наземным электрическим испытаниям, преимущественно космических аппаратов (КА). .

Устройство для заправки баков космического аппарата топливом методом вытеснения // 2447001

Изобретение относится к наземному оборудованию, в частности, для заправки баков космических аппаратов (КА) гидразином. .

Система терморегулирования космического аппарата // 2447000

Изобретение относится к системам терморегулирования (СТР), главным образом телекоммуникационных спутников, в т.ч. .

Устройство для засветки фотоэлектрических преобразователей солнечной батареи космического аппарата // 2440920

Изобретение относится к средствам наземной эксплуатации космических аппаратов с солнечными батареями. .

Устройство заправки и слива окислителя ракетного разгонного блока // 2440919

Изобретение относится к ракетно-космической технике, а именно к устройствам заправки (слива) окислителя ракетного разгонного блока. .

Устройство для подъема и удержания установщика с ракетой-носителем на пусковом столе в вертикальном положении // 2477247

Изобретение относится к ракетно-космической технике, а именно к наземному подъемно-установочному оборудованию, и может быть использовано при подготовке ракет-носителей к пуску на высокоавтоматизированном стартовом комплексе

Транспортно-установочный агрегат стартового ракетного комплекса // 2478539

Изобретение относится к области транспортного машиностроения, в частности к транспортно-установочному оборудованию ракетного комплекса

Устройство отвода коммуникаций с разъемными соединениями // 2479471

Изобретение относится к ракетной технике и предназначено для отвода коммуникаций с разъемными соединениями от борта ракеты

Технический комплекс космодрома для подготовки к пуску на стартовом комплексе ракет-носителей // 2479472

Изобретение относится к ракетно-космической технике (РКТ) - именно, к технике и технологии подготовки ракеты-носителя (РН) и космической головной части (КГЧ) к пуску: доставке, сборке, тестированию на техническом комплексе (ТК) космодрома для пуска РН, выведения космического аппарата (КА) на орбиту и может быть использовано для подготовки к пуску экологически безопасных ракет-носителей легкого, среднего и тяжелого класса с космическими головным частями, на технических комплексах любых космодромов, в частности, например, на космическом ракетном комплексе (КРК) космодрома «Байтерек» (Казахстан)и на проектируемом космодроме «Восточный»

Технический комплекс космодрома для подготовки к пуску ракеты-носителя с космической головной частью, содержащей разгонный блок и космический аппарат // 2480389

Изобретение относится к ракетно-космической технике (РКТ), именно к технике и технологии подготовки к пуску ракеты-носителя (РН) с космической головной частью (КГЧ), содержащей разгонный блок (РБ) и космический аппарат (КА), и может быть использовано для подготовки к пуску ракет-носителей легкого, среднего и тяжелого класса с космическими головным частями на технических комплексах космодромов

Мобильная башня обслуживания летательных аппаратов // 2483990

Изобретение относится к космической промышленности

Грузовой макет ракетоносителя // 2491211

Изобретение относится к ракетно-космической отрасли, а именно к наземному вспомогательному оборудованию

Способ доставки на поверхность космического объекта модуля длительно действующей базы и космический корабль // 2509689

Изобретение относится к космической технике, а именно к колонизации космических объектов (КО). Космический корабль (КК) содержит посадочный (модуль длительно действующей базы (ДДБ)) (ПМ) и взлётный модули (ВМ). ПМ содержит посадочные устройства, гермоотсек с системой обеспечения экипажа, исследовательским оборудованием и устройствами автономного или буксировочного перемещения по поверхности КО, герметичный отсек с системой стыковки и перевода взлётного модуля в стартовое положение, топливные баки для дозаправки взлётного модуля, средства стыковки с ДДБ. ВМ содержит поворотные ЖРД. ВМ и ПМ соединены переливными топливными магистралями. Производят мягкую посадку в ручном или автоматическом режиме КК на КО в горизонтальном положении с помощью бортовой ЖРД ПМ с использованием топлива ВМ, и двигателей ВМ, дозаправляют ВМ топливом из ПМ, переводят ВМ в стартовое положение, производят отлёт ВМ, вводят ПМ в состав ДДБ. Изобретение позволяет расширить эксплуатационные возможности ПМ. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Способ электрических проверок космического аппарата // 2513322

Изобретение относится к наземным испытаниям электротехнических систем космических аппаратов (КА). Способ состоит в проведении включения и выключения КА, в т.ч. подключения к КА (10) или отключения от него имитаторов солнечных (8) и аккумуляторных (9) батарей. Имитаторы связаны с КА, соответственно, через соединители (2-1, 3-1) и (5-1) с коммутатором (5-3), а также - через стабилизированный преобразователь напряжения (4). Питание имитаторов (8, 9) осуществляется от промышленной сети через кабели (8-1) и (9-1). При этом солнечная батарея (1), как правило, отстыкована от КА (соединители 2 и 2-1, 3 и 3-1 разомкнуты). Аккумуляторная батарея (5) со стороны своего плюса отсоединена (соединители 5-2 и 5-1 разомкнуты) от зарядного (6) и разрядного (7) преобразователей. К КА (10) подключен автоматизированный испытательный комплекс (11) с заложенными в него циклограммами различных электрических проверок КА и его включения-выключения. В ходе проверок производят контроль поставленных на слежение параметров, в т.ч. выходного тока имитаторов (9). Величина данного тока служит дополнительным свидетельством о факте включения и выключения КА. Техническим результатом изобретения является повышение надежности и расширение функциональных возможностей процесса электрических проверок КА. 1 ил.

Способ испытаний многозвенной механической системы космического аппарата на функционирование и устройство для его осуществления // 2516880

Изобретение относится к наземным имитационным испытаниям космических аппаратов (КА), а именно многозвенных маложестких механических систем изделий космической техники. Устройство для обезвешивания многозвенной механической системы КА содержит закрепленные на КА поворотные секции, расположенные в плане над соответствующими звеньями механической системы и связанные с ними посредством регулируемых пружин обезвешивания, трансформируемую опорную конструкцию из горизонтальных несущих штанг с кронштейнами, поворотные секции. Наименее удаленная от КА несущая штанга закреплена на КА, а наиболее удаленная от КА несущая штанга посредством опорной стойки опирается на пол помещения. Трансформируемая опорная конструкция снабжена фиксаторами взаимного положения несущих штанг, несущие штанги снабжены Г-образными упорами, опирающимися на пол помещения, кронштейны размещены на несущих штангах с возможностью взаимодействия и фиксации с поворотными секциями в их наиболее удаленных от космического аппарата концах. КА с закрепленным на нем устройством для обезвешивания многозвенной механической системы устанавливают на место проведения испытаний, проводят установку и фиксацию необходимой конфигурации опорной трансформируемой конструкции в горизонтальной плоскости, последовательно фиксируют положения поворотных секций системы обезвешивания в горизонтальной плоскости. Изобретение позволяет повысить функциональные и эксплуатационные характеристики устройств для испытаний многозвенных маложестких механических систем изделий космической техники. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 8 ил.