Транспортный самолёт для перевозки и разгона в стратосфере ракет космического назначения



Транспортный самолёт для перевозки и разгона в стратосфере ракет космического назначения
Транспортный самолёт для перевозки и разгона в стратосфере ракет космического назначения
Транспортный самолёт для перевозки и разгона в стратосфере ракет космического назначения
Транспортный самолёт для перевозки и разгона в стратосфере ракет космического назначения
Транспортный самолёт для перевозки и разгона в стратосфере ракет космического назначения
Транспортный самолёт для перевозки и разгона в стратосфере ракет космического назначения
Транспортный самолёт для перевозки и разгона в стратосфере ракет космического назначения
Транспортный самолёт для перевозки и разгона в стратосфере ракет космического назначения
Транспортный самолёт для перевозки и разгона в стратосфере ракет космического назначения

 


Владельцы патента RU 2548829:

Нарижный Александр Афанасьевич (RU)

Изобретение относится к авиационной технике. Транспортный самолет для перевозки и разгона в стратосфере ракет космического назначения содержит два фюзеляжа, шасси, кили, двигатели, крыло, состоящее из центральной части и двух консолей, на которых установлены двигатели, и ложементы-направляющие для крепления упомянутых ракет. Он снабжен дополнительным крылом с двигателями на консолях, которые закреплены на верхних торцах килей. Задние части фюзеляжей связаны удобообтекаемой перемычкой. Ложементы-направляющие закреплены на верхних поверхностях центральной части крыла и перемычке. Изобретение направлено на увеличение массы выводимых в стратосферу земли ракет космического назначения и улучшение управляемости. 2 з.п. ф-лы, 9 ил.

 

Изобретение относится к авиационной технике и, в частности, к самолетам для транспортировки и разгона в стратосфере земли ракет космического назначения. Самолет может быть также использован для перевозки крупногабаритных тяжелых народнохозяйственных грузов и т.д.

Одной из важнейших характеристик ракетных систем для вывода в космос космических объектов является экономичность запуска космических объектов, показателем которой является стоимость вывода в космос 1 кг полезного груза, которая в настоящее время составляет 10…40 тыс.$ США [Ж. «Новости космонавтики» №3. 2009 г., стр.71.]. Там же отмечается, что «все современные «тяжеловесы» выводят на низкую околоземную орбиту полезные грузы массой около 20-25 т».

Существенное снижение стоимости запуска в космос одного килограмма полезного груза (до 2000 $ США) предполагается получить с помощью многоразовой авиационно-космической системы (МАКС) [Там же, стр.72.].

Известна [ВИКИПЕДИЯ] «Многоцелевая авиационно-космическая система (МАКС) - проект использующего метод воздушного старта двухступенчатого комплекса космического назначения, состоящего из самолета-носителя (Ан-225 «Мрия»), на котором устанавливается орбитальный самолет-космоплан с одноразовым внешним топливным баком. Орбитальный самолет может быть как пилотируемым, так и беспилотным. Вариант системы допускает также установку вместо многоразового орбитального самолета одноразовой грузовой ракетной ступени». В вариантах с космопланом полезный груз на низкую орбиту составляет 7 тонн, с ракетной ступенью - 18 тонн. Стартовая масса ракетной системы - 275 тонн.

Основным недостатком этого самолета является возникающий в полете момент силы сопротивления ракетно-космической ступени относительно плоскости крыльев, что существенно ухудшает управляемость самолетом и аэродинамические характеристики самолета.

Известен также самолет Stratolaunch (США) [Википедия]. Он будет состоять из двух фюзеляжей, соединенных перегородкой (центральным крылом), на которой будет располагаться ракета, таким образом он будет выглядеть как самолет-катамаран, в середине которого находится ракета. Размах его крыльев составит около 126 (114?) метров, что превышает размер футбольного поля, а поднимать в воздух эту конструкцию будут шесть двигателей от Боинга-747, закрепленных на боковых консолях крыла. У этого самолета фюзеляжи, двигатели и ракетная ступень находятся примерно в одной горизонтальной плоскости. Этим устраняется основной недостаток вышерассмотренного самолета (Ан-225). При размахе крыльев 126 (114?) м он может поднять ракету массой 220 т, выводимая в космос полезная нагрузка которой 6,1 т. Можно утверждать, что этот вес полезной нагрузки практически предельный для такой конструкции (для увеличения этого параметра потребуется увеличить размах крыла, а это сделать практически невозможно). Такая ограниченность по величине полезной нагрузки является ее существенным недостатком.

Техническая задача, решаемая изобретением, заключается в разработке самолета, позволяющего значительно увеличить массу выводимых в стратосферу земли ракет космического назначения, улучшить управляемость самолета и снизить удельную стоимость выведения в космос полезных грузов.

Это достигается тем, что в транспортном самолете, содержащем в своем составе два фюзеляжа, шасси, кили, хвостовое оперение, прикрепленное к фюзеляжам состоящее из двух консолей и центральной части крыло, а также установленные на консолях крыла двигатели, согласно изобретению кили фюзеляжей выполнены в виде удобообтекаемых стоек, на верхнем торце которых закреплено дополнительное крыло с двигателями на его консолях, выполняющее в том числе функции хвостового оперения, а задние части фюзеляжей связаны удобообтекаемой перемычкой и при этом на верхних поверхностях центральной части крыла и перемычки закреплены ложементы - направляющие для закрепления грузов, например ракет космического назначения. Эти ложементы используются также как рельсовые направляющие.

Фактически рассматриваемый самолет может быть использован в качестве воздушного стартового комплекса для ракет космического назначения с автономной системой подготовки, измерения и управления процессом запуска ракеты.

Этот транспортный самолет может быть выполненным с прижатыми друг к другу и закрытыми удобообтекаемой оболочкой фюзеляжами, т.е. фактически с одним широким фюзеляжем повышенной вместимости.

Для увеличения массы выводимого в космос полезного груза шасси самолета можно выполнить в виде легко отсоединяемой самоходной платформы, подобной, например, электровозу железной дороги.

Для повышения продольных устойчивости и управляемости при перевозке длинномерных тяжелых грузов, например ракет с продольной компоновкой ступеней, его крыло может быть выполнено с обратной стреловидностью

На фиг.1 показан вид на самолет в плане (сверху). На фиг.2 показан вид в сечении А-А фиг.1. На фиг.3 показан вид на самолет спереди. На фиг.4 показан вид на самолет спереди для случая, когда центральная часть крыла закреплена у нижней части фюзеляжа. На фиг.5 показан вид в сечении А-А для варианта выполнения самолета с отсоединяемым перед моментом взлета шасси, которое на рисунке выполнено в виде высокоскоростного электровоза. На фиг.6 показан вид в сечении А-А для варианта перевозки ракеты космического назначения с продольной компоновкой ступеней ракеты. На фиг.7 показан вид в плане на вариант самолета с прижатыми друг к другу фюзеляжами. На фиг.8 показан вид спереди на вариант самолета с прижатыми друг к другу фюзеляжами. На фиг.9 показан вид сверху на вариант самолета с крылом обратной стреловидности.

Самолет содержит фюзеляжи 1, шасси 2, кили 3, состоящее из центральной секции 4 и консолей 5 крыло 6, закрепленные на консолях крыла 6 двигатели 7, фюзеляжи 1 в задней части связаны удобообтекаемой перемычкой 8. Эта перемычка и центральная часть крыла 4 служат опорой для ложементов-направляющих 9. Ложементы 9 в свою очередь служат опорой для перевозимых грузов, например ракет 10, и одновременно могут служить рельсовыми направляющими при запуске этих ракет. Для создания дополнительной подъемной силы на верхних торцах килей 3 закреплено дополнительное крыло 11, на консолях 12 которого закреплены двигатели 7. Если самолет не предназначен для перевозки крупногабаритных грузов на наружной поверхности фюзеляжей, эти фюзеляжи 1 могут быть прижаты друг к другу и укрыты для уменьшения лобового сопротивления оболочкой 13, как показано на фиг.7 Для уменьшения массы самолета он может быть выполнен без шасси, как показано на фиг.5. В этом случае в качестве шасси используется самоходное транспортное средство, например выполненный в виде плоской платформы электровоз 14 железной дороги 15. Для повышения продольной устойчивости и управляемости самолета он может быть выполнен с крылом обратной стреловидности как показано на фиг.9

Работает рассматриваемый самолет следующим образом.

На ложементы-направляющие 9 укладывают ракету 10, соответствующим образом закрепляют ее, заправляют компонентами топлива и по готовности к старту запускают все двигатели 7 самолета и направляют его на взлет. По достижению самолетом заданной высоты и скорости полета запускают двигатели ракеты и по выходу двигателей ракеты на расчетный режим работы отключают ракету от ложементов-направляющих и направляют ее в космос. После отлета ракеты самолет направляют к месту старта.

Самолет фактически выполняет функцию стартового комплекса для ракет космического назначения. При этом он, практически, не имеет проблем с защитой ракеты и стартового комплекса от воздействия газодинамических, акустических, ударно-волновых и тепловых нагрузок.

Вариант самолета, представленный на фиг.4, позволяет приподнять ракету над центральной секцией 4 крыла 6, что облегчает защиту этой секции от высокотемпературных струй стартующей ракеты 10.

Представленный на фиг.5 вариант самолета с отсоединяемым шасси позволяет существенно уменьшить массу поднимающегося в воздух самолета и за счет этого увеличить массу ракеты и соответственно массу полезного груза.

Показанный на фиг.5 самолет работает следующим образом. Предварительно установленный и закрепленный на самодвижущейся платформе (электровозе) 14 самолет подвозят на старт, закрепляют на нем ракету 10 и по готовности ракеты к старту запускают на холостые обороты двигатели 7 самолета. После этого приводят в движение электровоз, разгоняют его до взлетной скорости, например 300-500 км/час, переводят на штатный режим работы двигатели самолета, отключают самолет от платформы и переводят его в набор высоты, а платформу в режим торможения и возврата на место старта. После запуска ракеты самолет возвращается к месту старта. При приближении самолета к земле платформу 14 разгоняют до посадочной для самолета скорости, после чего самолет ее догоняет, зависает над ней и мягко опускается. После этого в автоматическом режиме он фиксируется на этой платформе, а платформа останавливается и после этого возвращается на место старта.

Работа самолета, показанного на фиг.7 и 8, принципиально ничем не отличается от работы современных транспортных самолетов.

Работа самолета, показанного на фиг.9, принципиально ничем не отличается от работы самолета, показанного на фиг.1.

Оценим эффективность рассматриваемого изобретения.

В качестве наиболее близкого по техническим характеристикам возьмем вышеупомянутый самолет Ан-225. Этот самолет с одним создающим подъемную силу крылом и шестью закрепленными на нем двигателями имеет подъемную массу ~600 т и позволяет вывести на околоземную орбиту полезный груз массой ~18 т.

В рассматриваемом изобретении ничто не мешает в качестве дополнительного крыла закрепить крыло, подобное основному крылу, с теми же шестью двигателями. В этом случае очевидно, что этот самолет может иметь подъемную массу ~1200 т и сможет вывести на ту же земную орбиту полезный груз массой ~36 т. Еще большую массу полезного груза можно поднять, если использовать показанный на фиг.5 самолет с шасси в виде электровоза скоростной железной дороги (в этом случае не нужно поднимать в воздух многотонное шасси).

Об эффективности самолета, показанного на фиг.7 и 8, можно сказать следующее. При одинаковых с обычным самолетом размахе крыльев и длине фюзеляжа он сможет, благодаря в двое большей площади крыльев и количеству двигателей, поднимать и перевозить грузы с примерно в два раза большей массой.

1. Транспортный самолет для перевозки и разгона в стратосфере ракет космического назначения, содержащий два фюзеляжа, шасси, кили, двигатели, крыло, состоящее из центральной части и двух консолей, на которых установлены двигатели, и ложементы-направляющие для крепления упомянутых ракет, отличающийся тем, что он снабжен дополнительным крылом с двигателями на консолях, которые закреплены на верхних торцах килей, а задние части фюзеляжей связаны удобообтекаемой перемычкой, при этом упомянутые ложементы-направляющие закреплены на верхних поверхностях центральной части крыла и перемычке.

2. Транспортный самолет по п.1, отличающийся тем, что шасси выполнено в виде легко отсоединяемой самоходной платформы.

3. Транспортный самолет по п.1, отличающийся тем, что его крыло выполнено с обратной стреловидностью.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к авиастроению. Способ полета группы самолетов включает взлет и полет основного боевого самолета и взлет самолета с компьютерным управлением со своим боевым комплектом.

Многоцелевая аэростатная система ускоренного вывода на заданную высоту состоит из оболочки аэростатной части с полезной нагрузкой, двухкаскадной парашютной системы торможения и стабилизации, комплекта пиропатронов и механических датчиков, устройства доставки аэростатной части в виде ракеты и системы отделения аэростатной части с полезной нагрузкой от ракеты.

Изобретение относится к летательным аппаратам (ЛА) и может быть использовано для отделения отсека. Система отделения ЛА содержит устройство крепления с возможностью расфиксации, устройство отделения с толкателем (парой параллельных толкателей) с упорным элементом (УЭ) в виде участка сферы.

Изобретение относится к системам стыковки летательных аппаратов. Способ отделения отсека летательного аппарата заключается в расфиксации устройства крепления отсека и воздействии усилием толкателя устройства отталкивания на контактную поверхность упорного элемента отделяемого отсека по направлению к положению его центра тяжести до отделения.

Группа изобретений относится к области авиации. Высотная платформа включает связку из летательных аппаратов, которые соединены между собой посредством гибкого кабель-троса, обеспечивающего передачу усилий и содержащего каналы передачи электроэнергии и информационного управляющего сигнала от одного аппарата к другому.

Изобретение относится к способам управления самолетами при выполнении боевых задач. Способ сопровождения боевых самолетов включает взлет и полет основного боевого самолета, а также боевых самолетов уменьшенных размеров с компьютерным управлением и со своим боевым комплектом.

Изобретение относится к авиационным ракетным системам и предназначено для осуществления полетов в атмосфере. .

Изобретение относится к области авиации и может быть использовано для осуществления безаэродромных посадок и взлетов летательных аппаратов (ЛА). .

Изобретение относится к авиации, а именно к установке для запуска летательного объекта, к системе для запуска летательного объекта и к способам запуска летательного объекта.

Изобретение относится к ракетно-космической технике и, в частности, к устройствам для запуска в космос космических объектов. .

Изобретение относится к области летательных аппаратов. Летательный аппарат содержит фюзеляж с кабиной управления, прикрепленное сверху к фюзеляжу крыло треугольной формы, двигатели, установленные с возвышением над крылом, хвостовое оперение и шасси.

Изобретение относится к области авиации, в частности к конструкциям многовинтовых конвертопланов. Гибридный конвертоплан имеет фюзеляж из композитных материалов с высокорасположенным крылом типа «чайка», на поворотных консолях которого на нижних частях изломов смонтированы гибридные мотогондолы трехвинтовых модулей, выполненных с возможностью работы при различных углах их отклонения в вертикальной плоскости.

Изобретение относится к области авиации. Способ увеличения подъемной силы крыла самолета основан на создании над верхними плоскостями потока воздуха за счет использования на верхних плоскостях жалюзи, устроенных так, что воздушные полости внутри крыла сообщаются через синхронно с жалюзи управляемыми заслонками со всасывающими полостями турбореактивных двигателей, которые поток воздуха просасывают через жалюзи, создавая при неподвижном самолете над крыльями подвижную воздушную массу.

Летательный аппарат, имеющий лямбда-образную коробчатую конфигурацию крыла, содержит фюзеляж (1), силовую установку (5), первую пару аэродинамических поверхностей (2) с прямой стреловидностью, присоединенных к верхней передней части фюзеляжа (1), вторую пару аэродинамических поверхностей (3) с обратной стреловидностью, присоединенных к нижней задней части фюзеляжа (1) в точке упомянутого фюзеляжа (1) по направлению к корме от присоединения аэродинамических поверхностей (2) с прямой стреловидностью, и третью пару по существу вертикальных аэродинамических поверхностей (4).

Изобретение относится к летательным аппаратам (ЛА). ЛА содержит две тандемно расположенные несущие поверхности - переднюю и заднюю, выполненные с возможностью создания положительной подъемной силы.

Изобретение относится к транспортной технике, используемой в качестве летательного аппарата и автомобиля. .

Изобретение относится к области авиации. .

Изобретение относится к авиационной технике, в частности к конструкциям самолетов-амфибий. Самолет-амфибия - летно-спасательный комплекс выполнен многокорпусным, например трехкорпусным, полуторапланом, и содержит корпус-лодку, крыло, хвостовое оперение, шасси, силовую установку, водоруль, кабину пилотов, поперечные перегородки, делящие лодки на водонепроницаемые отсеки, нижние полукрылья.
Наверх