[go: up one dir, main page]

RU2846645C2 - Space bomber interceptor - Google Patents

Space bomber interceptor

Info

Publication number
RU2846645C2
RU2846645C2 RU2022133782A RU2022133782A RU2846645C2 RU 2846645 C2 RU2846645 C2 RU 2846645C2 RU 2022133782 A RU2022133782 A RU 2022133782A RU 2022133782 A RU2022133782 A RU 2022133782A RU 2846645 C2 RU2846645 C2 RU 2846645C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
stage
liquid
interceptor
propellant rocket
space
Prior art date
Application number
RU2022133782A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2022133782A (en
Inventor
Юрий Николаевич Михайлов
Original Assignee
Юрий Николаевич Михайлов
Filing date
Publication date
Application filed by Юрий Николаевич Михайлов filed Critical Юрий Николаевич Михайлов
Publication of RU2022133782A publication Critical patent/RU2022133782A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2846645C2 publication Critical patent/RU2846645C2/en

Links

Abstract

FIELD: aviation; astronautics.
SUBSTANCE: invention relates to aircraft and aerospace engineering, namely to hypersonic interceptors. Space bomber interceptor comprises first and second combat stages. First stage is made in the form of three cylindrical solid-propellant tanks with rocket engines in the lower part, equipped with wings and vertical stabilizers located perpendicular to the attachment plane. Second stage is equipped with laser weapons and four liquid-propellant rocket engines running on liquid hydrogen and oxygen with central body arranged there between. Oxygen feed pipeline runs inside hydrogen tank while both fuel components are fed via interconnected pipelines to all engines.
EFFECT: higher speed of interceptor.
7 cl, 12 dwg

Description

Изобретение относится к аэрокосмической технике, а конкретно к перехватчикам космических бомбардировщиков, возможно использовать и применять для перехвата и для уничтожения: различных спутниковых систем и разных космических аппаратов.The invention relates to aerospace technology, and specifically to interceptors of space bombers, and can be used and applied for intercepting and destroying various satellite systems and various spacecraft.

Известен сверхзвуковой самолет по патенту РФ на изобретение №2 010744, МПК В83С 39/10, Опубл. 15.04.1996 г. Корпус сверхзвукового самолета выполнен в любом продольном сечении по кубической параболе с затупленной кормовой частью и углом стреловидности по передней кромке не менее 60°. Руль высоты самолета выполнен в виде шарнирно-закрепленной передней части корпуса.A supersonic aircraft is known under Russian Federation Patent for Invention No. 2 010744, IPC B83C 39/10, Published April 15, 1996. The supersonic aircraft's fuselage is designed in any longitudinal section along a cubic parabola with a blunt aft section and a sweep angle along the leading edge of at least 60°. The aircraft's elevator is designed as a hinged front section of the fuselage.

Недостаток - относительно низкая скорость полета этого сверхзвукового самолета М=3…5. Указанный самолет не может развивать гиперзвуковые скорости полета.The disadvantage is the relatively low flight speed of this supersonic aircraft, Mach 3...5. This aircraft cannot reach hypersonic speeds.

Известен сверхзвуковой самолет по патенту РФ на изобретение №2130407, МПК В64С 39/02, Опубл. 10.03.1999 г. Данный сверхзвуковой самолет содержит фюзеляж, крылья, стартовые и маршевые двигательные установки.A supersonic aircraft is known under Russian Federation patent for invention No. 2130407, IPC B64C 39/02, Published March 10, 1999. This supersonic aircraft contains a fuselage, wings, launch and cruise propulsion systems.

Стартовые двигательные установки этого сверхзвукового самолета выполнены в виде газотурбинных двигателей - ГТД, а маршевые двигатели - в виде прямоточных двигателей, конкретно в запатентованной разработке предложено применить, также пульсирующие детонационные воздушно-реактивные двигатели.The starting propulsion systems of this supersonic aircraft are made in the form of gas turbine engines (GTE), and the cruise engines are in the form of ramjet engines; specifically, in the patented development, it is proposed to also use pulse detonation air-breathing engines.

Недостатки этого самолета: относительно низкая скорость при полетах, но а также и длительное время его разгона до гиперзвуковых скоростей, из-за низкой тяги ГТД.The disadvantages of this aircraft are its relatively low flight speed, but also the long time it takes to accelerate to hypersonic speeds due to the low thrust of the gas turbine engine.

Известен гиперзвуковой самолет по патенту РФ на изобретение №2305056, МПК B64D 37/06, Опубл. 27.08.2007 г., прототип.A hypersonic aircraft is known according to the Russian Federation patent for invention No. 2305056, IPC B64D 37/06, Published on August 27, 2007, prototype.

Указанный гиперзвуковой самолет содержит фюзеляж, крылья, топливные баки, маршевые прямоточные двигатели и стартовые ракетные двигатели. Стартовые ракетные двигатели выполнены на компонентах жидкого топлива. В фюзеляже у данного гиперзвукового самолета установлены баки с окислителем и горючим.The hypersonic aircraft comprises a fuselage, wings, fuel tanks, ramjet engines, and booster rocket motors. The booster rocket motors are powered by liquid propellant components. The fuselage of this hypersonic aircraft contains oxidizer and fuel tanks.

Недостатки прототипа:Disadvantages of the prototype:

- относительно низкая скорость полета гиперзвукового самолета и еще длительное время его разгона до гиперзвуковых скоростей из-за низкой тяги стартовых ракетных двигателей и низкой экономичности из-за расходования окислителя из собственных запасов.- the relatively low flight speed of a hypersonic aircraft and the long time it takes to accelerate to hypersonic speeds due to the low thrust of the launch rocket engines and low efficiency due to the consumption of oxidizer from its own reserves.

- невозможность использования маршевых прямоточных двигателей, например на ПКБ (перехватчик космических бомбардировщиков) и на других аппаратах в космосе.- the impossibility of using ramjet engines, for example, on the PKB (space bomber interceptor) and on other spacecraft.

Задачи создания изобретения: обеспечение большей и увеличение скорости полета ПКБ и улучшение его экономичности.The objectives of the invention are to ensure greater and increased flight speed of the aircraft and improve its efficiency.

Достигнутый технический результат: повышение гиперзвуковой скорости полета у ПКБ, резкое улучшена его экономичность.The technical result achieved: an increase in the hypersonic flight speed of the PKB, and a sharp improvement in its efficiency.

Решение уже указанных задач достигнуто за счет того, что Перехватчик Космических Бомбардировщиков, содержащий фюзеляж и крылья, топливные баки, жидкостные ракетные двигатели и трубопроводы подвода компонентов топлива к ним, отличается тем, что он выполнен и двухступенчатым и содержит во второй боевой ступени и четыре жидкостных ракетных двигателя, работающих на жидком водороде и жидком кислороде, но с центральным телом между ними, трубопровод подвода кислорода проходит внутри бака водорода, а баки водорода и кислорода соединены трубопроводами подвода водорода и кислорода всеми ЖРД (Жидкостный Ракетный Двигатель), а первая стартовая ступень выполнена в виде трех установленных в одной плоскости цилиндрических емкостей, но с твердым топливом и трех РДТТ (Ракетный Двигатель Твердого Топлива) в нижнем торце, крылья установлены также в этой плоскости, а вертикальные стабилизаторы расположены перпендикулярно к этой плоскости на средней цилиндрической емкости с твердым топливом с обоих сторон.The solution of the already mentioned problems is achieved due to the fact that the Space Bomber Interceptor, containing a fuselage and wings, fuel tanks, liquid rocket engines and pipelines for supplying fuel components to them, is distinguished by the fact that it is made two-stage and contains in the second combat stage four liquid rocket engines operating on liquid hydrogen and liquid oxygen, but with a central body between them, the pipeline for supplying oxygen passes inside the hydrogen tank, and the hydrogen and oxygen tanks are connected by pipelines for supplying hydrogen and oxygen to all LRE (Liquid Rocket Engine), and the first launch stage is made in the form of three cylindrical containers installed in one plane, but with solid fuel and three SRM (Solid Fuel Rocket Engine) at the lower end, the wings are also installed in this plane, and the vertical stabilizers are located perpendicular to this plane on the middle cylindrical container with solid fuel on both sides.

Центральное тело выполнено в виде конуса со скруглением в районе выходного сечения сопла.The central body is made in the form of a cone with a rounding in the area of the nozzle outlet section.

R=(0,51-0,52) Dc,R=(0.51-0.52) Dc,

где R - радиус скругления в районе выхлопного сечения сопла,where R is the radius of curvature in the area of the exhaust section of the nozzle,

Dc - диаметр выхлопного сечения сопла.Dc is the diameter of the exhaust section of the nozzle.

Перехватчик Космических Бомбардировщиков может содержать блоки сопел крена РДТТ на первой стартовой ступени и блоки сопел крена ЖРД на второй боевой ступени.The Space Bomber Interceptor may contain solid propellant rocket motor (SPRM) roll nozzle assemblies on the first launch stage and liquid propellant rocket motor (LPRE) roll nozzle assemblies on the second combat stage.

Крылья и вертикальные стабилизаторы на первой стартовой ступени ПКБ могут быть выполнены с возможностью поворота на первой стартовой ступени перехватчика.The wings and vertical stabilizers on the first launch stage of the interceptor may be designed to rotate on the first launch stage of the interceptor.

Перехватчик Космических Бомбардировщиков содержит и имеет у первой стартовой ступени три сопловых блока РДТТ, каждый уже с двумя оппозитно установленными соплами крена РДТТ, переключатель крена РДТТ и привода крена РДТТ.The Space Bomber Interceptor contains and has at the first launch stage three solid propellant rocket nozzle assemblies, each with two oppositely mounted solid propellant rocket bank nozzles, a solid propellant rocket bank switch and a solid propellant rocket bank drive.

Перехватчик космических бомбардировщиков может содержать и иметь на второй боевой ступени четыре сопловых блока ЖРД, каждый с двумя оппозитно установленными соплами крена ЖРД, переключатель крена ЖРД и привода крена ЖРД.The interceptor of space bombers may contain and have on the second combat stage four nozzle blocks of the liquid-propellant rocket engine, each with two oppositely mounted nozzles of the liquid-propellant rocket engine, a switch of the liquid-propellant rocket engine roll and a drive of the liquid-propellant rocket engine roll.

Перехватчик космических бомбардировщиков может быть оборудован и оружием на второй ступени-лазерное оружие.The space bomber interceptor can also be equipped with a second-stage weapon - a laser weapon.

Предложенные технические решения для уже приведенного ПКБ обладают новизной, изобретательским уровнем и промышленной применимостью.The proposed technical solutions for the already presented design bureau are novel, involve an inventive step and have industrial applicability.

Новизна подтверждается проведенными патентными исследованиями, а изобретательский уровень - тем, что новая совокупность существенных признаков позволила получить новые технические эффекты, а именно резкое уменьшение времени разгона ПКБ и до гиперзвуковых скоростей.The novelty is confirmed by the patent research conducted, and the inventive level is confirmed by the fact that the new set of essential features made it possible to obtain new technical effects, namely a sharp reduction in the acceleration time of the spacecraft to hypersonic speeds.

Промышленная применимость обусловлена тем, что для реализации приведенного изобретения не требуется создания новых и неизвестных из уровня техники агрегатов и деталей и узлов и новых технологий.Industrial applicability is determined by the fact that the implementation of the invention does not require the creation of new and unknown from the state of the art units, parts, components, and new technologies.

Сущность изобретения поясняется на фиг.1…12, где:The essence of the invention is explained in Fig. 1...12, where:

на фиг.1 приведена схема перехватчика космических бомбардировщиков,Fig. 1 shows a diagram of a space bomber interceptor,

на фиг.2 - схема второй боевой ступени,Fig. 2 - diagram of the second combat stage,

на фиг.3 - схема первой стартовой ступени,Fig. 3 - diagram of the first launch stage,

на фиг.4 - схема ракетного двигателя, вид А,Fig. 4 - diagram of a rocket engine, view A,

на фиг.5 - вид на нижний торец и центральное тело второй боевой ступени, разрез В - В,Fig. 5 - view of the lower end and the central body of the second combat stage, section B - B,

на фиг.6 - схема установки жидкостного ракетного двигателя - ЖРД,Fig. 6 - diagram of the installation of a liquid rocket engine - LRE,

на фиг.7 приведена схема установки ЖРД на раме и его качание,Fig. 7 shows a diagram of the installation of a liquid propellant rocket engine on a frame and its swing,

на фиг.8 приведен вид С на торец первой стартовой ступени,Fig. 8 shows view C of the end of the first launch stage,

на фиг.9 приведена схема блоков крена первой стартовой ступени,Fig. 9 shows a diagram of the roll blocks of the first launch stage,

на фиг.10 приведен вид по D второй боевой ступени с обвязкой около сопел крена РДТТ,Fig. 10 shows a D-view of the second combat stage with the piping around the solid propellant rocket engine's roll nozzles,

на фиг.11 приведен вид блока сопел крена РДТТ,Fig. 11 shows a view of the solid propellant rocket engine roll nozzle block,

на фиг.12 приведена электрическая схема управления первой ступени.Fig. 12 shows the electrical control circuit of the first stage.

Существенные признаки, используемые в описании:Essential features used in the description:

фюзеляж 1,fuselage 1,

стабилизатор 2,stabilizer 2,

крыло 3,wing 3,

вертикальный стабилизатор 4,vertical stabilizer 4,

оружие 5,weapon 5,

кронштейн оружия 6,weapon bracket 6,

бак водорода 7,hydrogen tank 7,

трубопровод водорода 8,hydrogen pipeline 8,

бак кислорода 9,oxygen tank 9,

трубопровод кислорода 10,oxygen pipeline 10,

теплоизоляция 11,thermal insulation 11,

ЖРД 12,LRE 12,

центральное тело 13.central body 13.

соединитель 14,connector 14,

твердотопливные емкости 15,solid fuel tanks 15,

РДТТ 16,Solid propellant rocket motor 16,

кабельный канал 17,cable channel 17,

блок сопел крена ЖРД 18,block of roll nozzles of liquid propellant rocket engine 18,

блок управления второй ступени 19,second stage control unit 19,

связи 20.connections 20.

камера сгорания 21,combustion chamber 21,

турбонасосный агрегат 22,turbopump unit 22,

вал ТНА 23,TNA shaft 23,

крыльчатка насоса окислителя 24,oxidizer pump impeller 24,

крыльчатка насоса горючего 25,fuel pump impeller 25,

пусковая турбина 26,starting turbine 26,

дополнительный насос горючего 27,additional fuel pump 27,

вал дополнительного насоса горючего 28,shaft of additional fuel pump 28,

мультипликатор 29,cartoonist 29,

корпус 30,building 30,

основная турбина 31,main turbine 31,

газогенератор 32,gas generator 32,

сопло 33,nozzle 33,

зазор 34,gap 34,

головка камеры сгорания 35,combustion chamber head 35,

наружная плита 36,outer plate 36,

внутренняя плита 37,inner plate 37,

полость между плитами 38,cavity between slabs 38,

форсунки кислорода 39,oxygen injectors 39,

форсунки водорода 40,hydrogen injectors 40,

продувочный трубопровод 41,blowdown pipeline 41,

полость камеры 42,chamber cavity 42,

топливопровод кислорода 43,oxygen fuel line 43,

клапан кислорода 44,oxygen valve 44,

основной коллектор водорода 45,main hydrogen collector 45,

топливопровод высокого давления 46,high pressure fuel line 46,

регулятор расхода 47,flow regulator 47,

привод регулятора расхода 48,flow regulator drive 48,

клапан высокого давления 49,high pressure valve 49,

полость промежуточная 50,intermediate cavity 50,

подающий трубопровод водорода 51,hydrogen supply pipeline 51,

клапан водорода 52,hydrogen valve 52,

полость газогенератора 53,gas generator cavity 53,

запальное устройства камеры 54,ignition device of chamber 54,

запальные устройства генератора 55,generator igniters 55,

трубопровод высокого давления 56,high pressure pipeline 56,

пусковой клапан 57,starting valve 57,

продувочный трубопровод 58,blowdown pipeline 58,

клапан продувки 59,purge valve 59,

шаровой пустотелый шарнир 60.hollow ball joint 60.

трубопровод отбора газа 61,gas extraction pipeline 61,

сильфон 62,bellows 62,

шарнир 63,hinge 63,

гидроцилиндр 64,hydraulic cylinder 64,

шток 65,rod 65,

гидростанция 66,hydroelectric power station 66,

маслопровод 67,oil pipeline 67,

дополнительные шарниры 68,additional hinges 68,

дополнительные штоки 69,additional rods 69,

рама 70,frame 70,

опорные уголки 71,support corners 71,

сопла крена ЖРД 72,roll nozzles of the liquid propellant rocket engine 72,

переключатель крена ЖРД 73,roll switch of the LRE 73,

привод крена ЖРД 74,roll drive of the liquid propellant rocket engine 74,

блок сопел крена РДТТ 75,block of solid propellant rocket motor roll nozzles 75,

трубопровод отбора продуктов сгорания 76,combustion product selection pipeline 76,

сопловой блок РДТТ 77,nozzle block of solid propellant rocket motor 77,

сопла крена РДТТ 78.Roll nozzles of solid propellant rocket motor 78.

переключатель крена РДТТ 79,roll switch of solid propellant rocket motor 79,

привод крена РДТТ 80,roll drive of solid propellant rocket motor 80,

блок управления первой ступени 81,first stage control unit 81,

источник энергии первой ступени 82,first stage energy source 82,

привод крыльев 83,wing drive 83,

привод вертикальных стабилизаторов 84,vertical stabilizer drive 84,

провода 85,wires 85,

вал 86.shaft 86.

Главной и основной особенностью у предложенного Перехватчика Космических Бомбардировщиков (Фиг. 1) является наличие способности у него быстро взлетать и практически вертикально.The main and fundamental feature of the proposed Space Bomber Interceptor (Fig. 1) is its ability to take off quickly and almost vertically.

Перехватчик Космических Бомбардировщиков (Фиг. 1) содержит фюзеляж 1, стабилизаторы 2, на второй ступени, крылья 3 и вертикальные стабилизаторы 4 на первой ступени. Кроме того, на второй ступени размещено оружие 5 с кронштейном оружия 6, предпочтительно применять лазерное оружие и наиболее эффективное в космическом пространстве.The Space Bomber Interceptor (Fig. 1) comprises a fuselage 1, stabilizers 2 on the second stage, wings 3, and vertical stabilizers 4 on the first stage. Furthermore, the second stage houses a weapon 5 with a weapon bracket 6. Laser weapons are preferred and are most effective in space.

На второй боевой ступени размещен бак водорода 7. трубопровод водорода 8, бак кислорода 9, трубопровод кислорода 10.The second combat stage contains a hydrogen tank 7, a hydrogen pipeline 8, an oxygen tank 9, and an oxygen pipeline 10.

Применена теплоизоляция 11 всех баков и трубопроводов.Thermal insulation was applied to all 11 tanks and pipelines.

На второй боевой ступени ПКБ размешено четыре ЖРД 12, а также имеется и специальное центральное тело 13 между ними.The second combat stage of the design bureau contains four liquid-propellant rocket engines 12, and there is also a special central body 13 between them.

Центральное тело 13 выполнено в виде конуса со скруглением в районе выходного сечения сопла 33.The central body 13 is made in the form of a cone with a rounding in the area of the outlet section of the nozzle 33.

R=(0,51-0,52) Dc,R=(0.51-0.52) Dc,

где R - радиус скругления в районе выхлопного сечения сопла,where R is the radius of curvature in the area of the exhaust section of the nozzle,

Dc - диаметр выхлопного сечения сопла.D c - diameter of the exhaust section of the nozzle.

Применение центрального тела 13 позволит увеличить степень расширения сопел 33 ЖРД 12 и тем самым более значительно улучшит их экономичность на 8 - 10%The use of the central body 13 will increase the expansion ratio of the nozzles 33 of the liquid propellant rocket engine 12 and thereby significantly improve their efficiency by 8 - 10%.

Внутренние поверхности у центрального тела 13 для ПКБ спроектированы и будут далее и созданы и изготовлены аналогично характеристикам сопла Лаваля ЖРД.The internal surfaces of the central body 13 for the design bureau have been designed and will be further created and manufactured similar to the characteristics of the Laval nozzle of the liquid propellant rocket engine.

Соединение первой и второй ступеней ПКБ выполнено соединителем 14, который может очень легко разрушиться пироболтами (пироболты на фиг.1-12 не показаны).The connection of the first and second stages of the PCB is made by connector 14, which can be very easily destroyed by pyrobolts (pyrobolts are not shown in Figs. 1-12).

Первая ступень содержит три твердотопливные емкости 15, установленные параллельно и в одной плоскости и имеющие цилиндрическую форму. На нижних торцах у твердотопливных емкостей 15 и установлены и ракетные двигатели твердого топлива РДТТ 16. По поверхности первой ступени ПКБ проходят вдоль кабельные каналы 17.The first stage contains three cylindrical solid propellant tanks (15), mounted parallel and coplanar. Solid propellant rocket motors (16) are mounted on the lower ends of the solid propellant tanks (15). Cable channels (17) run along the surface of the first stage.

На второй боевой ступени ПКБ установлены четыре блока сопел крена ЖРД 18. Вторая ступень на ПКБ оборудована и приборным отсеком второй ступени в котором установлен блок управления второй ступени 19, который электрическими связями 20 соединен и со всеми необходимыми для работы агрегатами ЖРД 12.The second combat stage of the PKB is equipped with four blocks of the liquid propellant rocket engine (LPRE) roll nozzles 18. The second stage of the PKB is also equipped with a second stage instrument compartment, in which the second stage control unit 19 is installed, which is connected by electrical connections 20 to all the units of the LRE 12 necessary for operation.

Блоки сопел крена ЖРД 18, оборудованы каждый двумя оппозитно установленными соплами крена ЖРД 72 и переключателем крена ЖРД 73 с приводом крена ЖРД 74, Переключатель крена 73 включает необходимое сопло крена ЖРД 72, которое нужно для управления креном.The LRE roll nozzle blocks 18 are each equipped with two oppositely mounted LRE roll nozzles 72 and a LRE roll switch 73 with a LRE roll drive 74. The roll switch 73 turns on the required LRE roll nozzle 72, which is needed to control the roll.

СХЕМА ЖРДLIQUID ROCKET ENGINE SCHEME

Жидкостные ракетные двигатели ЖРД 12 (Фиг. 6) предназначены для разгона ПКБ в космическом пространстве до гиперзвуковых скоростей М=15-20. Они работают на компонентах топлива: жидкие водород и кислород ЖРД 12 (Фиг. 6 и 7) содержит камеру сгорания 21 и турбонасосный агрегат 22. Турбонасосный агрегат 22, в свою очередь, содержит установленные на валу ТНА 23 крыльчатку насоса окислителя 24, крыльчатку насоса горючего 25, пусковую турбину 26, дополнительный насос горючего 27, с валом дополнительного насоса горючего 28, соединенным мультипликатором 29, размещенным в корпусе 30 с валом ТНА 23, основную турбину 31, выполненную в верхней части турбонасосного агрегата 22. Газогенератор 32 установлен над основной турбиной 31 соосно с турбонасосным агрегатом 22. Камера сгорания 21 содержит сопло 33, выполненное из двух оболочек и зазором 34 между ними, и головку камеры сгорания 35, внутри которой выполнены наружная плита 36 и внутренняя плита 37 с полостью между плитами 38 между ними. Внутри головки камеры сгорания 35 установлены форсунки кислорода 39 и форсунки водорода 40. Форсунки кислорода 39 сообщаются с полостью камеры 42, а форсунки водорода 40 сообщают полость между плитами 38 с полостью камеры 42. На наружной поверхности камеры сгорания 21 установлен основной коллектор горючего 45, от которого отходят топливопроводы водорода к нижней части сопла 33. К основному коллектору водорода 45 подключен выход из клапана водорода 52, вход которого трубопроводом водорода 51 соединен с выходом из крыльчатки насоса горючего 25. Выход из дополнительного насоса горючего 27 соединен топливопроводом высокого давления 46 через регулятор расхода 47, имеющим привод регулятора 48 и клапан высокого давления 49 с газогенератором 32, конкретно с полостью газогенератора 53. Выход из крыльчатки насоса окислителя 24 трубопроводом кислорода 43 через клапан кислорода 44 тоже соединен с газогенератором 32, конкретно с полостью газогенератора 53. На головке камеры сгорания 35 установлены запальные устройства камеры 54, а на газогенераторе 32 - запальные устройства газогенератора 55.Liquid rocket engines ZhRD 12 (Fig. 6) are designed to accelerate the spacecraft in space to hypersonic speeds of M=15-20. They operate on fuel components: liquid hydrogen and oxygen. The LRE 12 (Fig. 6 and 7) contains a combustion chamber 21 and a turbopump unit 22. The turbopump unit 22, in turn, contains an impeller of an oxidizer pump 24, an impeller of a fuel pump 25, a starting turbine 26, an additional fuel pump 27, mounted on the shaft of the TPA 23, with a shaft of an additional fuel pump 28 connected by a multiplier 29 placed in a housing 30 with the shaft of the TPA 23, a main turbine 31 made in the upper part of the turbopump unit 22. The gas generator 32 is installed above the main turbine 31 coaxially with the turbopump unit 22. The combustion chamber 21 contains a nozzle 33 made of two shells and a gap 34 between them, and a combustion chamber head 35, inside which an outer plate 36 and an inner plate 37 are made with a cavity between the plates 38 between them. Inside the head of the combustion chamber 35, oxygen injectors 39 and hydrogen injectors 40 are installed. Oxygen injectors 39 communicate with the cavity of the chamber 42, and hydrogen injectors 40 communicate the cavity between the plates 38 with the cavity of the chamber 42. On the outer surface of the combustion chamber 21, the main fuel manifold 45 is installed, from which hydrogen fuel lines extend to the lower part of the nozzle 33. The outlet from the hydrogen valve 52 is connected to the main hydrogen manifold 45, the inlet of which is connected by a hydrogen line 51 to the outlet from the impeller of the fuel pump 25. The outlet from the additional fuel pump 27 is connected by a high-pressure fuel line 46 through a flow regulator 47, which has a regulator drive 48 and a high-pressure valve 49 with the gas generator 32, specifically with the cavity of the gas generator 53. The outlet from the impeller of the oxidizer pump 24 is also connected by an oxygen line 43 through an oxygen valve 44. with gas generator 32, specifically with the cavity of gas generator 53. On the head of combustion chamber 35, ignition devices of chamber 54 are installed, and on gas generator 32, ignition devices of gas generator 55 are installed.

Для обеспечения многоразового: и включения и выключения ЖРД 12 запальные устройства 54 и 55, которые могут быть выполнены лазерными.To ensure multiple activation and deactivation of the liquid propellant rocket engine 12, ignition devices 54 and 55 are used, which can be made of laser.

К пусковой турбине 26 подстыкован трубопровод высокого давления 56 с пусковым клапаном 57, предназначенный для запуска пусковой турбины 26.A high-pressure pipeline 56 with a starting valve 57, intended for starting the starting turbine 26, is connected to the starting turbine 26.

К блоку управления второй ступени 19 электрическими связями 20 подключены запальные устройства 54 и 55 (могут быть выполнены лазерными), клапан водорода 45, клапан кислорода 44, привод регулятора расхода 48, пусковой клапан 57.Igniters 54 and 55 (can be laser-based), hydrogen valve 45, oxygen valve 44, flow regulator drive 48, and starting valve 57 are connected to the second stage control unit 19 via electrical connections 20.

К коллектору горючего 43 подключен продувочный трубопровод 58 с клапаном продувки 59. На камере сгорания 21 выполнен шаровой пустотелый шарнир 60 для ее качания в одной плоскости. Привод осуществляется при помощи гидроцилиндра 64, соединенного с блоком управления второй ступени 19 при помощи электросвязей 20.A purge line 58 with a purge valve 59 is connected to the fuel manifold 43. A hollow ball joint 60 is provided on the combustion chamber 21 for its oscillation in one plane. The drive is provided by a hydraulic cylinder 64, connected to the second-stage control unit 19 via electrical connections 20.

На Фиг. 1 приведены бак водорода 7 (в качестве топлива на второй боевой ступени для ЖРД у указанного ПКБ используется жидкий водород).Fig. 1 shows the hydrogen tank 7 (liquid hydrogen is used as fuel in the second combat stage for the liquid propellant rocket engine of the specified design bureau).

РАБОТА ПЕРЕХВАТЧИКА КОСМИЧЕСКИХ БОМБАРДИРОВЩИКОВSPACE BOMBER INTERCEPTOR OPERATION

При запуске включают одновременно три РДТТ 16. Они создают тягу, позволяющую взлететь перехватчику космических бомбардировщиков практически даже вертикально.During launch, three solid-propellant rocket motors 16 are fired simultaneously. They create thrust that allows the space bomber interceptor to take off almost vertically.

Ориентировочные характеристики перехватчика космических бомбардировщиков:Estimated characteristics of the space bomber interceptor:

Скорость полетаFlight speed М=15-20M=15-20 Стартовый вес, тStarting weight, t 100100 Тяга жидкостных ракетных двигателей, ТThrust of liquid rocket engines, T 4×1504×150 Время набора скорости М=12-15, сTime to reach speed M=12-15, s 8080 Компоненты ракетного топлива для ЖРДRocket fuel components for liquid propellant rocket engines ОкислительOxidant кислородoxygen ГорючееFuel водородhydrogen Тяга твердотопливных двигателей, ТThrust of solid propellant engines, T 3×1003×100

При запуске приведенного перехватчика запускают первую ступень по команде с блока управления первой ступени 81, который находится в приборном отсеке средней твердо топливной емкости 15 в приборном отсеке первой ступени.When the interceptor is launched, the first stage is launched by command from the first stage control unit 81, which is located in the instrument compartment of the middle solid fuel tank 15 in the instrument compartment of the first stage.

Все три РДТТ 16 запускаются одновременно и работают все до полного выгорания топлива и позволяют взлетать ПКБ до заданных целей практически вертикально.All three solid propellant rocket motors 16 are launched simultaneously and operate until the fuel burns out completely, allowing the PKB to take off almost vertically to its designated targets.

Они разгоняют Перехватчик в пределах атмосферы и до сверхзвуковых скоростей.They accelerate the Interceptor within the atmosphere and to supersonic speeds.

Управление полетом первой ступени и в сборе со второй ступенью ПКБ по углам тангажа, рыскания и крена (Фиг. 12), выполняет блок управления первой ступени 81.The flight control of the first stage and the assembly with the second stage of the PCB in pitch, yaw and roll angles (Fig. 12) is performed by the first stage control unit 81.

Используют для работы приводов и других источников энергии первой ступени 82Used to operate drives and other first stage energy sources 82

Аналогичный источник энергии установлен и на второй боевой ступени для ПКБ, но сам (источник энергии второй ступени не показан).A similar energy source is installed on the second combat stage for the PKB, but the energy source for the second stage is not shown.

С блока управлении первой ступени 81 подают сигналы на приводы крыльев 83, приводы вертикальных стабилизаторов 84 и на привода крена РДТТ 80.From the first stage control unit 81, signals are sent to the wing drives 83, the vertical stabilizer drives 84 and the solid propellant rocket motor roll drives 80.

Сигналы подают по проводам 85. Провода 85 имеют огнеупорную оболочку и дополнительно теплоизолированы от мощных тепловых потоков излучаемых РДТТ 16.The signals are transmitted via wires 85. Wires 85 have a fireproof sheath and are additionally thermally insulated from the powerful heat flows emitted by the solid propellant rocket motors 16.

Поворот крыльев 3 и вертикальных стабилизаторов 4 осуществляют, размещенными внутри них валами 86 (Фиг. 12).The rotation of the wings 3 and vertical stabilizers 4 is carried out by shafts 86 located inside them (Fig. 12).

Для управления по крену применяют (4) блока сопел крена РДТТ 75. Блоки сопел крена РДТТ 75 оборудованы (Фиг. 12) трубопроводами отбора продуктов сгорания 76 из РДТТ 16. Они содержат сопловой блок РДТТ 77 с двумя оппозитно установленными соплами крена РДТТ 78, имеющими переключатель крена РДТТ 79 и привод крена РДТ 80.For roll control, (4) blocks of solid propellant rocket motor roll nozzles 75 are used. The blocks of solid propellant rocket motor roll nozzles 75 are equipped (Fig. 12) with combustion product extraction pipelines 76 from the solid propellant rocket motor 16. They contain a solid propellant rocket motor nozzle block 77 with two oppositely mounted solid propellant rocket motor roll nozzles 78, which have a solid propellant rocket motor roll switch 79 and a solid propellant rocket motor roll drive 80.

При полном отключении РДТТ 16 разрушают соединитель 14 (Фиг. 1) по команде с блока управления второй боевой ступени 19 подрывом пироболтов (пироболты на Фиг. 1 - 12 не показаны), а уже далее включают все четыре ЖРД 12 у второй ступени.When the solid propellant rocket motor 16 is completely switched off, the connector 14 (Fig. 1) is destroyed by a command from the control unit of the second combat stage 19 by detonating the explosive bolts (the explosive bolts are not shown in Figs. 1-12), and then all four liquid propellant rocket motors 12 of the second stage are switched on.

Для этого, водород из бака водорода 7 по трубопроводу водорода 8 уже насосом горючего (на Фиг. 1-12 не показан) подается в четыре ЖРД 12.For this purpose, hydrogen from the hydrogen tank 7 is fed through the hydrogen pipeline 8 by the fuel pump (not shown in Fig. 1-12) into four liquid propellant rocket engines 12.

Одновременно кислород из бака кислорода 9 по трубопроводам кислорода 10 тоже подается и также в ЖРД 12.At the same time, oxygen from the oxygen tank 9 is also supplied through the oxygen pipelines 10 and also to the liquid propellant rocket engine 12.

При разгоне Перехватчика Космических Бомбардировщиков управление углами полета осуществляется рассогласованием тяги ЖРД 12 и их качанием на шаровом пустотелом шарнире 60 при помощи гидроцилиндров 64 подачей в них масла с гидростанции 66 по маслопроводу 67.When accelerating the Space Bomber Interceptor, the flight angles are controlled by misaligning the thrust of the liquid propellant rocket engine 12 and swinging it on the hollow ball joint 60 using hydraulic cylinders 64 by supplying oil to them from the hydraulic station 66 through the oil pipeline 67.

При вертикальном старте и взлете, далее разгоне ПКБ, управление перехватчиком выполняет блок управления второй ступени 19 по каналам связи 20 и проводам 85. Источник энергии второй боевой ступени на (Фиг. 1-12) у ПКБ (не показан).During vertical launch and takeoff, and then acceleration of the interceptor, the interceptor is controlled by the second stage control unit 19 via communication channels 20 and wires 85. The energy source of the second combat stage is (Fig. 1-12) at the interceptor (not shown).

На гиперзвуковых режимах полета управление ПКБ выполняет блок управления первой ступени 81, по электрической связи 20 и по проводам 85 (Фиг. 1 и 12).In hypersonic flight modes, the control of the PKB is performed by the first stage control unit 81, via electrical communication 20 and via wires 85 (Figs. 1 and 12).

Провода 85 должны быть выполнены и с изоляцией из огнестойкого материала и дополнительно теплоизолированы от мощного теплового потока при работе РДТТ 16.Wires 85 must be made with insulation from fire-resistant material and additionally thermally insulated from the powerful heat flow during operation of the solid propellant rocket motor 16.

РАБОТА ЖИДКОСТНЫХ РАКЕТНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙOPERATION OF LIQUID ROCKET ENGINES

При запуске ЖРД 12 (Фиг. 4) с блока управления второй ступени 19 подаются по электрической связи 20 сигналы на пусковой клапан 57. Воздух высокого давления по трубопроводу высокого давления 56 подается на пусковую турбину 26 и раскручивает вал ТНА 23. Давление кислорода и водорода на выходе из крыльчаток насосов окислителя 24 и горючего 25 возрастает.When the liquid propellant rocket engine 12 (Fig. 4) is started, signals are sent from the second stage control unit 19 via electrical communication 20 to the starting valve 57. High-pressure air is supplied via high-pressure pipeline 56 to the starting turbine 26 and rotates the shaft of the turbopump 23. The pressure of oxygen and hydrogen at the outlet of the impellers of the oxidizer pump 24 and fuel pump 25 increases.

Подается сигнал на открытие клапанов 44, 49 и 52. Окислитель и горючее (в виде компонентов: кислорода и водорода) поступает в камеру сгорания 21 и газогенератор 32. Подается сигнал на запальные устройства 54 и 55, далее топливная смесь в камере сгорания 21 и в газогенераторе 32 воспламеняется. ЖРД 12 запустился.A signal is sent to open valves 44, 49, and 52. Oxidizer and fuel (in the form of components: oxygen and hydrogen) enter combustion chamber 21 and gas generator 32. A signal is sent to igniters 54 and 55, then the fuel mixture in combustion chamber 21 and gas generator 32 ignites. LRE 12 has started.

Регулятором расхода 47 при помощи привода регулятора расхода 48 осуществляют регулирование режима его работы.The flow regulator 47 is used with the help of the flow regulator drive 48 to regulate its operating mode.

При выключении ЖРД 12 с блока управления второй боевой ступени 19 подается сигнал по электрической связи 20 на клапаны 44, 49 и 52, которые закрываются.When the liquid propellant rocket engine 12 is turned off, a signal is sent from the control unit of the second combat stage 19 via electrical communication 20 to valves 44, 49 and 52, which close.

Потом подается сигнал на открытие клапана продувки 59 и инертный газ (Азот) по продувочному трубопроводу 58 поступает в коллектор основной водорода 45 и далее в зазор 34 для продувки и удаления остатков водорода.Then a signal is sent to open the purge valve 59 and the inert gas (Nitrogen) enters the main hydrogen manifold 45 through the purge pipeline 58 and then into the gap 34 for purging and removing residual hydrogen.

Применение изобретения позволило:The use of the invention made it possible to:

1. Повысить скорость полета Перехватчика до М=15-20 за счет применения РДТТ и жидкостных ракетных двигателей ЖРД работающих на водороде и кислороде.1. Increase the Interceptor's flight speed to M=15-20 by using solid propellant rocket engines and liquid rocket engines running on hydrogen and oxygen.

2. Ускорить процесс набора, а также снизить время разгона ПКБ до максимальных гиперзвуковых скоростей и за счет применения уже двух разных типов и видов двигателей и работающих в разных условиях: на старте в атмосфере, но и выше в космосе.2. Accelerate the ascent process and reduce the time it takes to accelerate the spacecraft to maximum hypersonic speeds by using two different types and kinds of engines operating in different conditions: at launch in the atmosphere, but also higher in space.

3. Упростить схемы питания топливом: стартовых и маршевых двигателей.3. Simplify the fuel supply schemes for starting and cruise engines.

4. Повысить значительно надежность приведенного Перехватчика.4. Significantly increase the reliability of the given Interceptor.

5. Увеличить мощность и удельные характеристики ПКБ.5. Increase the power and specific characteristics of the PCB.

6. Обеспечить надежное управление перехватчиком на всех режимах его работы.6. Ensure reliable control of the interceptor in all modes of its operation.

7. Обеспечить многоразовое включение и выключение ЖРД.7. Ensure multiple switching on and off of the liquid propellant rocket engine.

8. Улучшить запуск и выключение жидкостных ракетных двигателей ЖРД и обеспечить надежную и эффективную работу в вакууме и их очистку от остатков водорода после выключения.8. Improve the start-up and shutdown of liquid rocket engines (LPRE) and ensure reliable and efficient operation in a vacuum and their cleaning from residual hydrogen after shutdown.

Claims (10)

1. Перехватчик космических бомбардировщиков, содержащий фюзеляж, крылья, топливные баки, жидкостные ракетные двигатели и трубопроводы подвода жидких компонентов: топлива и окислителя к ним, отличающийся тем, что указанный перехватчик выполнен двухступенчатым и содержит первую и вторую боевую ступень, где вторая его боевая ступень содержит лазерное оружие, четыре жидкостных ракетных двигателя, работающие на жидком водороде и жидком кислороде, с установленным центральным телом между ними, трубопровод подвода кислорода проходит внутри бака водорода, а баки водорода и кислорода соединены трубопроводами подвода водорода и кислорода со всеми жидкостными ракетными двигателями, а его первая стартовая ступень выполнена в виде трёх установленных прямо в одной плоскости цилиндрических ёмкостей, но с другим типом и видом - твёрдым топливом, и твёрдотопливных ракетных двигателей в нижнем торце, крылья установлены также в этой плоскости, а вертикальные стабилизаторы расположены перпендикулярно к этой плоскости на средней цилиндрической ёмкости с твёрдым топливом, с обеих сторон.1. An interceptor of space bombers, comprising a fuselage, wings, fuel tanks, liquid rocket engines and pipelines for supplying liquid components: fuel and oxidizer to them, characterized in that the said interceptor is made two-stage and contains a first and second combat stage, where its second combat stage contains a laser weapon, four liquid rocket engines operating on liquid hydrogen and liquid oxygen, with a central body installed between them, the oxygen supply pipeline passes inside the hydrogen tank, and the hydrogen and oxygen tanks are connected by hydrogen and oxygen supply pipelines with all liquid rocket engines, and its first launch stage is made in the form of three cylindrical containers installed directly in one plane, but with a different type and appearance - solid fuel, and solid fuel rocket engines at the lower end, the wings are also installed in this plane, and the vertical stabilizers are located perpendicular to this plane on the middle cylindrical container with solid fuel, on both sides. 2. Перехватчик космических бомбардировщиков по п. 1, отличающийся тем, что центральное тело выполнено в виде четырёхгранного конуса со скруглением в районе выходного сечения сопла:2. An interceptor for space bombers according to paragraph 1, characterized in that the central body is made in the form of a tetrahedral cone with a rounding in the area of the nozzle outlet section: R = (0,51-0,52) Dc,R = (0.51-0.52) Dc, где R - радиус скругления в районе выхлопного сечения сопла; where R is the radius of rounding in the area of the exhaust section of the nozzle; Dc - диаметр выхлопного сечения сопла.Dc is the diameter of the exhaust section of the nozzle. 3. Перехватчик космических бомбардировщиков по п. 1, отличающийся тем, что он содержит блоки сопел крена РДТТ на первой его ступени и блоки сопел крена ЖРД на второй его боевой ступени.3. A space bomber interceptor according to claim 1, characterized in that it contains blocks of solid propellant rocket engine roll nozzles at its first stage and blocks of liquid propellant rocket engine roll nozzles at its second combat stage. 4. Перехватчик космических бомбардировщиков по п. 1, отличающийся тем, что его крылья и вертикальные стабилизаторы на первой его ступени выполнены с возможностью их поворота на первой ступени перехватчика.4. An interceptor of space bombers according to paragraph 1, characterized in that its wings and vertical stabilizers on its first stage are designed with the possibility of their rotation on the first stage of the interceptor. 5. Перехватчик космических бомбардировщиков по п. 1, отличающийся тем, что он содержит на первой стартовой ступени три сопловых блока РДТТ, каждый с двумя оппозитно установленными соплами крена РДТТ, переключателем крена РДТТ и приводом крена РДТТ.5. An interceptor for space bombers according to claim 1, characterized in that it contains, at the first launch stage, three solid propellant rocket motor nozzle blocks, each with two oppositely mounted solid propellant rocket motor roll nozzles, a solid propellant rocket motor roll switch, and a solid propellant rocket motor roll drive. 6. Перехватчик космических бомбардировщиков по п. 1, отличающийся тем, что он содержит на второй его боевой ступени четыре сопловых блока ЖРД, каждый с двумя оппозитно установленными соплами крена ЖРД, переключателем крена ЖРД и приводом крена ЖРД.6. An interceptor of space bombers according to paragraph 1, characterized in that it contains, at its second combat stage, four nozzle blocks of a liquid-propellant rocket engine, each with two oppositely mounted liquid-propellant rocket engine roll nozzles, a liquid-propellant rocket engine roll switch, and a liquid-propellant rocket engine roll drive. 7. Перехватчик космических бомбардировщиков по п. 1, отличающийся тем, что он оборудован оружием и имеет боевой лазер на второй боевой ступени.7. An interceptor of space bombers according to paragraph 1, characterized in that it is equipped with weapons and has a combat laser at the second combat stage.
RU2022133782A 2022-12-20 Space bomber interceptor RU2846645C2 (en)

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2022133782A RU2022133782A (en) 2024-06-20
RU2846645C2 true RU2846645C2 (en) 2025-09-11

Family

ID=

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2148533C1 (en) * 1998-03-20 2000-05-10 Григорьев Владимир Григорьевич Flying vehicle aerodynamic configuration
WO2001038170A1 (en) * 1999-11-23 2001-05-31 Technanogy, Llc Single-stage-to-orbit rocket
RU2297371C2 (en) * 2001-01-19 2007-04-20 Те Боинг Компани Integral and/or modular high-speed aircraft
RU2305056C1 (en) * 2006-06-01 2007-08-27 Сергей Евгеньевич Варламов Hypersonic aircraft
RU2618831C2 (en) * 2012-07-31 2017-05-11 Олег Александрович Александров Method and air vehicle for moving in planetary atmosphere with speeds above the first space and highly integrated hypersonic vehicle apparatus (versions) for implementation of the method
RU2701366C2 (en) * 2017-11-14 2019-09-25 Борис Никифорович Сушенцев Delivery rocket carrier (embodiments), highly manoeuvrable aircraft (embodiments) and method of contactless combat operations

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2148533C1 (en) * 1998-03-20 2000-05-10 Григорьев Владимир Григорьевич Flying vehicle aerodynamic configuration
WO2001038170A1 (en) * 1999-11-23 2001-05-31 Technanogy, Llc Single-stage-to-orbit rocket
RU2297371C2 (en) * 2001-01-19 2007-04-20 Те Боинг Компани Integral and/or modular high-speed aircraft
RU2305056C1 (en) * 2006-06-01 2007-08-27 Сергей Евгеньевич Варламов Hypersonic aircraft
RU2618831C2 (en) * 2012-07-31 2017-05-11 Олег Александрович Александров Method and air vehicle for moving in planetary atmosphere with speeds above the first space and highly integrated hypersonic vehicle apparatus (versions) for implementation of the method
RU2701366C2 (en) * 2017-11-14 2019-09-25 Борис Никифорович Сушенцев Delivery rocket carrier (embodiments), highly manoeuvrable aircraft (embodiments) and method of contactless combat operations

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
В.К. Сердюк. Проектирование средств выведения космических аппаратов. Уч. пособие для вузов. М. Машиностроение. 2009, с.284, 285, 333, 348, 349. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3094072A (en) Aircraft, missiles, missile weapons systems, and space ships
US6668542B2 (en) Pulse detonation bypass engine propulsion pod
CN108688829A (en) Solid-liquid power sub-orbital booster
RU2384473C2 (en) Hypersonic airplane with combat air craft laser
US6516605B1 (en) Pulse detonation aerospike engine
US6007022A (en) Internal combustion catapult
RU2366593C1 (en) Military-space airplane with aviation-based fighting laser
RU2602656C1 (en) Return carrier rocket stage, method of its operation and gas turbine engine
RU2846645C2 (en) Space bomber interceptor
RU2609539C1 (en) Rocket vehicle, return stage of rocket vehicle and method of its launch upon return and system of helicopter pick-up of return stage
RU2476709C1 (en) Liquid propellant rocket engine
RU2693093C2 (en) Multi-stage rocket and head method of used parts separation
RU2368540C1 (en) Hypersonic airplane and rocket propulsion system of airplane
RU2380282C1 (en) Hypersonic aircraft and onboard combat laser
RU2390476C1 (en) Multi-stage
RU2742515C1 (en) Compound propulsion system of reusable first stage launcher
RU2579409C1 (en) Method of hitting above-water and ground targets with hypersonic cruise missile and device therefor
RU2603305C1 (en) Return carrier rocket stage
RU2380651C1 (en) Multistaged air-defense missile
RU2387582C2 (en) Complex for reactive flight
RU2380647C1 (en) Multistaged cruise missile
RU2484285C1 (en) Oxygen-hydrogen liquid-propellant engine
RU2378158C1 (en) Hypersonic aircraft and its jet engine
RU2609549C1 (en) Return stage of rocket vehicle and method of its operation
RU2313683C1 (en) Jet engine