RU2085448C1 - Method of delivery of cargoes to space and system for realization of this method - Google Patents
Method of delivery of cargoes to space and system for realization of this method Download PDFInfo
- Publication number
- RU2085448C1 RU2085448C1 RU94036867A RU94036867A RU2085448C1 RU 2085448 C1 RU2085448 C1 RU 2085448C1 RU 94036867 A RU94036867 A RU 94036867A RU 94036867 A RU94036867 A RU 94036867A RU 2085448 C1 RU2085448 C1 RU 2085448C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- vertical take
- fuel
- spacecraft
- take
- tanker
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)
- Loading And Unloading Of Fuel Tanks Or Ships (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к ракетостроению и космонавтике, а более точно к способам и космическим транспортным системам доставки грузов на земную орбиту и в дальний космос, особенно тяжелых грузов. The invention relates to rocket science and astronautics, and more specifically to methods and space transport systems for delivering goods to Earth orbit and deep space, especially heavy loads.
Известные способы доставки грузов в космос предусматривают использование одноступенчатых ракет, многоступенчатых ракет с последовательным расположением ступеней, многоступенчатых ракет с параллельным расположением ступеней, жестко связанных между собой тем или иным образом. Known methods for delivering cargo into space include the use of single-stage rockets, multi-stage rockets with a sequential arrangement of stages, multi-stage rockets with a parallel arrangement of stages, rigidly interconnected in one way or another.
В некоторых случаях предусматривается возвращение части или всех ступеней на Землю с приземлением их с помощью парашютов или с посадкой на аэро- или космодромы. Посадка может осуществляться горизонтально при помощи несущих плоскостей или вертикально с помощью ракетных двигателей. In some cases, it is envisaged that some or all of the steps will be returned to Earth with parachute landing or landing on air or cosmodromes. Landing can be carried out horizontally using bearing planes or vertically using rocket engines.
Известны также воздушно-космические системы, предусматривающие вертикальный старт воздушно-космических аппаратов. Aerospace systems are also known, providing for the vertical launch of aerospace vehicles.
Известны многоразовые воздушно-космические аппараты (МВКА) типа "Спейс Шатлл" и "Энергия-Буран", которые содержат ракету-носитель (РН) и воздушно-космический самолет (ВКС). Reusable aerospace vehicles (MVKA) such as the Space Shuttle and Energy-Buran are known that contain a launch vehicle (LV) and an aerospace aircraft (VKS).
Многоразовые воздушно-космические аппараты с вертикальным стартом имеют следующие недостатки:
невозвращение некоторых частей МВКА на Землю, что не позволяет их повторно использовать и удорожает эксплуатацию многоразовых систем;
необходимость отчуждения больших площадей земной поверхности для обеспечения безопасного падения невозвращаемых частей МВКА (например, первых ступеней), что особенно важно для России, где запуски происходят в континентальной части страны, а не с выступающего в океан мыса;
большие размеры и вес МВКА на старте, что обуславливает создание целой инфраструктуры космодрома и специальных расположенных рядом с космодромом предприятий для сборки МВКА и их транспортировки на стартовую площадку;
существенный экономический и временной риск, связанный с возможным разрушением при авариях дорогостоящих и трудновосстанавливаемых стартовых площадок.Reusable vertical launch vehicles have the following disadvantages:
the failure to return some parts of the MVKA to the Earth, which prevents their reuse and increases the cost of operating reusable systems;
the need to alienate large areas of the earth's surface to ensure the safe fall of non-returnable parts of the MVKA (for example, the first steps), which is especially important for Russia, where launches take place in the continental part of the country, and not from a promontory protruding into the ocean;
the large size and weight of MVKA at the start, which leads to the creation of the whole infrastructure of the spaceport and special enterprises located near the spaceport for the assembly of MVKA and their transportation to the launch pad;
Significant economic and temporary risk associated with the possible destruction of costly and difficult to recover launch sites in the event of an accident.
В ходе развития космонавтики были высказаны альтернативные предложения, которые намечают пути дальнейшего развития способов и систем доставки грузов в космос. During the development of astronautics, alternative proposals were made that outline the ways for the further development of methods and systems for the delivery of goods into space.
К. Э. Циолковский пришел к выводу, что, используя только идею составных (многоступенчатых) ракет, нельзя обеспечить выполнение задач по выводу ракетных аппаратов в дальний космос. Он показал, что для этого необходимо изменить подход к созданию ракетных систем, а именно запускать с земной поверхности группу ракет, которые после использования каждой ракетной половины первоначального запаса топлива должны каким-то образом попарно соединиться между собой, и одна ракета из каждой пары должна быстро передать свое оставшееся топливо соседней, пополнив ее запас топлива до первоначального количества, а затем отсоединиться от нее. Далее в космос продолжает двигаться только половина первоначального числа ракет, но эти ракеты полностью заполнены топливом. Через некоторое время цикл повторится. В конце этого процесса остается одна полностью заполненная топливом ракета. Недостатком этой идеи является необходимость в очень короткое время перекачивать большое количество топлива, что требует установки мощных и тяжелых средств перекачки топлива. K. E. Tsiolkovsky came to the conclusion that, using only the idea of composite (multi-stage) rockets, it is impossible to ensure the fulfillment of the tasks of launching rocket devices into deep space. He showed that for this it is necessary to change the approach to creating rocket systems, namely to launch from the earth's surface a group of missiles that, after using each missile half of the initial fuel supply, must somehow pairwise connect with each other, and one rocket from each pair must quickly transfer your remaining fuel to the neighboring one, replenishing its fuel supply to the initial amount, and then disconnect from it. Further, only half of the initial number of rockets continues to move into space, but these rockets are completely filled with fuel. After a while, the cycle will repeat. At the end of this process, one completely rocket-filled rocket remains. The disadvantage of this idea is the need to pump a large amount of fuel in a very short time, which requires the installation of powerful and heavy means of pumping fuel.
К.Э. Циолковский так формулирует свою идею: "Но мы сейчас укажем на иные приемы получения гораздо больших скоростей ракеты. Они состоят в том, чтобы отправляться в путь нескольким одинаковым и скромным (по скоростям) ракетам. Они, кроме последней, расходуют только половину взятого запаса взрывчатых веществ, а остальной половиной снабжают друг друга. Только последняя ракета приобретает наибольшую скорость. Остальные, освободившиеся от запаса снаряды планированием опускаются на Землю" (К.Э. Циолковский. Основы построения газовых машин, гл. X Наибольшая скорость ракеты, в книге: Циолковский К.Э. Труды по космонавтике. Исследование мировых пространстве реактивными приборами под редакцией М.К. Тихонравова, М. Машиностроение, 1967, стр. 363.)
Я.И. Перельман дополнил идею К.Э. Циолковского, предложив 512 ракет конструктивно соединить в один агрегат и переливать топливо из одной ракеты в другую после израсходования его половины (Перельман Я.И. К. Э. Циолковский. М. ОНТИ. Главная редакция научно-популярной и юношеской литературы, 1937, стр. 148-1530.K.E. Tsiolkovsky formulates his idea this way: “But we will now point out other methods of obtaining much higher rocket speeds. They consist in hitting several identical and modest (in speed) rockets. They, in addition to the latter, consume only half of the explosive stock taken substances, and they supply each other with the other half. Only the last missile acquires the highest speed. The remaining shells, which have been freed up from the reserve, descend to Earth "(KE Tsiolkovsky. Fundamentals of the construction of gas machines, Ch. X Naibo lower rocket speed, in the book: KE Tsiolkovsky, Proceedings in Cosmonautics, Investigation of World Space by Jet Devices Edited by MK Tikhonravov, M. Mechanical Engineering, 1967, p. 363.)
ME AND. Perelman supplemented the idea of K.E. Tsiolkovsky, proposing 512 rockets to constructively connect into one unit and transfer fuel from one rocket to another after spending half of it (Perelman Y.I. K. E. Tsiolkovsky. M. ONTI. Main editorship of popular and youth literature, 1937, pp. . 148-1530.
М. К. Тихонравов в докладе Академии Артиллерийских наук в 1948 г. Яцунский И. М. О деятельности М.К. Тихонравова в период с 1947 по 1953 гг. по обоснованию возможности создания составных ракет. В сб. Из истории авиации и космонавтики, Акамедия Наук СССР. Советское национальное объединение историков естествознания и техники. Вып. 42, М. 1980, с. 31-38. Беляков А. Кто задумал первый искусственный спутник Земли. Журнал Изобретатель и рационализатор, М. 1990, N 11, с. 32-39) предложил усовершенствованный вариант объединения ракет "пакет ракет" с одновременной работой двигателей всех ступеней, начиная со старта. Двигатели всех ракет выкачивают топливо из какой-то одной ракеты и только после того, как она будет опустошена, ее отбрасывают и начинают выкачивать топливо из следующей ракеты и так далее до одной ракеты. Разные транспортные системы можно компоновать с помощью однотипных ракет, набираемых в нужном количестве в пакет. У М.К. Тихонравова речь идет о жестко соединенных между собой ракетах и не был проработан вопрос о конструктивных формах объединения ракет. M.K. Tikhonravov in a report of the Academy of Artillery Sciences in 1948 I. Yatsunsky On the activities of M.K. Tikhonravova from 1947 to 1953 to justify the possibility of creating composite missiles. On Sat From the history of aviation and astronautics, Akamedia of Sciences of the USSR. Soviet national association of historians of science and technology. Vol. 42, M. 1980, p. 31-38. Belyakov A. Who conceived the first artificial Earth satellite. Journal of Inventor and Rationalizer, M. 1990,
Однако "пакет ракет" М.К. Тихонравова имеет ряд недостатков. Такой пакет может обладать значительной громоздкостью на стартовой площадке, что предъявляет повышенные требования к стартовым сооружениям. However, the "package of missiles" M.K. Tikhonravova has several disadvantages. Such a package can be very cumbersome on the launch pad, which places high demands on launch facilities.
Сходные идеи об объединении нескольких ракет в пакет получили развитие в ряде патентов:
патент США N 3369771, НКИ 244-162, от 20.02.1968, G. D. Walley, "Космические аппараты";
патент США N 4834324, МКИ B 64 G 1/14, НКИ 244-160, от 30.0.1989, D. R. Criswell "Космическая транспортная система, образующая много конфигураций, пригодная для повторного использования";
патент США N 5141181, МКИ B 64 G 1/40, НКИ 244-172, от 25.08.1991, B. P. Leonard "Космический летательный аппарат с трубопроводами для передачи горючего между ступенями".Similar ideas about combining several missiles into a package have been developed in a number of patents:
US patent N 3369771, NKI 244-162, from 02.20.1968, GD Walley, "Spacecraft";
US patent N 4834324, MKI B 64
US patent N 5141181, MKI B 64
Во всех перечисленных патентах описаны объединения ракет, в которых производится передача топлива от одной ракеты к другой, причем ракеты жестко соединены между собой до старта. All of these patents describe rocket associations in which fuel is transferred from one rocket to another, with the rockets being rigidly interconnected before launch.
В докладе "Дозаправка в космосе и проблема многоступенчатости" на Четвертом астронавтическом конгрессе в Цюрихе в 1953 г. Г.А. Крокко предложил свои способы доставки грузов в космос (G. A. Crocco. Le ravitallement dans et le probleme des polistades. The Fourth Astronautical Congress "Space-Flight Problems" Published by the Swiss Astronautical and Aeronautical Federation, pp. 152-160). Один из предложенных Г.А. Крокко способов предусматривает запуск отдельных, не связанных между собой в жесткую конструкцию, ракет двух типов ракеты (по терминологии, принятой в данной заявке космического аппарата вертикального взлета, КАВВ) с полезной нагрузкой и одной или нескольких ракет, несущих баки с топливом (по терминологии, принятой в данной заявке заправщика с вертикальным взлетом, ЗВВ). На заданной высоте КАВВ с полезной нагрузкой некоторое время летит параллельно рядом с ЗВВ, несущим запас топлива, причем осуществляется свободный выброс топлива (направленной струей), из баков ЗВВ в отверстие в КАВВ и, таким образом, восполняется имевшийся к этому моменту расход топлива в КАВВ (двигатели КАВВ и ЗВВ во время передачи топлива выключены). Как и у Циолковского, у Крокко отдельные ракеты во время старта не объединены жестко в единую конструкцию, они летят свободно, отдельно друг от друга. Это позволяет значительно упростить все устройства на стартовой площадке, уменьшает общий вес ракет (по сравнению с жестко связанной конструкцией из нескольких ракет), так как позволяет избежать проблем с прочностью соединения отдельных ракет в единый летательный аппарат. In the report "Refueling in space and the problem of multistage" at the Fourth Astronautical Congress in Zurich in 1953, G.A. Crocco proposed his own ways of delivering cargo into space (G. A. Crocco. Levitallement dans et le Probleme des polistades. The Fourth Astronautical Congress "Space-Flight Problems" Published by the Swiss Astronautical and Aeronautical Federation, pp. 152-160). One of the proposed G.A. Crocco’s methods include launching separate, non-interconnected, rigid rockets of two types of missiles (according to the terminology adopted in this application of a vertical take-off spacecraft, CAVV) with a payload and one or more missiles carrying fuel tanks (in terminology, accepted in this application refueling with a vertical take-off, ZVV). At a given altitude, the CAVV with the payload for some time flies in parallel next to the air supply tank carrying the fuel supply, and the fuel is emitted free of charge (in a directed stream) from the air storage tanks into the hole in the air storage device and, thus, the existing fuel consumption in the CAVV is replenished (KAVV and ZVV engines are switched off during fuel transfer). Like Tsiolkovsky, Krocco's individual rockets during the launch are not rigidly combined into a single structure, they fly freely, separately from each other. This allows you to significantly simplify all devices on the launch pad, reduces the total weight of the missiles (compared to a rigidly coupled design of several missiles), as it avoids problems with the strength of connecting individual missiles into a single aircraft.
Но недостатком системы, предложенной Крокко, является необходимость выполнения поиска, сближения и выравнивания КАВВ и зВВ на активном участке траектории, что потребует значительного времени. But the drawback of the system proposed by Crocco is the need to perform search, approximation, and alignment of the CAVE and ZVV in the active part of the trajectory, which will require considerable time.
Другим недостатком такой системы является выключение двигателей на время перекачки, что связано с потерей части уже набранной скорости под действием силы притяжения Земли. При перекачке топлива свободной направленной струей выключение двигателей на время перекачки принципиально необходимо во избежание взрыва. Another disadvantage of such a system is the shutdown of the engines during pumping, which is associated with the loss of part of the already gained speed under the action of the Earth's gravity. When pumping fuel with a free directed jet, turning off the engines during the pumping time is fundamentally necessary to avoid an explosion.
Совместное действие этих факторов существенно уменьшает время, отводимое на перекачку топлива. Необходимость сокращения этого времени заставляет производить перекачку топлива с большим объемом перекачиваемого топлива в единицу времени. Это требует применения мощных и тяжелых насосов для перекачки топлива. The combined effect of these factors significantly reduces the time allocated to pumping fuel. The need to reduce this time makes it necessary to pump fuel with a large volume of pumped fuel per unit time. This requires the use of powerful and heavy pumps for pumping fuel.
Кроме того, само предложение о перебросе без специальных трубопроводов топлива из одной ракеты в другую представляется нереализуемым на практике. Оно приведет к потере значительной части топлива, что недопустимо как с экономической, так и экологической точек зрения. Например, при использовании жидкого водорода и кислорода будет происходить их испарение на всей длине струи. In addition, the proposal to transfer fuel from one rocket to another without special pipelines seems unrealizable in practice. It will lead to the loss of a significant part of the fuel, which is unacceptable from both an economic and environmental point of view. For example, when using liquid hydrogen and oxygen, they will evaporate over the entire length of the jet.
По-видимому, нельзя реализовать в рассматриваемой системе одновременную дозаправку двумя компонентами топлива, потому что она приводит к неизбежному контакту двух компонентов топлива, что создает обстановку, чреватую взрывом. Apparently, it is impossible to implement simultaneous refueling with two fuel components in the system under consideration, because it leads to the inevitable contact of the two fuel components, which creates an atmosphere fraught with explosion.
Способ доставки грузов в космос и система для его осуществления, предложенные Крокко, являются ближайшим аналогом (прототипом) предлагаемого изобретения. The method of delivery of goods into space and the system for its implementation, proposed by Crocco, are the closest analogue (prototype) of the invention.
В предлагаемом изобретении поставлены и решены следующие технические задачи:
обеспечение начала перекачки топлива практически сразу же после отрыва КАВВ от Земли за счет стыковки баков КАВВ и ЗВВ на Земле и исключения подготовительных операций для перекачки в ходе полета,
исключение этапов поиска и сближения КАВВ и ЗВВ, приводящих к уменьшению времени, отводимого на перекачку топлива.In the invention, the following technical tasks are set and solved:
ensuring the start of fuel pumping almost immediately after the separation of CAVV from the Earth due to the docking of tanks CAVV and ZVV on Earth and the exclusion of preparatory operations for pumping during the flight,
the exclusion of the stages of search and rapprochement of KAVV and ZVV, leading to a decrease in the time allocated to pumping fuel.
уменьшение мощности и веса устройства для перекачки топлива за счет большего времени, отводимого на перекачку, и соответственно увеличение веса груза, выводимого в космос,
уменьшение расхода топлива в системе за счет исключения "холостого" полета ЗВВ до его соединения с КАВВ для перекачки топлива и, следовательно, уменьшения высоты подъема ЗВВ,
обеспечение большей безопасности при перекачке, особенно двухкомпонентного топлива, и соблюдение более строгих допусков на загрязнение окружающей среды во время перекачки. Предложенное изобретение практически исключает потерю части топлива и выброс его в окружающее пространство при перекачке.reducing the power and weight of the device for pumping fuel due to the longer time allocated to pumping, and accordingly, increasing the weight of the cargo displayed in space,
reduction of fuel consumption in the system due to the exclusion of an idle flight of air-polluted air prior to its connection with the air-to-air storage unit for pumping fuel and, consequently, a decrease in the height of the air-blasting device,
ensuring greater safety during pumping, especially of two-component fuel, and compliance with stricter tolerances for environmental pollution during pumping. The proposed invention virtually eliminates the loss of part of the fuel and its release into the surrounding space during pumping.
Основная идея предлагаемого изобретения заключается в создании способа и системы доставки грузов в космос, использующих гибко связанную со взлета группу совместно летящих ракет, обменивающихся в полете топливом. The main idea of the invention is to create a method and system for the delivery of goods into space, using a group of co-flying rockets that are exchanged in flight, which are flexibly associated with take-off.
Существенные признаки способа доставки груза в космос заключаются в том, что
размещают необходимое для доставки груза в космос топливо в баках космического аппарата вертикального взлета и по крайней мере одного заправщика с вертикальным взлетом,
обеспечивают на части траектории космического аппарата вертикального взлета совместный синхронный параллельный полет космического аппарата вертикального взлета и по крайней мере одного заправщика с вертикальным взлетом,
передают в процессе совместного полета космического аппарата вертикального взлета и по крайней мере одного заправщика с вертикальным взлетом топливо из по крайней мере одного заправщика с вертикальным взлетом в космический аппарат вертикального взлета (далее следуют отличительные признаки),
перед взлетом космического аппарата вертикального взлета и по крайней мере одного заправщика с вертикальным взлетом соединяют космический аппарат вертикального взлета и по крайней мере один заправщик с вертикальным взлетом с помощью по крайней мере одного гибкого средства передачи топлива,
осуществляют совместный взлет космического аппарата вертикального взлета и по крайней мере одного заправщика с вертикальным взлетом с подсоединенным между ними по крайней мере одним гибким средством передачи топлива,
осуществляют указанный совместный синхронный параллельный полет космического аппарата вертикального взлета и по крайней мере одного заправщика с вертикальным взлетом с подсоединенным между ними по крайней мере одним гибким средством передачи топлива.The essential features of the method of delivering cargo into space are that
place the fuel necessary for delivering the cargo into space in the tanks of the vertical take-off spacecraft and at least one vertical take-off tanker,
provide for a part of the trajectory of the vertical take-off spacecraft a simultaneous parallel parallel flight of the vertical take-off spacecraft and at least one tanker with vertical take-off,
during the joint flight of the vertical take-off spacecraft and at least one tanker with vertical take-off, transmit fuel from at least one tanker with vertical take-off to the vertical take-off spacecraft (distinguishing features follow),
before take-off of a vertical take-off spacecraft and at least one tanker with vertical take-off, connect a vertical take-off spacecraft and at least one tanker with vertical take-off using at least one flexible means of fuel transfer,
carry out joint take-off of a vertical take-off spacecraft and at least one refueling tank with vertical take-off with at least one flexible means for transferring fuel connected between them,
carry out the specified simultaneous synchronous parallel flight of the vertical take-off spacecraft and at least one vertical take-off tanker with at least one flexible fuel transfer means connected between them.
Этот вариант предусматривает использование одного КАВВ и одного ЗВВ и позволяет решить все перечисленные технические задачи. This option involves the use of one KAVV and one ZVV and allows you to solve all of the listed technical problems.
В другом варианте способа доставки грузов в космос непрерывно измеряют количество топлива, расходуемого в полете в космическом аппарате вертикального взлета в единицу времени, данные указанных измерений передают из космического аппарата вертикального взлета в систему управления заправщика с вертикальным взлетом и подают непрерывно из заправщика с вертикальным взлетом в космический аппарат вертикального взлета количество топлива в единицу времени, равное количеству топлива, расходуемому в единицу времени в космическом аппарате вертикального взлета в ходе полета. In another embodiment of the method of delivering goods into space, the amount of fuel consumed in flight in the vertical take-off spacecraft per unit time is continuously measured, the data of these measurements are transferred from the vertical take-off spacecraft to the control system of the vertical take-off tanker and fed continuously from the vertical take-off tanker to vertical take-off spacecraft the amount of fuel per unit time equal to the amount of fuel spent per unit time in the spacecraft ver ikalnogo takeoff during the flight.
В этом варианте предусматривается работа с переменной тягой маршевого двигателя КАВВ, если возникает такая необходимость. This option provides for variable-thrust operation of the KAVV mid-flight engine, if the need arises.
В другом варианте способа доставки грузов в космос размещают необходимое для доставки груза в космос топливо в баках космического аппарата вертикального взлета и двух, первого и второго, заправщиков с вертикальным взлетом,
обеспечивают на части траектории космического аппарата вертикального взлета совместный синхронный параллельный полет космического аппарата вертикального взлета и двух заправщиков с вертикальным взлетом,
передают в процессе совместного полета космического аппарата вертикального взлета и двух заправщиков с вертикальным взлетом топливо из первого заправщика с вертикальным взлетом в космический аппарат вертикального взлета, а из второго заправщика с вертикальным взлетом в первый заправщик с вертикальным взлетом, (далее следуют отличительные признаки),
перед взлетом космического аппарата вертикального взлета и двух заправщиков с вертикальным взлетом соединяют космический аппарат вертикального взлета и с первым заправщиком с вертикальным взлетом с помощью первого гибкого средства передачи топлива, а первый заправщик с вертикальным взлетом со вторым заправщиком с вертикальным взлетом с помощью второго гибкого средства передачи топлива,
осуществляют совместный взлет космического аппарата вертикального взлета и двух заправщиков с вертикальным взлетом с подсоединенными между ними двумя гибкими средствами передачи топлива, после чего осуществляют указанный совместный групповой параллельный полет космического аппарата вертикального взлета и двух заправщиков с вертикальным взлетом с подсоединенными между ними двумя гибкими средствами передачи топлива.In another embodiment of the method for delivering goods into space, the necessary fuel is delivered for delivery of cargo into space in the tanks of the vertical take-off spacecraft and two, first and second, vertical take-off tankers,
provide, on a part of the trajectory of the vertical take-off spacecraft, a joint synchronous parallel flight of the vertical take-off spacecraft and two vertical take-off tankers,
during the joint flight of the vertical take-off spacecraft and two tankers with vertical take-off, the fuel is transferred from the first tanker with vertical take-off to the spacecraft of vertical take-off, and from the second tanker with vertical take-off to the first tanker with vertical take-off, (distinguishing features follow),
Before takeoff, the vertical take-off spacecraft and two vertical take-off tankers connect the vertical take-off spacecraft and to the first vertical take-off tanker using the first flexible means of fuel transfer, and the first vertical take-off tanker with the second vertical take-off tanker using the second flexible transmission means fuel
carry out a joint take-off of a vertical take-off spacecraft and two vertical take-off tankers with two flexible means of fuel transfer connected between them, and then carry out the specified parallel group parallel flight of a vertical take-off space vehicle and two vertical take-off tankers with two flexible means of fuel transfer connected between them .
В этом варианте предусматривается использование двух заправщиков, что позволяет:
при тех же размерах заправщиков, что и в случае с одним заправщиком, увеличить высоту подъема и скорость КАВВ, имеющего полные баки с топливом для дальнейшего полета; или
уменьшить размеры заправщиков по сравнению с способом с одним заправщиком при обеспечении той же высоты подъема КАВВ с полными баками, как и в сравниваемом способе.This option provides for the use of two tankers, which allows:
with the same refueling tank sizes as in the case of a single tanker, increase the lift height and speed of the KAWV, which has full fuel tanks for further flight; or
reduce the size of the tanker compared to the method with one tanker while ensuring the same lifting height KAVV with full tanks, as in the compared method.
В другом варианте способа доставки грузов в космос
размещают необходимое для доставки груза в космос топливо в баках космического аппарата вертикального взлета и заправщика с вертикальным взлетом,
обеспечивают на части траектории космического аппарата вертикального взлета совместный синхронный параллельный полет космического аппарата вертикального взлета и заправщика с вертикальным взлетом,
передают в процессе совместного полета космического аппарата вертикального взлета и заправщика с вертикальным взлетом топливо из заправщика с вертикальным взлетом в космический аппарат вертикального взлета (далее следуют отличительные признаки),
перед взлетом космического аппарата вертикального взлета и заправщика с вертикальным взлетом соединяют космический аппарат вертикального взлета и заправщик с вертикальным взлетом с помощью соединительного троса,
перед взлетом размещают гибкое средство передачи топлива в заправщике с вертикальным взлетом,
осуществляют совместный взлет космического аппарата вертикального взлета и заправщика с вертикальным взлетом с подсоединенным между ними соединительным тросом,
втягивают в космический аппарат вертикального взлета соединительный трос с подсоединенным к нему гибким средством передачи топлива так, чтобы один конец гибкого средства передачи топлива остался соединенным с заправщиком с вертикальным взлетом, а другой конец гибкого средства передачи топлива оказался соединенным с космическим аппаратом вертикального взлета,
осуществляют указанный совместный синхронный параллельный полет космического аппарата вертикального взлета и заправщика с вертикальным взлетом, причем передачу топлива осуществляют через гибкое средство передачи топлива в процессе полета.In another embodiment of the method of delivery of goods into space
place the fuel necessary for delivering the cargo into space in the tanks of the vertical take-off spacecraft and the vertical take-off tanker,
provide, on a part of the trajectory of the vertical take-off spacecraft, a joint synchronous parallel flight of the vertical take-off spacecraft and the vertical take-off tanker,
during the joint flight of the vertical take-off spacecraft and the vertical take-off tanker, transmit fuel from the vertical take-off tanker to the vertical take-off spacecraft (distinguishing features follow),
before take-off of a vertical take-off spacecraft and a vertical take-off tanker, a vertical take-off spacecraft and a vertical take-off tanker are connected using a connecting cable,
before take-off, place a flexible means of fuel transfer in a tanker with vertical take-off,
carry out joint take-off of a vertical take-off spacecraft and a vertical take-off tanker with a connecting cable connected between them,
pulling into the vertical take-off spacecraft a connecting cable with a flexible fuel transfer means connected thereto so that one end of the flexible fuel transfer means remains connected to the vertical take-off refueling device, and the other end of the flexible fuel transfer means is connected to the vertical take-off spacecraft,
carry out the specified joint synchronous parallel flight of the vertical take-off spacecraft and the vertical take-off refueling device, the fuel transfer being carried out through a flexible means of fuel transfer during the flight.
В этом варианте предусматривается использование для соединительного троса для соединения КАВВ и ЗВВ перед взлетом. К соединительному тросу прикреплено ГСПТ, что позволяет осуществлять взлет с ГСПТ, укрытым в корпусе ЗВВ, после чего быстро осуществить соединение КАВВ и ЗВВ с помощью ГСПТ. In this embodiment, it is intended to be used for a connecting cable for connecting the CABB and the ZVV before take-off. A GSPT is attached to the connecting cable, which allows take-off with a GSPT sheltered in the air-to-air gun housing, and then quickly connect the CAVV and the air gun using the GSPT.
В другом варианте способа доставки грузов в космос
размещают необходимое для доставки груза в космос топливо в баках космического аппарата вертикального взлета и заправщика с вертикальным взлетом,
обеспечивают на части траектории космического аппарата вертикального взлета совместный полет космического аппарата вертикального взлета и заправщика с вертикальным взлетом,
передают в процессе совместного полета космического аппарата вертикального взлета и заправщика с вертикальным взлетом топливо из заправщика с вертикальным взлетом в космический аппарат вертикального взлета, (далее следуют отличительные признаки),
перед взлетом космического аппарата вертикального взлета и заправщика с вертикальным взлетом соединяют космический аппарат вертикального взлета и заправщик с вертикальным взлетом с помощью соединительного троса,
размещают ГСПТ в КАВВ,
осуществляют параллельный одновременный взлет космического аппарата вертикального взлета и заправщика с вертикальным взлетом с подсоединенным между ними соединительным тросом,
втягивают в ЗВВ соединительный трос с подсоединенным к нему гибким средством передачи топлива так, чтобы один конец ГСПТ остался соединенным с КАВВ, а другой конец ГСПТ оказался соединенным с ЗВВ,
осуществляют указанный совместный полет космического аппарата вертикального взлета и заправщика с вертикальным взлетом, причем передачу топлива осуществляют через ГСПТ в процессе полета.In another embodiment of the method of delivery of goods into space
place the fuel necessary for delivering the cargo into space in the tanks of the vertical take-off spacecraft and the vertical take-off tanker,
provide for the part of the trajectory of the vertical take-off spacecraft a joint flight of the vertical take-off spacecraft and the tanker with vertical take-off,
transmit during the joint flight of the vertical take-off spacecraft and the vertical take-off tanker fuel from the vertical take-off tanker to the vertical take-off spacecraft, (the distinguishing features follow),
before take-off of a vertical take-off spacecraft and a vertical take-off tanker, a vertical take-off spacecraft and a vertical take-off tanker are connected using a connecting cable,
place GSPT in KAVV,
carry out parallel simultaneous take-off of a vertical take-off spacecraft and a vertical take-off tanker with a connecting cable connected between them,
draw a connecting cable with a flexible fuel transfer means connected thereto so that one end of the GSPT remains connected to the CABB and the other end of the GSPT is connected to the ZVV,
carry out the specified joint flight of a vertical take-off spacecraft and a vertical take-off refueling vehicle, the fuel being transferred via the GSPT during the flight.
В этом варианте предусматривается использование соединительного троса, к которому прикреплено ГСПТ, что позволяет осуществлять взлет с ГСПТ, укрытым в корпусе КАВВ, после чего быстро осуществить соединение КАВВ и ЗВВ с помощью ГСПТ. This option provides for the use of a connecting cable to which a GSPT is attached, which allows take-off from a GSPT sheltered in the KAVV housing, and then quickly connect the KAVV and the SVV using the GSPT.
Далее описываются существенные признаки системы для осуществления способа доставки грузов в космос. The following describes the essential features of the system for implementing the method of delivery of goods into space.
В первом варианте система доставки грузов в космос содержит:
космический аппарат вертикального взлета с маршевым жидкостно-реактивным двигателем, топливными баками и грузом, и
заправщик с вертикальным взлетом с маршевым двигателем, по крайней мере одним топливным баком для топлива космического аппарата вертикального взлета и устройством передачи топлива (УПТ) между заправщиком с вертикальным взлетом и космическим аппаратом вертикального взлета (далее следуют отличительные признаки),
по крайней мере одно гибкое средство передачи топлива, которое включено между топливными баками космического аппарата вертикального взлета и заправщика с вертикальным взлетом, причем указанное средство подсоединено до взлета, во время взлета и во время совместного синхронного параллельного полета с возможностью отсоединения в полете.In the first embodiment, the system for delivering goods into space contains:
a vertical take-off spacecraft with a propulsion jet engine, fuel tanks and cargo, and
a vertical take-off tanker with a marching engine, at least one fuel tank for vertical take-off space vehicle fuel and a fuel transfer device (UPT) between a vertical take-off tanker and a vertical take-off space vehicle (distinguishing features follow),
at least one flexible fuel transfer means that is included between the fuel tanks of the vertical take-off spacecraft and the vertical take-off tanker, said means being connected before take-off, during take-off and during a simultaneous simultaneous parallel flight with the possibility of disconnection in flight.
Этот вариант предусматривает использование одного КАВВ и одного ЗВВ и позволяет решить все перечисленные технические задачи. This option involves the use of one KAVV and one ZVV and allows you to solve all of the listed technical problems.
В другом варианте система доставки грузов в космос содержит:
космический аппарат вертикального взлета с маршевым жидкостно-реактивным двигателем, топливными баками и грузом, и
по крайней мере два заправщика с вертикальным взлетом с маршевыми двигателями, топливными баками для топлива космического аппарата вертикального взлета и устройствами передачи топлива между заправщиком с вертикальным взлетом и космическим аппаратом вертикального взлета (далее следуют отличительные признаки),
по крайней мере два гибких средства передачи топлива, которые включены между топливными баками космического аппарата вертикального взлета и по крайней мере двух заправщиков с вертикальным взлетом, причем указанные средства подсоединены до взлета, во время взлета и во время совместного синхронного параллельного полета с возможностью отсоединения в полете.In another embodiment, the system for the delivery of goods into space contains:
a vertical take-off spacecraft with a propulsion jet engine, fuel tanks and cargo, and
at least two vertical take-off tankers with marching engines, fuel tanks for the vertical take-off spacecraft fuel and fuel transfer devices between the vertical take-off tanker and the vertical take-off space vehicle (distinguishing features follow),
at least two flexible means of transferring fuel that are included between the fuel tanks of the vertical take-off spacecraft and at least two refueling tanks with vertical take-off, said means being connected before take-off, during take-off and during a joint synchronous parallel flight with the possibility of disconnection in flight .
В этом варианте системы предусматривается использование двух заправщиков, что позволяет:
при тех же размерах заправщиков, что и в случае с одним заправщиком, увеличить высоту подъема и скорость КАВВ, имеющего полные баки с топливом для дальнейшего полета; или
уменьшить размеры заправщиков по сравнению с способом с одним заправщиком при обеспечении той же высоты подъема КАВВ с полными баками, как и в сравниваемом способе;
увеличить скорость передачи топлива за счет применения двух УПТ и двух ГСПТ.This version of the system provides for the use of two tankers, which allows:
with the same refueling tank sizes as in the case of a single tanker, increase the lift height and speed of the KAWV, which has full fuel tanks for further flight; or
reduce the size of the tanker compared to the method with one tanker while ensuring the same lifting height KAVV with full tanks, as in the compared method;
increase the fuel transfer rate through the use of two UPT and two GSPT.
В другом варианте система доставки грузов в космос содержит:
космический аппарат вертикального взлета с маршевым жидкостно-реактивным двигателем, топливными баками и грузом,
первый заправщик с вертикальным взлетом с маршевым двигателем, по крайней мере одним топливным баком для топлива космического аппарата вертикального взлета и устройством передачи топлива между первым заправщиком с вертикальным взлетом и космическим аппаратом вертикального взлета,
второй заправщик с вертикальным взлетом с маршевым двигателем, по крайней мере одним топливным баком для топлива космического аппарата вертикального взлета и первого заправщика с вертикальным взлетом и устройством передачи топлива между вторым и первым заправщиками с вертикальным взлетом (далее следуют отличительные признаки)
первое и второе гибкие средства передачи топлива,
причем первое гибкое средство передачи топлива включено между топливными баками космического аппарата вертикального взлета и первого заправщика с вертикальным взлетом,
второе гибкое средство передачи топлива включено между топливными баками первого и второго заправщиков с вертикальным взлетом,
и указанные гибкие средства передачи топлива подсоединены до взлета, во время взлета и во время совместного синхронного параллельного полета с возможностью отсоединения в полете.In another embodiment, the system for the delivery of goods into space contains:
vertical take-off spacecraft with marching jet engine, fuel tanks and cargo,
a first vertical take-off tanker with a marching engine, at least one fuel tank for vertical take-off space vehicle fuel and a fuel transfer device between a first vertical take-off tanker and a vertical take-off space vehicle,
a second vertical take-off tanker with a marching engine, at least one fuel tank for vertical take-off spacecraft fuel and a first vertical take-off tanker and a fuel transfer device between the second and first vertical take-off tankers (distinguishing features follow)
first and second flexible means of fuel transfer,
wherein the first flexible fuel transfer means is included between the fuel tanks of the vertical take-off spacecraft and the first vertical take-off tanker,
a second flexible fuel transfer means is included between the fuel tanks of the first and second vertical take-off tankers,
and said flexible means for transferring fuel are connected prior to take-off, during take-off and during a joint synchronous parallel flight with the possibility of disconnection in flight.
В этом варианте системы предусматривается использование двух заправщиков, что позволяет:
при тех же размерах заправщиков, что и в случае с одним заправщиком, увеличить высоту подъема и скорость КАВВ, имеющего полные баки с топливом для дальнейшего полета; или
уменьшить размеры заправщиков по сравнению с способом с одним заправщиком при обеспечении той же высоты подъема КАВВ с полными баками, как и в сравниваемом способе;
получить выигрыш в энергетике полета за счет отключения второго заправщика на меньшей высоте подъема.This version of the system provides for the use of two tankers, which allows:
with the same refueling tank sizes as in the case of a single tanker, increase the lift height and speed of the KAWV, which has full fuel tanks for further flight; or
reduce the size of the tanker compared to the method with one tanker while ensuring the same lifting height KAVV with full tanks, as in the compared method;
to gain a gain in the flight energy by switching off the second tanker at a lower altitude.
В другом варианте система доставки грузов в космос содержит:
космический аппарат вертикального взлета с грузом,
стартовый комплекс со стартовым столом для космического аппарата вертикального взлета,
заправщик с вертикальным взлетом с топливным баком для топлива космического аппарата вертикального взлета,
стартовый комплекс со стартовым столом для заправщика с вертикальным взлетом (далее следуют отличительные признаки),
по крайней мере одно гибкое средство передачи топлива и
средство разделения стартовых комплексов для обеспечения безопасности при авариях,
причем заправщик с вертикальным взлетом и космический аппарат вертикального взлета с помощью указанного гибкого средства передачи топлива соединены между собой до взлета, во время и во время совместного синхронного параллельного полета,
средство разделения стартовых комплексов расположено между стартовым столом космического аппарата вертикального взлета и стартовым столом заправщика с вертикальным взлетом,
причем в указанном средстве разделения имеется паз, проходящий от верхнего основания средства разделения по направлению к Земле до уровня прохождения указанного гибкого средства и имеющий ширину не меньше максимального поперечного размера указанного гибкого средства передачи топлива, которое перед взлетом и во время взлета расположено в указанном пазу.In another embodiment, the system for the delivery of goods into space contains:
vertical take-off spacecraft with cargo,
launch complex with launch pad for the vertical take-off spacecraft,
vertical take-off tanker with fuel tank for vertical take-off spacecraft fuel,
a launch complex with a launch pad for a vertical take-off tanker (distinguishing features follow),
at least one flexible fuel transfer means and
means for separating launch complexes to ensure safety in case of accidents,
moreover, the vertical take-off tanker and the vertical take-off spacecraft are interconnected before the take-off, during and during the joint synchronous parallel flight, using the flexible fuel transfer means,
means for separating launch complexes is located between the launch pad of the vertical take-off spacecraft and the launch pad of the vertical take-off tanker,
moreover, in said separation means there is a groove extending from the upper base of the separation means towards the Earth to the level of passage of said flexible means and having a width not less than the maximum transverse dimension of said flexible fuel transfer means, which is located in said groove before take-off and during take-off.
В этом варианте системы предусматривается сохранение частей системы в аварийной ситуации. This version of the system provides for the preservation of parts of the system in an emergency.
В другом варианте система доставки грузов в космос содержит:
средство для закрепления указанного паза до взлета и открывания его непосредственно перед взлетом.In another embodiment, the system for the delivery of goods into space contains:
means for fixing said groove before takeoff and opening it immediately before takeoff.
В этом варианте системы предусматривается усовершенствование предыдущего варианта за счет увеличения степени изоляции комплексов до взлета. This version of the system provides for the improvement of the previous version by increasing the degree of isolation of the complexes before take-off.
В другом варианте система доставки грузов в космос содержит:
космический аппарат вертикального взлета с маршевым жидкостно-реактивным двигателем, топливными баками и грузом, и
заправщик с вертикальным взлетом с маршевым двигателем, по крайней мере одним топливным баком для топлива космического аппарата вертикального взлета и устройством передачи топлива между заправщиком с вертикальным взлетом и космическим аппаратом вертикального взлета (далее следуют отличительные признаки),
гибкое средство передачи топлива, соединительный трос, устройство приема соединительного троса, устройство хранения гибкого средства передачи топлива и соединительного троса, причем
соединительный трос включен между космическим аппаратом вертикального взлета и заправщиком с вертикальным взлетом до взлета, во время взлета и полета и подсоединен к устройству приема соединительного троса и к устройству хранения гибкого средства передачи топлива и соединительного троса, а гибкое средство передачи топлива подсоединено к соединительному тросу с возможностью перемещения гибкого средства передачи топлива между космическим аппаратом вертикального взлета и заправщиком с вертикальным взлетом вместе с соединительным тросом.In another embodiment, the system for the delivery of goods into space contains:
a vertical take-off spacecraft with a propulsion jet engine, fuel tanks and cargo, and
a vertical take-off tanker with a marching engine, at least one fuel tank for the vertical take-off spacecraft fuel and a fuel transfer device between a vertical take-off tanker and a vertical take-off space vehicle (distinguishing features follow),
a flexible means for transmitting fuel, a connecting cable, a device for receiving a connecting cable, a storage device for a flexible means for transmitting fuel and a connecting cable,
the connecting cable is connected between the vertical take-off spacecraft and the tanker with vertical take-off before take-off, during take-off and flight, and connected to the receiving cable receiving device and to the storage device of the flexible fuel transmission means and connecting cable, and the flexible fuel transmission means is connected to the connecting cable with the ability to move a flexible means of transferring fuel between the spacecraft of vertical take-off and the tanker with vertical take-off along with a connecting pipe Som.
В этом варианте системы предусматривается быстрое соединение КАВВ и ЗВВ с помощью ГСПТ непосредственно после взлета. In this version of the system, a quick connection between CAVV and ZVV with the help of GSPT is provided immediately after take-off.
В другом варианте системы доставки грузов в космос устройство хранения гибкого средства передачи топлива и соединительного троса расположено в заправщике с вертикальным взлетом, а устройство приема соединительного троса расположено в космическом аппарате вертикального взлета. In another embodiment of the space delivery system, a storage device for a flexible means for transmitting fuel and a connecting cable is located in a vertical take-off tanker, and a connecting cable receiving device is located in a vertical take-off spacecraft.
В этом варианте системы также предусматривается быстрое соединение КАВВ и ЗВВ с помощью ГСПТ непосредственно после взлета, причем гибкое средство передачи топлива и соединительный трос хранятся до полета в ЗВВ. In this version of the system, a quick connection between KAVV and ZVV with the help of the GSPT immediately after take-off is also provided, moreover, a flexible means of transferring fuel and a connecting cable are stored before the flight in the ZVV.
В другом варианте системы доставки грузов в космос устройство хранения гибкого средства передачи топлива и соединительного троса расположено в космическом аппарате вертикального взлета, а устройство приема соединительного троса расположено в заправщике с вертикальным взлетом. In another embodiment of the system for delivering goods into space, a storage device for a flexible means for transmitting fuel and a connecting cable is located in the spacecraft of vertical take-off, and the device for receiving the connecting cable is located in the tanker with vertical take-off.
В этом варианте системы также предусматривается быстрое соединение КАВВ и ЗВВ с помощью ГСПТ непосредственно после взлета, причем гибкое средство передачи топлива и соединительный трос хранятся до полета в КАВВ. In this version of the system, a quick connection between KAVV and ZVV using GSPT immediately after take-off is also provided, moreover, a flexible means for transferring fuel and a connecting cable are stored before the flight to KAVV.
На фиг. 1 и 2 изобретена система доставки грузов в космос (на двух листах); на фиг. 3 система доставки грузов в космос на старте, в полете и после отсоединения ГСПТ; на фиг. 4 сечение сопел маршевого двигателя ЗВВ, перпендикулярное его продольной оси; на фиг. 5 циклограмма работы маршевого двигателя ЗВВ, состоящего из нескольких составляющих двигателей; на фиг. 6-8
система доставки грузов в космос, состоящая из КАВВ и двух ЗВВ, подсоединенных к КАВВ (на трех листах); на фиг. 9-11 система доставки грузов в космос, состоящая из КАВВ и двух ЗВВ, соединенных последовательно (на трех листах); на фиг. 12 система доставки грузов в космос со стартовыми комплексами КАВВ и ЗВВ (средство разделения стартовых комплексов показано в разрезе); на фиг. 13 система доставки грузов в космос (вид сверху на КАВВ и ЗВВ, находящиеся на старте); на фиг. 14 средство разделения стартовых комплексов (вид сбоку, показано сечение ГСПТ); на фиг. 15 средство разделения стартовых комплексов со средством для закрывания паза в средстве разделения стартовых комплексов (вид сбоку, показано сечение ГСПТ); на фиг. 10 фрагмент системы доставки грузов в космос с использованием соединительного троса.In FIG. 1 and 2 invented a system for the delivery of goods into space (on two sheets); in FIG. 3 system for the delivery of goods into space at launch, in flight and after disconnecting the GSPT; in FIG. 4 section of the nozzles of the mid-flight engine of the air-blast engine perpendicular to its longitudinal axis; in FIG. 5 cyclogram of the operation of the mid-flight engine of the air-blast engine consisting of several component engines in FIG. 6-8
a system for the delivery of goods into space, consisting of KAVV and two ZVV connected to KAVV (on three sheets); in FIG. 9-11 a system for the delivery of goods into space, consisting of KAVV and two ZVV connected in series (on three sheets); in FIG. 12 system for the delivery of goods into space with launch complexes KAVV and ZVV (a means of separating launch complexes is shown in section); in FIG. 13 system for the delivery of goods into space (a top view of the KAVV and ZVV, located at the start); in FIG. 14 means for separating launch complexes (side view, cross section of the GSPT); in FIG. 15 means for separating launch complexes with means for closing the groove in the separation means for launch complexes (side view, cross section of the GSPT); in FIG. 10 fragment of a system for delivering goods into space using a connecting cable.
На фигурах приняты следующие обозначения: 1 КАВВ; 2 маршевый ЖРД КАВВ; 3 баки КАВВ для первого компонента топлива; 4 бак КАВВ для второго компонента топлива; 5 груз; 6 топливно -насосный агрегат КАВВ; 7 - трубопроводы для подачи топлива к маршевому двигателю КАВВ; 8 ЗВВ; 9 - маршевый двигатель (МД) ЗВВ; 10 бак ЗВВ для первого компонента топлива; 11 - бак ЗВВ для второго компонента топлива; 12 топливно-насосный агрегат МД ЗВВ; 13 трубопроводы для подачи топлива к МД ЗВВ; 14 УПТ; 15 трубопроводы для подачи топлива от топливных баков ЗВВ к топливным бакам КАВВ; 16 ГСПТ; 17 - рулевые двигатели; 18 топливные разъемы; 19 топливные вентили; 20 сечение сопел МД ЗВВ, перпендикулярное его продольной оси; 21 продольная ось МД ЗВВ; 22 первая пара составляющих двигателей МД ЗВВ; 23 вторая пара составляющих двигателей МД ЗВВ; 24 третья пара составляющих двигателей МД ЗВВ; 25 четвертая пара составляющих двигателей МД ЗВВ; 26 тяга пары составляющих двигателей 22; 27 тяга пары составляющих двигателей 23; 28 - тяга пары составляющих двигателей 24; 29 тяга пары составляющих двигателей 25; 30 первый ЗВВ; 31 второй ЗВВ; 32 первое ГСПТ; 33 второе ГСПТ; 34 - стартовый комплекс КАВВ; 35 стартовый стол КАВВ; 36 линия связи КАВВ; 37 - стартовый комплекс ЗВВ; 38 стартовый стол ЗВВ; 39 центральный пункт управления (ЦПУ); 40 линия связи ЗВВ; 41 средство разделения для обеспечения безопасности; 42 паз в средстве разделения; 43 средство для закрывания паза; 44 соединительный трос; 45 устройство приема соединительного троса; 46 устройство хранения ГСПТ и соединительного троса; 47 замковое устройство ГСПТ; 48 приемное устройство ГСПТ. The following notation is used in the figures: 1 CABB; 2 marching rocket engine KAVV; 3 tanks KAVV for the first component of fuel; 4 KAVV tank for the second fuel component; 5 cargo; 6 fuel-pumping unit KAVV; 7 - pipelines for supplying fuel to the main engine KAVV; 8 ZVV; 9 - mid-flight engine (MD) ZVV; 10 tank ZVV for the first component of the fuel; 11 - tank ZVV for the second component of the fuel; 12 fuel and pumping unit MD ZVV; 13 pipelines for supplying fuel to MD ZVV; 14 UPT; 15 pipelines for supplying fuel from the fuel tanks of the ZVV to the fuel tanks of the KAVV; 16 GSPT; 17 - steering engines; 18 fuel connectors; 19 fuel valves; 20 is a cross section of nozzles MD ZVV perpendicular to its longitudinal axis 21 longitudinal axis MD ZVV; 22 the first pair of component engines MD ZVV; 23 second pair of constituent engines MD ZVV; 24 third pair of component engines MD ZVV; 25 fourth pair of component engines MD ZVV; 26 thrust of a pair of constituent engines 22; 27 thrust of a pair of component engines 23; 28 - thrust of a pair of constituent engines 24; 29 thrust of a pair of component engines 25; 30 first ZVV; 31 second ZVV; 32 first GSPT; 33 second GSPT; 34 - launch complex KAVV; 35 starting table KAVV; 36 communication line KAVV; 37 - start-up complex ZVV; 38 start-up table of air-explosives; 39 central control center (CPU); 40 line of communication ZVV; 41 separation means for security; 42 groove in the separation means; 43 means for closing the groove; 44 connecting cable; 45 connection cable receiving device; 46 storage device GSPT and connecting cable; 47 locking device GSPT; 48 receiving device GSPT.
Способ по данному изобретению осуществляется следующим образом. На фиг. 1 показана система доставки грузов в космос, содержащая КАВВ 1. The method according to this invention is as follows. In FIG. 1 shows a system for the delivery of goods into
Под КАВВ в заявке имеется в виду летательный аппарат, имеющий маршевый жидкостно-реактивный двигатель 2, обеспечивающий подъемную силу, позволяющую КАВВ осуществлять вертикальный взлет, набор высоты и скорости в полете. КАВВ имеет также бак 3 для первого компонента топлива и бак 4 для второго компонента топлива. КАВВ несет груз 5 в космос. КАВВ имеет топливно-насосный агрегат 6 и трубопроводы 7 для подачи топлива к маршевому двигателю 2. By CAVV in the application is meant an aircraft having a marching liquid-propellant engine 2, providing lift, allowing the CAVV to carry out vertical take-off, climb and speed in flight. KAVV also has a
КАВВ 1 несет груз 5 в космос, и чем меньше затраты на единицу веса груза и чем больше сам груз, тем эффективнее, в общем случае, способ и система доставки груза в космос. Под грузом понимается не только груз, доставленный с Земли в космос, но и устройство для захвата и размещения на КАВВ груза, снимаемого с орбиты.
КАВВ может иметь крылья для возможности полета в атмосфере, например, на этапе возвращения на Землю. КАВВ после взлета постепенно переходит на полет по траектории, расположенной под заданным углом к поверхности Земли, выходит за пределы атмосферы в открытый космос, выполняет свое назначение, например, вывод груза (спутника связи и тому подобное) или выполнение каких-то других операций в космосе. Затем осуществляются спуск и горизонтальная посадка КАВВ на Землю с использованием аэродинамических свойств крыльев КАВВ. Может быть использован и вертикальный спуск. CAVV may have wings for the possibility of flight in the atmosphere, for example, at the stage of return to Earth. CAVV after take-off gradually switches to flight along a trajectory located at a given angle to the Earth’s surface, goes beyond the atmosphere into outer space, fulfills its purpose, for example, the removal of a cargo (communication satellite, etc.) or some other operations in space . Then, the landing and horizontal landing of the KAVV on the Earth are carried out using the aerodynamic properties of the wings of the KAVV. Vertical descent can also be used.
Под ЗВВ 8 в заявке имеется в виду летательный аппарат, несущий топливо для заправки КАВВ 1, имеющий маршевый реактивный двигатель 9, обеспечивающий подъемную силу, позволяющую ЗВВ 8 осуществлять вертикальный взлет, набор высоты и скорости в полете. ЗВВ имеет бак 10 для первого компонента топлива и бак 11 для второго компонента топлива. ЗВВ имеет топливно-носоный агрегат 12 и трубопроводы 13 для подачи топлива к маршевому двигателю 9. ЗВВ 8, как и КАВВ 1, может иметь крылья для возможности полета в атмосфере. ЗВВ 8 осуществляет взлет и полет одновременно и параллельно с КАВВ 1 по части траектории, начинающийся от стартового комплекса до определенной высоты, а затем осуществляется спуск и горизонтальная (или вертикальная) посадка ЗВВ 8 на Землю. By
В предпочтительных вариантах предложенных способа и системы доставки грузов в космос используется одновременный совместный взлет КАВВ 1. КААВ 1 и ЗВВ 8 с полностью заправленными баками. Сразу же после взлета КАВВ 1 в него с помощью устройства передачи топлива 14 по трубопроводам 15 начинает поступать топливо из ЗВВ 8, взлетающего совместно с КАВВ 1 и соединенного с ним гибким средством передачи топлива 16. Для маневрирования в полете КАВВ 1 и ЗВВ 8 имеют рулевые двигатели 17. ГСПТ 16 подсоединяется к трубопроводам КАВВ 1 и ЗВВ 8 с помощью топливных разъемов 18. В трубопроводах устанавливаются топливные вентили 19 для обеспечения перекрытия трубопроводов. In preferred embodiments of the proposed method and system for the delivery of goods into space, the simultaneous joint take-off of
Предложенный способ доставки грузов в космос предусматривает выполнение следующих операций:
1. Размещают груз 5 на КАВВ 1.The proposed method for the delivery of goods into space involves the following operations:
1.
2. Размещают необходимое для доставки груза 5 в космос топливо в баках 3 и 4 КАВВ 1 и 10 и 11 ЗВВ 8. При этом возможно применение не одного, а нескольких ЗВВ. Топливо для двигателей 2 и 9 КАВВ 1 и ЗВВ 8 может быть одинаковым, но может быть и разным. В последнем случае ЗВВ 8 имеет отдельный бак (или баки) для топлива КАВВ 1. 2. Place the fuel necessary for the delivery of
3. Перед взлетом соединяют КАВВ 1 и ЗВВ 8 с помощью гибкого средства передачи топлива 16, например, топливного шланга (фиг. 3). Возможно применение не одного, а нескольких ГСПТ, или ГСПТ с несколькими раздельными каналами для топлива. Длина шланга может быть, например, 15-20 м. Поскольку подсоединение ГСПТ 16 осуществляется на Земле, причем время, затрачиваемое на это соединение, строго не лимитируется, обеспечивается необходимое качество соединения (с точки зрения сохранения топлива и соблюдения требований экологии). 3. Before takeoff, the
4. Осуществляют совместный одновременный взлет КАВВ 1 и ЗВВ 8 с подсоединенным между ними гибким средством передачи топлива 16. Одновременность и синхронность взлета КАВВ 1 и ЗВВ 8 обеспечивают целостность подсоединенного между ними ГСПТ 16, длина которого должна быть не меньше расстояния между местами подключения ГСПТ к КАВВ 1 и ЗВВ 8. 4. Carry out simultaneous take-off of
5. Обеспечивают на части траектории КАВВ 1 совместный синхронный параллельный полет КАВВ 1 и ЗВВ 8. 5. Provide on the part of the
6. Передают в процессе совместного полета КАВВ 1 и ЗВВ 8 топливо из ЗВВ 8 в КАВВ 1. Топливо из ЗВВ 8 поступает в баки 3 и 4 КАВВ 1. При этом в двигателе 2 КАВВ 1 сжигается количеством топлива, равное передаваемому из ЗВВ 8, а бак 3 и 4 КАВВ 1 остаются полными до окончания совместного полета. 6. During the joint flight of
7. Отсоединяют гибкое средство передачи топлива 16 после окончания передачи из ЗВВ 8 в КАВВ 1. Отсоединение ГСПТ 16 содержит ряд операций, необходимых для того, чтобы в космос не попала часть перекачиваемого топлива. К таким операциям относятся, например, продувка ГСПТ 16, если топливо токсичное, инертными газами, перекрытие клапанов, обеспечивающих герметизацию ГСПТ 16, и трубопроводов КАВВ 1 и ЗВВ 8. Отсоединение ГСПТ 16 производят, в большинстве случаев, от КАВВ 1, после чего ГСПТ 16 забирается в ЗВВ 8 и с последним возвращается на Землю. Но возможно варианты, например, отсоединение ГСПТ 16 и от КАВВ 1, и от ЗВВ 8. 7. Disconnect the flexible means of transferring
8. Прекращают совместный полет КАВВ 1 и ЗВВ 8, у которого закончилась передача топлива. После этого ЗВВ 8 возвращается на Землю, а КАВВ 1 продолжает полет, начиная тратить топливо на собственных, полных к моменту завершения совместного полета с ЗВВ 8, баков. 8. The joint flight of
В предпочтительном варианте осуществления способа доставки грузов в космос КАВВ 1 осуществляет полет с постоянным ускорением, так как масса КАВВ 1 при совместном полете не изменяется, а тягу маршевого двигателя 2 желательно поддерживать максимальной. ЗВВ 8 при этом должен летать с той же скоростью и с тем же ускорением, что и КАВВ 1. Но масса ЗВВ 8 быстро уменьшается за счет сгорания топлива в КАВВ 1 и ЗВВ 8. Поэтому тяга маршевого двигателя 9 ЗВВ 8 должна постоянно уменьшаться. Ясно, что маршевый двигатель 9 ЗВВ 8 должен позволять производить глубокую регулировку тяги. Для этого МД 9 ЗВВ 8 может, например, содержать несколько составляющих двигателей. На фиг. 4 изображено сечение сопел 20 МД 9 ЗВВ 8, перпендикулярное продольной оси 21 МД 9 ЗВВ 8. Составляющие двигатели (22, 23, 24 и 25) предпочтительно представляют собой симметричные относительно продольной оси 21 МД 9 ЗВВ 8 пары, имеющие разные тяги P1, P2, P3, P4, (26, 27, 28, 29, фиг. 5). На фиг. 5 показана циклограмма тяг составляющих двигателей, причем через P1max, P2max, P3max и P4max обозначены максимальные тяги первой, второй и т.д. пар составляющих двигателей, а через P1min, P2min, P3min и P4min обозначены минимальные тяги составляющих пар двигателей. При взлете включают все составляющие двигатели на максимальную тягу. Затем уменьшают тягу P4 до P4min пропорционально уменьшению массы ЗВВ 8. Затем уменьшают тягу P3 таким же образом до значения P3k= P3max-P4min. После этого одновременно выключают скачком тягу третьей пары до P3max. Этот процесс повторяют до тех пор, пока не останется включенной только первая пара составляющих двигателей, причем ее тягу уменьшают до P1min. Таким образом, пределы регулировки тяги МД 9 от P1max+P2max+P3max+P4max до P1min.In a preferred embodiment of the method for delivering cargo into space,
Возможны и другие алгоритмы работы МД 9 с составляющими двигателями. Например, во время взлета в маршевом двигателе 9 ЗВВ 8 включают N составляющих двигателей (СД) так, чтобы тяговое усилие по крайней мере у одного из СД было больше его минимального тягового усилия, в полете постепенно уменьшают тяговое усилие по крайней мере одного СД, пока суммарное уменьшение величины тяговых усилий СД не станет равным величине тягового усилия любого одного или нескольких из включенных СД, который или которые мгновенно отключают, причем одновременно с отключением указанных одного или нескольких СД суммарную величину тягового усилия остальных неотключенных СД увеличивают до величины, равной суммарной величине тягового усилия маршевого двигателя в момент перед отключением указанных одного или нескольких СД, указанную последовательность операций повторяют М раз до тех пор, пока сумма диапазонов плавного изменения тяговых усилий неотключенных (N+1-M) СД не станет меньше величины тягового усилия любого одного из СД. Other algorithms for the operation of
В этом варианте способа предусматривается поочередная плавная и ступенчатая регулировка тяги СД, образующих маршевый двигатель 9 ЗВВ 8. В момент отключения одного из СД тяга других СД регулируется так, чтобы общая тяга маршевого двигателя осталась неизменной. In this variant of the method, alternating smooth and stepwise adjustment of the traction of the LEDs forming the
В способе доставки грузов в космос в некоторых случаях предусматривается также использование большего числа заправщиков, например двух, и соответственно большего числа УПТ 14 и ГСПТ 16. При этом каждый из ЗВВ 8 соединяется с КАВВ 1 с помощью соответствующих одного или нескольких ГСПТ 16. ЗВВ 8 могут быть одинаковыми и нести одинаковое количество топлива. In some cases, the method of delivering goods into space also provides for the use of a larger number of refueling agents, for example, two, and, accordingly, a larger number of
Однако возможно использование разного типа ЗВВ (фиг. 6 8). Например, первый ЗВВ 30 может нести один компонент топлива, а второй ЗВВ 31 другой. Первый ЗВВ 30 соединяется с КАВВ 1 с помощью первого ГСПТ 32, а второй ЗВВ 31 соединяется с КАВВ 1 с помощью второго ГСПТ 33. При этом по размерам ЗВВ 30 и 31 могут быть разными. Возможен и такой вариант, когда один из ЗВВ несет два компонента топлива, а второй один. При этом размеры ЗВВ могут быть одинаковыми, а ГСПТ 32 и 33 разного типа. Отсоединение ЗВВ 30 и 31 от КАВВ 1 может осуществляться как одновременно, так и поочередно. В остальном этот способ не отличается от вышеописанного варианта. However, it is possible to use different types of air pollutants (Fig. 6-8). For example, the
Передачу топлива из ЗВВ в КАВВ можно осуществлять с момента взлета. Это сокращает энергозатраты на "холостой" подъем ЗВВ. Действительно, чем раньше начинается заправка КАВВ из ЗВВ, тем до меньшей высоты ЗВВ будет подниматься по параллельной с КАВВ траектории до окончания заправки (при заданной мощности системы перекачки). С другой стороны, начало перекачки в момент взлета позволяет за счет некоторого увеличения времени заправки КАВВ уменьшить мощность системы перекачки (а, следовательно, ее вес) и уменьшить сечение ГСПТ. The transfer of fuel from the ZVV to KAVV can be carried out from the moment of take-off. This reduces energy costs for the "idle" rise in the air pollutants. Indeed, the earlier the refueling of the CAVB from the GWS begins, the lower the height of the GWS will rise along the path parallel to the CAVW until the end of the refueling (for a given capacity of the transfer system). On the other hand, the start of pumping at the time of take-off allows, due to a certain increase in the time of refueling KAVV, to reduce the capacity of the pumping system (and, therefore, its weight) and to reduce the cross-section of the GSPT.
Передачу топлива из ЗВВ в КАВВ можно осуществлять в течение всего совместного параллельного полета ЗВВ в КАВВ от момента взлета и до передачи всего заданного количества топлива, а затем отсоединять ГСПТ. Беспрерывность подачи топлива также сокращает энергозатраты на "холостой" подъем ЗВВ. Fuel can be transferred from the air-to-air storage unit to the air-to-air storage unit during the entire joint parallel flight of the air-to-air storage device to the air-to-air storage unit from the moment of take-off to the transfer of the entire specified amount of fuel, and then disconnect the GSPT. Continuity of fuel supply also reduces energy costs for the "idle" rise of air pollutants.
Можно поддерживать постоянной тягу маршевого двигателя КАВВ и непрерывно передавать из ЗВВ в КАВВ топливо, количество которого в единицу времени равно количеству топлива, расходуемому в КАВВ в единицу времени. It is possible to maintain a constant thrust of the main engine KAVV and to continuously transfer fuel from the STZ to KAVV, the amount of which per unit time is equal to the amount of fuel consumed in the KAVV per unit time.
Возможен вариант способа доставки грузов в космос (фиг. 1 и 2), при котором тяга маршевого двигателя КАВВ 1 не является постоянной. Тогда непрерывно измеряют количество топлива, расходуемое в полете в КАВВ 1 в единицу времени, данные указанных измерений передают из КАВВ 1 в систему управления ЗВВ 8 и подают непрерывно из ЗВВ 8 в КАВВ 1 количество топлива в единицу времени, равное количеству топлива, расходуемому в единицу времени в КАВВ 1 в ходе полета. Топливные баки 3 и 4 КАВВ 1 остаются полными до окончания передачи топлива. A variant of the method of delivery of goods into space (Fig. 1 and 2), in which the thrust of the
Можно устанавливать тягу Pзвв маршевого двигателя 9 ЗВВ 8 в соответствии с соотношением
Pзвв m2•Pкавв/m1,
где
Pкавв тяга маршевого двигателя 2 КАВВ 16
m1 масса КАВВ 1 при полных баках 3 и 4,
m2 масса ЗВВ 8 до передачи топлива.You can set the thrust P star marching engine 9
P sv m 2 • P cav / m 1 ,
Where
P kavv thrust of the marching engine 2
m 1
m 2 mass of
Затем после начала передачи топлива можно непрерывно уменьшать тягу Pзвв маршевого двигателя 9 ЗВВ 8 прямо пропорционально уменьшению массы топлива в баках 10 и 11 ЗВВ 8.Then, after the start of the fuel transfer, it is possible to continuously decrease the thrust P of the mid-flight
В другом варианте способа доставки грузов в космос (фиг. 9 11) используются КАВВ 1 и два, первый и второй, ЗВВ 30 и 31, соединенные последовательно, т. е. первый ЗВВ 30 соединен с КАВВ 1, а второй ЗВВ 31 с первым ЗВВ 30. Предпочтительно, чтобы первый ЗВВ 30 передавал топливо в КАВВ 1 с момента взлета. Одновременно второй ЗВВ 31 передает топливо в первый ЗВВ 30. Количество топлива, передаваемое в КАВВ 1, должно компенсировать расход топлива в нем. Количество топлива, передаваемое в первый ЗВВ 30, должно компенсировать расход топлива в нем, причем расход топлива в первом ЗВВ 30 складывается из расхода топлива в КАВВ 1 и непосредственно в самом первом ЗВВ 30. Таким образом, в рассмотренном режиме количество передаваемого из второго ЗВВ 31 топлива больше, чем из первого. Когда второй ЗВВ 31 заканчивает передачу топлива и отключается, КАВВ 1 и первый ЗВВ 30 имеют полные баки и продолжают полет, как и в случае с одним ЗВВ 8. Число "последовательно" соединенных ЗВВ может быть больше двух. In another embodiment of the method for delivering goods into space (Fig. 9-11),
В другом режиме количество передаваемого топлива по цепочке ЗВВ постоянно и равно количеству топлива, потребляемому в КАВВ 1. Для простоты будем считать все ЗВВ одинаковыми. При этом последний ЗВВ (самый дальний от КАВВ 1) тратит топливо на свой двигатель и на передачу в ГСПТ, а любой из остальных ЗВВ тратит топливо только на свой двигатель. При отключении самого дальнего ЗВВ все остальные ЗВВ имеют равное количество оставшегося в баках топлива. С этого момента "предпоследний" ЗВВ становится "самым дальним" и процесс повторяется до тех пор, пока последовательно не отключается все ЗВВ. В момент, когда КАВВ 1 остается один, он имеет полностью заправленные баки. In another mode, the amount of fuel transferred along the air-pollutant chain is constant and equal to the amount of fuel consumed in the air-
Возможна смешанная комбинация "последовательного" и "параллельного" подсоединения ЗВВ к КАВВ 1. Например, к КАВВ 1 могут быть подсоединены симметрично две или больше последовательных цепочек ЗВВ. Такое подключение обеспечит симметричное взаимно уравновешивающееся воздействие потоков топлива на КАВВ 1. A mixed combination of “serial” and “parallel” connection of the air-pollutant to
В другом варианте способа доставки грузов в космос (фиг. 16) перед взлетом КАВВ 1 и ЗВВ 8 соединяют с помощью соединительного троса 44 (СТ), а не с помощью ГСПТ 16, которое располагают в КАВВ 1, соединяют с топливным баком в КАВВ 1 и прикрепляют к СТ 44. Взлет КАВВ 1 и ЗВВ 8 производят с подсоединенным между ними СТ 44. После взлета втягивают СТ 44 в ЗВВ 8, при этом ГСПТ 16, прикрепленный к СТ 44, соединяется с трубопроводом бака в ЗВВ 8. После окончания передачи топлива из ЗВВ 8 в КАВВ 1 отсоединяют ГСПТ 16 от ЗВВ 8 и с помощью СТ 44 втягивают в КАВВ 1. In another embodiment of the method for delivering goods into space (Fig. 16) before take-off,
В другом варианте способа доставки грузов в космос, в отличие от предыдущего варианта, ГСПТ 16 до взлета располагают в ЗВВ 8 и после взлета с помощью СТ 44 соединяют с топливным баком в КАВВ 1. In another embodiment of the method for delivering goods into space, in contrast to the previous version,
В отличие от вышеописанных вариантов можно все топливо, необходимо для доставки груза в космос, размещать в одном или нескольких ЗВВ, а в КАВВ практически топливо не загружать. В этом случае совместный полет ЗВВ и КАВВ осуществляют вплоть до вывода КАВВ на заданную орбиту. Unlike the options described above, all fuel can be used, it is necessary to deliver the cargo into space, place it in one or more air-pollutants, and practically do not load fuel in the air-gas storage tanks. In this case, the joint flight of the air-to-air explosives and the air-to-air missiles is carried out right up to the launch of the air-to-air missiles and to a predetermined orbit.
Система доставки грузов в космос, используемая для осуществления всех вариантов (кроме описанного последним) предложенного способа, содержит КАВВ 1 с маршевым жидкостно-реактивным двигателем 2, топливными баками 3 и 4 и грузом 5, а также ЗВВ 8 с маршевым двигателем 9, топливными баками 10 и 11 для топлива космического аппарата вертикального взлета и устройством передачи топлива 14 между ЗВВ 8 и КАВВ 1 (фиг. 1 и 2). The system for delivering goods to space, used to implement all the options (except the last one described) of the proposed method, contains
Она имеет также ГСПТ 16, которое включено с помощью топливных разъемов 18 между топливными баками 3 и 4 КАВВ 1 и баками 10 и 11 ЗВВ 8 на стартовой площадке до взлета. ГСПТ 16 остается подсоединенным во время взлета и во время дальнейшего совместного синхронного параллельного полета и имеет возможность отсоединения в полете, например, после окончания передачи топлива. В системе могут одновременно использоваться несколько ГСПТ, соединяющих КАВВ 1 и ЗВВ 8. Одно ГСПТ 16 может иметь несколько трубопроводов, например, для передачи нескольких компонентов топлива. КАВВ 1 и ЗВВ 8 могут иметь несколько баков с топливом каждый. КАВВ 1 может иметь, например, число баков, равное числу компонентов топлива. В ЗВВ 8 могут быть отдельные баки для двигателей ЗВВ 8 и баки с топливом КАВВ 1 и ЗВВ 8 имеют обычно используемые системы управления, обеспечивающие им полет по заданным траекториям. ЗВВ 8 может содержать известные устройства для втягивания и хранения ГСПТ 16 после его использования. It also has a
В системе доставки грузов в космос маршевый двигатель ЗВВ 8 должен иметь достаточно глубокую регулировку тяги. Поэтому он может содержать несколько пар составляющих двигателей, состоящих из одинаковых в паре и расположенных симметрично относительно продольной оси маршевого двигателя 9 ЗВВ 8 и совместно и одинаково регулируемых по тяге составляющих двигателей. Такая симметрия позволяет при одновременном отключении двигателей одной пары сохранять неизменным направление вектора скорости и ускорения ЗВВ 8. При этом предусматривается регулировка тяги маршевого двигателя ЗВВ 8 в значительных пределах, что необходимо в условиях существенного уменьшения массы ЗВВ 8 и неизменности массы КАВВ 1 в ходе их совместного полета. Конечно, в ЗВВ 8 могут быть использованы и другие варианты двигателей с достаточным диапазоном регулирования тяги. In the system for delivering cargo into space, the
В другом варианте система доставки грузов в космос содержит КАВВ 1 и два ЗВВ 30 и 31 (фиг. 6-8). КАВВ 1 имеет маршевый жидкостно-реактивный двигатель 2, топливные баки 3 и 4 и несет груз 5. Два ЗВВ 30 и 31 содержат маршевые двигатели 9, топливные баки 10 и 11 для топлива КАВВ 1 и устройства передачи топлива 14 между ЗВВ 30 и 31 и КАВВ 1. В системе имеются два ГСПТ 32 и 33, которые включены между топливными баками 3 и 4 КАВВ 1 и топливными баками 10 и 11 ЗВВ 30 и 31. Топливный бак одного ЗВВ может содержать первый компонент топлива для КАВВ 1, а топливный бак другого ЗВВ может содержать второй компонент топлива для КАВВ 1 (при этом КАВВ 1 содержит по крайней мере два бака). In another embodiment, the system for the delivery of goods into space contains
В другом варианте (фиг. 9-11) система содержит кроме КАВВ 1 первый ЗВВ 30 с устройством передачи топлива между первым ЗВВ 30 и КАВВ 1 и второй ЗВВ 31 с устройством передачи топлива между вторым ЗВВ 31 и первым ЗВВ 30. Система также содержит первое и второе ГСПТ 32 и 33. Первое ГСПТ 32 включено между топливными баками КАВВ 1 и первого ЗВВ 30, а второе ГСПТ 33 включено между топливными баками первого ЗВВ 30 и второго ЗВВ 31. Указанные ГСПТ 32 и 33 подсоединены до взлета, во время взлета и во время совместного синхронного параллельного полета с возможностью отсоединения в полете. In another embodiment (Fig. 9-11), the system comprises, in addition to
Следует отметить, что в системе может быть использовано и большее число ЗВВ, их может быть столько, сколько может быть размещено вокруг КАВВ 1 на стартовой площадке и в полете с учетом длины ГСПТ. К этим ЗВВ, размещенным вокруг КАВВ 1, в свою очередь, могут быть подсоединены другие ЗВВ. При этом могут образовываться различные конфигурации системы. Например, можно включить три ГСПТ, причем два ЗВВ будут соединены между собой и каждый из них с КАВВ 1 (при этом образуется "треугольная" конфигурация системы). Различные конфигурации обеспечивают системе дополнительные свойства, например, более высокую надежность. It should be noted that in the system a larger number of air pollutants can also be used, there can be as many as can be placed around
В другом варианте система доставки грузов в космос (фиг. 12) содержит КАВВ 1, стартовый комплекс 34 КАВВ со стартовым столом 35 для КАВВ 1, ЗВВ 8 с топливным баком 10 для топлива КАВВ 1, стартовый комплекс 37 ЗВВ со стартовым столом 38 для ЗВВ 8, по крайней мере одно ГСПТ 16 и центральный пункт управления 39, соединенный линиями связи 36 и 40 со стартовыми комплексами 34 и 37. In another embodiment, the system for delivering goods to space (Fig. 12) contains
ЗВВ 8 и КАВВ 1 с помощью ГСПТ 16 соединены между собой до взлета, во время взлета и во время совместного синхронного параллельного полета до окончания передачи топлива.
Стартовый стол 34 КАВВ 1 расположен от стартового стола 38 ЗВВ 8 на расстоянии, меньшем длины ГСПТ 16. Система доставки грузов в космос содержит также средство 41 разделения стартовых комплексов для обеспечения безопасности при авариях, которое расположено между стартовым столом 35 КАВВ 1 и стартовым столом 38 ЗВВ 8. Размеры и прочность средства 41 разделения стартовых комплексов рассчитываются по заданным допустимым избыточным давлениям. В средстве разделения 41 имеется паз 42 (фиг. 12-14), проходящий от верхнего основания средства разделения 41 по направлению к Земле до уровня прохождения гибкого средства передачи топлива 16 и имеющий ширину не меньше максимального поперечного размера гибкого средства передачи топлива 16, которое перед взлетом и во время взлета расположено в пазу 42. The
В другом варианте (фиг. 15) имеется средство 43 для закрывания паза 42 до взлета и открывания его непосредственно перед взлетом. Это может быть, например, перемещающийся (или отбрасываемый) щит. In another embodiment (Fig. 15) there is a means 43 for closing the
В этом варианте системы средство разделения 41 (например, стенка) обеспечивает защиту одной из частей системы в аварийной ситуации, возникшей в другой части, например, от взрыва или воспламенения. In this embodiment of the system, the separation means 41 (for example, a wall) protects one of the parts of the system in the event of an emergency in another part, for example, from explosion or ignition.
В двух следующих вариантах система доставки грузов в космос (фиг. 16) содержит КАВВ 1, ЗВВ 8, ГСПТ 16, соединительный трос (СТ) 44, устройство приема 45 СТ, устройство хранения 46 ГСПТ и СТ. Соединительный трос 44 включен между КАВВ 1 и ЗВВ 8 до взлета, во время взлета и полета и подсоединения к устройству приема 45 СТ и к устройству хранения 46 ГСПТ и СТ. ГСПТ 16 подсоединено к СТ 44 с возможностью перемещения ГСПТ 16 между КАВВ 1 и ЗВВ 8 вместе с СТ 44. Таким образом, ГСПТ 16 до взлета не соединяет КАВВ 1 и ЗВВ 8, а находится, например, в КАВВ 1. До взлета между КАВВ 1 и ЗВВ 8 включен только соединительный трос 44. В КАВВ 1 расположено устройство хранения 46 ГСПТ и СТ. В этом устройстве хранятся до взлета в свернутом состоянии ГСПТ 16 и часть СТ 44. ГСПТ 16 подсоединено в КАВВ 1 к топливному баку КАВВ (на фиг. 16 не показан). В ЗВВ 8 расположено устройство приема 45 СТ. В ЗВВ 8 также содержится приемное устройство 48 ГСПТ 16, которое посредством трубопровода соединено с топливным баком ЗВВ 8 (на фиг. 11 трубопровод и бак не показаны). Конец ГСПТ 16, подсоединенного к соединительному тросу 44, имеет замковое устройство 47, предназначенное для сочленения ГСПТ 16 (после взлета) с приемным устройством 48 ГСПТ, находящимся в ЗВВ 8. После взлета ГСПТ 16 соединяет баки ЗВВ 8 и КАВВ 1, а часть соединительного троса 44 хранится в устройстве приема 45 соединительного троса. Устройство приема 45 соединительного троса и устройство хранения 46 ГСПТ и соединительного троса могут быть выполнены в виде барабанов с необходимыми приводами. Замковое устройство 47 ГСПТ и приемное устройство 48 ГСПТ могут быть выполнены как и известные устройства (ловители), используемые для сочленения шлангов при дозаправке самолетов в полете. In the following two embodiments, the system for delivering goods into space (Fig. 16) contains
В другом варианте ГСПТ 16 находится до взлета в находящемся в ЗВВ 8 устройстве 46 хранения ГСПТ и соединительного троса, а устройство приема 45 соединительного троса и приемное устройство 48 ГСПТ находится в КАВВ 1. In another embodiment, the
В системе доставки грузов в космос в КАВВ 1 может отсутствовать топливный бак, при этом весь полет КАВВ 1 происходит за счет топлива, подаваемого из ЗВВ 8. В этом случае ЗВВ сопровождает КАВВ до достижения скорости, достаточной для выхода на заданную орбиту. A fuel tank may be absent in the space cargo delivery system in
Для осуществления способа доставки грузов в космос и создания предлагаемой системы важное значение имеют ряд устройства в том числе системы перекачки топлива, двигатели, системы управления, стартовые комплексы. For the implementation of the method of delivery of goods into space and the creation of the proposed system, a number of devices are important, including fuel transfer systems, engines, control systems, launch complexes.
В теоретическом плане проблема перекачки топлива из одного космического летательного аппарата в другой на основе упомянутых выше идей К.Э. Циолковского и М.К. Тихонравова была рассмотрена в нескольких работах, в частности, в статье Л. И. Слабкого "Оптимизация параметров летательного аппарата типа "эскадра ракет" Циолковского с пропорциональным переливом топлива" (Труды 13-х чтений К.Э. Циолковского, Калуга, 1978 г. Секция "Проблемы ракетной и космической техники". В сб. Идеи К.Э. Циолковского и проблемы эффективности ракетно-космических систем. М. 1989. с. 97-103). Ранее эта проблема была рассмотрена в докладе Крокко Г.А. Дозаправка в космосе и проблема многоступенчатости (Crocco G.A. "Le ravitaillement dans l'espace et le probleme des polistades"//The Fourth Astronautical Congrees "Space-Flight Problems", Zurich, 1953. Published by the Swiss Astronautical Society by order of the Internautical Aeronautical Federation. P. 152-160, 221-224). In theoretical terms, the problem of pumping fuel from one spacecraft to another based on the ideas of K.E. Tsiolkovsky and M.K. Tikhonravova was considered in several works, in particular, in the article by L. I. Slabkov “Optimization of the parameters of an aircraft such as the Tsiolkovsky rocket squadron with proportional fuel overflow” (Proceedings of the 13th readings by K.E. Tsiolkovsky, Kaluga, 1978 Section "Problems of rocket and space technology. In the collection of ideas of KE Tsiolkovsky and problems of the effectiveness of space rocket systems. M. 1989. S. 97-103). Earlier this problem was considered in the report of Crocco G.A. Space refueling and the multi-stage problem (Crocco GA "Levitaillement dans l'espace et le signalme polistades" // The Fourth Astronautical Congrees "Space-Flight Problems", Zurich, 1953. Published by the Swiss Astronautical Society by order of the Internautical Aeronautical Federation. P. 152-160, 221-224).
Для практической реализации в предлагаемом изобретении могут быть использованы различные системы перекачки топлива, которые описаны в патентах и другой научно-технической литературе (патенты США NN 5.129.602 и 5.141.181, автор B. Leonard; международная заявка номер WO 86/05158, дата публикации 12.09.86; статься Chandler F.O. "Expendable resupply fluid system design issues"//AIAA papers. 1986. N 1758. P. 1-8; статья Eberhardt R.N. et al "Orbital spacecraft resupply technology"//AIAA papers. 1986. N 1604. P. 1-15; статья Rudland R. et al "Liquid hidrogen pressurization, venting and ressupply in Iow-G"//AIAA papers. 1986. N 1251. P. 1-7; статья Kirkland Z. et al "On-orbit propellant resupply demomstration.//AIAA papers. 1984. - N 1342. P. 1-5). For practical implementation in the present invention can be used various fuel transfer systems, which are described in patents and other scientific and technical literature (US patents NN 5.129.602 and 5.141.181, author B. Leonard; international application number WO 86/05158, date publication 12.09.86; become Chandler FO "Expendable resupply fluid system design issues" // AIAA papers. 1986. N 1758. P. 1-8; article by Eberhardt RN et al "Orbital spacecraft resupply technology" // AIAA papers. 1986. N 1604. P. 1-15; article Rudland R. et al "Liquid hidrogen pressurization, venting and ressupply in Iow-G" // AIAA papers. 1986. N 1251. P. 1-7; article Kirkland Z. et al "On-orbit propellant resupply demomstration.//AIAA papers. 1984. - N 1342. P. 1-5).
Системы перекачки топлива могут быть реализованы, как описано в книге Саттон Д. Ракетные двигатели. М. Издательство Иностранной Литературы, 1952, с. 200-243, перевод книги Sutton G. Rocket propulsion elements, New York - London, 1949 и в книге Алешкова М.Н. и Жукова И.И. Физические основы ракетного оружия. М. Военное издательство МО СССР, 1965, с. 135-163. В качестве устройства передачи топлива могут быть использованы известные турбонасосные агрегаты (см. упомянутую книгу Саттон Д. стр. 207-233). Fuel transfer systems can be implemented as described in Sutton D. Rocket Engines. M. Publishing House of Foreign Literature, 1952, p. 200-243, translation of the book Sutton G. Rocket propulsion elements, New York - London, 1949 and in the book of Aleshkov M.N. and Zhukova I.I. The physical basis of rocket weapons. M. Military Publishing House of the Ministry of Defense of the USSR, 1965, p. 135-163. As a fuel transfer device, known turbo pump units can be used (see the mentioned book Sutton D. p. 207-233).
В качестве гибких средств передачи топлива могут быть использованы известные шланги, применяемые при дозаправке самолетов в воздухе. Такие шланги могут для повышения прочности включать в себя проволочную арматуру и/или металлические кольца. ГСПТ может быть выполнено также в виде шарнирно соединительных отрезков негибких трубопроводов, причем гибкость ГСПТ обеспечивается несколькими степенями свободы движения шарнирных соединений. As flexible means of transferring fuel, known hoses can be used for refueling aircraft in the air. Such hoses may include wire reinforcement and / or metal rings to increase strength. GSPT can also be made in the form of articulated connecting segments of inflexible pipelines, and the flexibility of the GSPT is ensured by several degrees of freedom of movement of the articulated joints.
Устройство подсоединения шлангов к трубопроводам баков могут быть упрощены по сравнению с устройствами, применяемыми при соединении шлангов в полете, так как операция подсоединения ГСПТ в предложенном изобретении производится вручную на Земле. ГСПТ может иметь дистанционно управляемые вентили (клапаны), перекрывающие трубопровод после окончания передачи топлива для того, чтобы не допустить пролива топлива после отсоединения шланга. ГСПТ должно также иметь такие устройства крепления шлангов к трубопроводам баков (топливные разъемы), которые обеспечивают их автоматическое отсоединение. Это могут быть, например, пиротехнические замки или механические замки с соленоидным или другим управлением. The device for connecting hoses to tank pipelines can be simplified in comparison with devices used for connecting hoses in flight, since the operation of connecting the GSPT in the proposed invention is carried out manually on Earth. GSPT can have remotely controlled valves (valves) that shut off the pipeline after the end of the fuel transfer in order to prevent fuel spillage after disconnecting the hose. GSPT should also have such devices for attaching hoses to the pipelines of the tanks (fuel connectors), which ensure their automatic disconnection. It can be, for example, pyrotechnic locks or mechanical locks with solenoid or other control.
Двигатель КАВВ устроен и работает обычным способом, как и в других космических ракетных аппаратах. Подобные двигатели описаны, например, в книге Саттон Д. Ракетные двигатели. М. Издательство иностранной литературы, 1952, с. 141-185. ЖРД описаны также в книге Алешков М.Н. и Жуков И.И. Физические основы ракетного оружия. М. Военное издательство МО СССР, 1965, с. 75-112. Летательные аппараты с ЖРД описаны и в книге Конструкция управляемых баллистических ракет под редакцией А.М. Синюкова и Н.И. Морозова, М. Военное издательство МО СССР, 1969, с. 24-40. The KAVV engine is arranged and operates in the usual way, as in other space rocket vehicles. Such engines are described, for example, in Sutton D. Rocket Engines. M. Publishing House of Foreign Literature, 1952, p. 141-185. LRE are also described in the book Aleshkov M.N. and Zhukov I.I. The physical basis of rocket weapons. M. Military Publishing House of the Ministry of Defense of the USSR, 1965, p. 75-112. Aircraft with LRE are also described in the book Design of Guided Ballistic Missiles, edited by A.M. Sinyukova and N.I. Morozova, M. Military Publishing House of the Ministry of Defense of the USSR, 1969, p. 24-40.
Кроме маршевых двигателей, КАВВ и ЗВВ могут иметь рулевые двигатели для маневрирования и стабилизации положения. Такие двигатели описаны, например, в патенте США N 4635885, кл. B 64 G 1/26. Управление двигателями маневрирования и стабилизации может осуществляться, например, способом, описанным в патенте США N 5130931, кл. B 64 G 1/26. In addition to the marching engines, KAVV and ZVV can have steering engines for maneuvering and stabilizing the position. Such engines are described, for example, in US patent N 4635885, CL. B 64
КАВВ и ЗВВ имеют обычные системы управления, которые позволяют космическим аппаратам двигаться по заданной траектории с заданными достаточно жесткими допусками на отклонения от нее. Это позволяет осуществлять полет КАВВ и ЗВВ по параллельным траекториям на требуемом расстоянии друг от друга, обеспечивающем безопасное устойчивое движение группы космических летательных аппаратов. KAVV and ZVV have conventional control systems that allow spacecraft to move along a given trajectory with given fairly tight tolerances for deviations from it. This makes it possible to carry out the flight of CAVV and ZVV along parallel trajectories at the required distance from each other, which ensures safe stable movement of a group of spacecraft.
Однако в связи с тем, что решается задача свободного перемещения связанных гибкой связью объектов, движущихся с большим ускорением, для надежного обеспечения взаимного заданного расположения КАВВ и ЗВВ могут быть использованы дополнительные средства управления, в том числе, средства определения взаимного положения КАВВ и ЗВВ. Например, для измерения расстояния между КАВВ и ЗВВ могут быть использованы системы типа самолетных радиоальтиметров. Для определения взаимного положения КАВВ и ЗВВ можно, например, использовать систему, описанную в патенте США N 5109345, кл. B 64 G 1/64, которая позволяет получить информацию о взаимном расположении космических летательных аппаратов по нескольким координатам. В полете КАВВ и ЗВВ могут быть использованы системы управления положением и скоростью, описанные в патенте США N 5130931 и N 5140525, кл. B 64 G 1/26, а также в упомянутой выше книге М.Н. Алешкова и И.И. Жукова, с 240-322. However, due to the fact that the problem of the free movement of objects connected by flexible communications moving with great acceleration is being solved, additional control tools, including means for determining the relative position of the CAVV and the SVV, can be used to reliably ensure the relative preset location of the CAVV and the air-blast. For example, systems such as aircraft radio altimeters can be used to measure the distance between CAVV and ZVV. To determine the relative position of the CABB and the HEL, for example, you can use the system described in US patent N 5109345, CL. B 64
Как и известные стартовые комплексы, стартовые комплексы КАВВ и ЗВВ могут содержать следующие виды оборудования: транспортное, подъемно-погрузочное, заправочное, электросиловое, испытательное, средства связи и управления. Кроме того, стартовые комплексы могут содержать укрытия и хранилища и тому подобные инженерные сооружения (см. упомянутую выше книгу М.Н. Алешкова и И.И. Жукова, с. 385-406). Like well-known launch complexes, launch complexes KAVV and ZVV may contain the following types of equipment: transport, lifting and loading, refueling, electric power, testing, communication and control equipment. In addition, launch complexes may contain shelters and storage facilities and similar engineering structures (see the book of MN Aleshkov and II Zhukov mentioned above, pp. 385-406).
За счет того, что вместо запуска жесткой многотонной конструкции многоступенчатой ракеты производится одновременный запуск нескольких относительно небольших ракет, стартовый комплекс упрощается. Due to the fact that instead of launching the rigid multi-ton structure of a multi-stage rocket, several relatively small missiles are launched simultaneously, the launch complex is simplified.
Стартовые площадки для запуска КАВВ и ЗВВ могут быть автономными, расположенными на сравнительно небольшом расстоянии друг от друга (это расстояние не превышает длины гибкого средства передачи топлива из ЗВВ в КАВВ) и объединены системой Центрального Пункта Управления. Launching sites for launching the CAVV and the CWS can be autonomous, located at a relatively small distance from each other (this distance does not exceed the length of the flexible means for transferring fuel from the CWS to the CWS) and are combined by the Central Control Center system.
Благодаря упрощению стартового комплекса, затраты на создание и эксплуатацию стартового комплекса по предлагаемому изобретению должны быть меньше аналогичных затрат на существующих космодромах. Due to the simplification of the launch complex, the cost of creating and operating the launch complex according to the invention should be less than the same costs at existing spaceports.
Другим преимуществом стартового комплекса по предлагаемому изобретению, обусловленным тем, что стартовые площадки автономны и невелики, является возможность его быстрого и сравнительно недорогого восстановления после аварий. Another advantage of the launch complex according to the invention, due to the fact that the launch pads are autonomous and small, is the possibility of its quick and relatively inexpensive recovery from accidents.
Стартовый комплекс для предлагаемой системы также отличается от существующих тем, что в нем могут не производиться применяемые в настоящее время на космодромах для запуска тяжелых транспортных ракет операции изготовления и сборки нетранспортабельных модулей ракет, так как КАВВ и ЗВВ должны быть меньше их по размерам и сравнительно легко могут перевозиться обычными транспортными средствами. The launch complex for the proposed system also differs from the existing ones in that it may not carry out the operations of manufacturing and assembling non-transportable modules of rockets currently used at space launching sites for launching heavy transport rockets, since the CAVV and SVV should be smaller in size and relatively easy can be transported by ordinary vehicles.
Работа системы доставки грузов в космос была частично изложена при описании различных вариантов способа доставки грузов в космос. Одновременный взлет и параллельный и синхронный полет КАВВ и ЗВВ может быть обеспечен выбором соответствующих режимов взлета и полета, задающих работу двигателей. Управление взлетом и полетом может быть обеспечено в беспилотном режиме с использованием известных систем управления. К известным системам управления могут быть добавлены системы контроля взаимного расположения летательных аппаратов, используемые, например, при стыковке космических аппаратов. Это различные радиолокационные, лазерные и иные системы, иногда использующие отражающие мишени и тому подобное
Рассмотрим полет КАВВ 1 совместно с одним ЗВВ 8.The operation of the system of delivery of goods into space was partially described in the description of various options for the method of delivery of goods into space. Simultaneous take-off and parallel and synchronous flight of KAVV and ZVV can be provided by the choice of the corresponding take-off and flight modes that specify the operation of the engines. Takeoff and flight control can be provided in unmanned mode using well-known control systems. To known control systems can be added control systems for the relative position of aircraft, used, for example, when docking spacecraft. These are various radar, laser and other systems, sometimes using reflective targets and the like.
Consider the flight of
Данное изобретение в предпочтительном варианте реализует план полета, который может быть разбит на три различных этапа. This invention in a preferred embodiment implements a flight plan, which can be divided into three different stages.
Первым является этап подготовки к взлету. На этом этапе производятся:
транспортировка КАВВ 1 и ЗВВ 8 на стартовую позицию (фиг. 7),
размещение выводимого в космос груза 5 в КАВВ 1,
заправка баков 3 и 4 КАВВ 1 и баков 10 и 11 ЗВВ 8 топливом,
соединение КАВВ 1 и ЗВВ 8 гибким средством передачи топлива 16.The first is the stage of preparation for take-off. At this stage:
transportation of
placement of space-borne
refueling of
Вторым этапом является взлет КАВВ 1 и ЗВВ 8. На этом этапе производятся:
запуск двигателя 2 КАВВ 1 и двигателя 9 ЗВВ 8,
одновременный взлет КАВВ 1 и ЗВВ 8 со стартовых столов 35 и 38,
совместный полет КАВВ 1 и ЗВВ 8 по параллельным траекториям, причем поддерживается постоянная тяга маршевого двигателя 2 КАВВ 1,
перекачка топлива из ЗВВ 8 в КАВВ 1 с момента взлета (при этом топливо, поступающее из ЗВВ 8, используется для работы маршевого двигателя 2 КАВВ 1, а топливо из баков 3 и 4 КАВВ 1 не используется),
КАВВ 1 и ЗВВ 8 двигаются параллельно до окончания перекачки установленного количества топлива. Оставшегося топлива в баках 10 и 11 ЗВВ 8 должно быть, например, достаточно для его возвращения на Землю, оба бака 3 и 4 КАВВ 1 в этот момент заполнены топливом.The second stage is the take-off of
starting engine 2 KAVV 1 and
the simultaneous take-off of
joint flight of
pumping fuel from
Третьим этапом является окончание совместного полета КАВВ 1 и ЗВВ 8, при котором производятся:
прекращение передачи топлива из ЗВВ 8 в КАВВ 1,
отсоединение ГСПТ 16 от КАВВ 1 и закрепление его на ЗВВ 8,
возвращение ЗВВ 8 на место взлета или в другое место с горизонтальной или вертикальной посадкой.The third stage is the end of the joint flight of
the cessation of fuel transfer from
disconnection of
the return of
Полет КАВВ 1 продолжается до выхода на земную орбиту или в дальний космос.
Возвращение КАВВ 1 на Землю производится обычным способом, т.е. вначале производится торможение, а затем аэродинамический полет в атмосфере и горизонтальная или вертикальная посадка на месте взлета или в другом месте. The return of
Возможен вариант работы системы, когда тяга маршевого двигателя 2 КАВВ 1 непостоянна, например, когда нужно изменить траекторию полета. В этом случае непрерывно измеряют количество топлива, расходуемое в полете в КАВВ 1 в единицу времени, данные указанных измерений передают из КАВВ 1 в систему управления ЗВВ 8 и подают непрерывно из ЗВВ 8 в КАВВ 1 количество топлива в единицу времени, равное количеству топлива, расходуемому в единицу времени в КАВВ 1 в ходе полета. Более полно работа двигателей описана выше. A possible variant of the system when the thrust of the main engine 2
Конечно, подразумевается, что КАВВ 1 и ЗВВ 8 имеют средства для обеспечения снижения скорости в атмосфере и необходимые средства тепловой защиты. Кроме того, они могут иметь парашютные средства для торможения при посадке. Спуск их может осуществляться по типу спуска ВКС "Буран" или "Спейс-Шаттл". Of course, it is understood that
Следует отметить, что прекращение передачи топлива из ЗВВ 8 в КАВВ 1, отсоединение ГСПТ 16 от КАВВ 1, возвращение ЗВВ 8 и КАВВ 1 на место взлета или в другое место с горизонтальной или вертикальной посадкой это операции, которые в некоторых случаях использования способа и системы не обязательны. Так возможен случай, когда и КАВВ 1, и ЗВВ 8 в "связке" направятся в дальний космос, причем передача топлива через ГСПТ 16 будет периодически возобновляться. It should be noted that the cessation of fuel transfer from
В другом варианте система доставки грузов в космос содержит КАВВ 1 и два ЗВВ 30 и 31, причем оба ЗВВ могут быть соединены с КАВВ 1. В этом варианте повторяются все рассмотренные выше этапы работы системы с некоторыми изменениями. Перекачка топлива может производиться одновременно из двух ЗВВ 30 и 31 в КАВВ 1, при этом уменьшается необходимый диаметр ГСПТ 16 (по сравнению с вариантом с одним ЗВВ 8). Перекачка топлива может производиться "последовательно", т.е. сначала перекачивает в КАВВ 1 топливо первый ЗВВ 30, а после его отсоединения второй ЗВВ 31. При этом диаметр ГСПТ 16 не уменьшается (по сравнению с вариантом с одним ЗВВ 8), но происходит экономия горючего (по сравнению с вариантом с двумя ЗВВ 8, работающими одновременно, и по сравнению с вариантом с одним ЗВВ 8) за счет более быстрого отсоединения первого ЗВВ 30 и соответственно подъема его на меньшую высоту. In another embodiment, the system for delivering goods into space contains
В другом варианте система доставки грузов в космос также содержит КАВВ 1 и два ЗВВ, но первый ЗВВ 30 соединен с КАВВ 1, а второй ЗВВ 31 соединен с первым ЗВВ 30. Перекачка топлива также производится "последовательно", т.е. второй ЗВВ 31 сначала перекачивает топливо в первый ЗВВ 30, который тратит это топливо для работы своего двигателя и для передачи топлива в КАВВ 1. После окончания передачи топлива из второго ЗВВ 31, он отключается и первый ЗВВ 30, сохранивший к этому моменту свои баки полными, начинает передавать в КАВВ 1 топливо. Очевидно, что в этом варианте диаметр ГСПТ 16, соединяющего второй ЗВВ 31 с первым ЗВВ 30, должен быть увеличен. Но при этом общий расход топлива на подъем груза может уменьшиться. In another embodiment, the system for delivering cargo into space also contains
В варианте воплощения системы, когда используются два или несколько ЗВВ, вес и габариты ЗВВ могут быть уменьшены. Если использовать ЗВВ прежних размеров, запас топлива системы может быть увеличен, что обеспечит КАВВ большую конечную скорость. In an embodiment of the system, when two or more ZVV are used, the weight and dimensions of the SVV can be reduced. If you use the same size of air pollutants, the fuel supply of the system can be increased, which will provide a large final speed.
При работе системы в описанных выше вариантах перекачка топлива может производиться не только с момента взлета, а и через некоторое, достаточно небольшое время. When the system operates in the above-described variants, the fuel can be pumped not only from the moment of take-off, but also after some rather short time.
В КАВВ может отсутствовать топливный бак, топливо из ЗВВ при этом подают непосредственно в двигатель КАВВ, начиная с момента взлета и до достижения скорости, достаточной для вывода КАВВ на заданную орбиту или на траекторию его полета в дальний космос. ЗВВ может работать следующим образом: сопровождать КАВВ в дальнейшем полете, оставаться на измененной орбите, лететь по измененной траектории или возвратиться на Землю. Так как в КАВВ топливо отсутствует, то в нем может быть размещен груз больших габаритов и большого веса. A fuel tank may be absent in the CAVV, while the fuel from the HVS is supplied directly to the CAVV engine, starting from the moment of take-off and until a speed sufficient to bring the CAVV to a given orbit or to the trajectory of its flight into deep space. ZVV can work as follows: to accompany KAVV in the further flight, to remain in the changed orbit, to fly along the changed trajectory or to return to the Earth. Since there is no fuel in the KAVV, a cargo of large dimensions and heavy weight can be placed in it.
В другом варианте воплощения системы, когда КАВВ 1 и ЗВВ 8 соединены до взлета соединительным тросом 44 (фиг. 16), работа системы описана достаточно полно в предыдущих разделах. Так как длина части троса 44, находящейся между КАВВ 1 и ЗВВ 8, может быть увеличена за счет разматывания сравнительно тонкого троса из устройства приема 45 соединительного троса, то при взлете КАВВ 1 и ЗВВ 8 имеют возможность расположения друг относительно друга с большими допусками, чем в случае с соединением КАВВ 1 и ЗВВ 8 до взлета с помощью ГСПТ 16. Затем после установления стационарного режима совместного полета расстояние между КАВВ 1 и ЗВВ 8 стабилизируется и производится их соединение с помощью ГСПТ 16. В этом варианте также обеспечивается большая безопасность ГСПТ 16 при взлете. In another embodiment of the system, when
Система доставки грузов в космос может иметь один стартовый комплекс с двумя стартовыми столами и общим ЦПУ. The system for delivering goods into space can have one launch complex with two launch tables and a common CPU.
В другом варианте воплощения системы, когда она включает отдельные для КАВВ 1 и ЗВВ 8 стартовые комплексы 34 и 37 со стартовыми столами 35 и 38, ЦПУ 39 с помощью линий связи 36 и 40 для передачи сигналов управления и измерения обеспечивает согласование момента взлета КАВВ 1 и ЗВВ 8 (одновременность взлета). In another embodiment of the system, when it includes
В другом варианте воплощения системы между стартовым комплексом 34 КАВВ 1 и стартовым комплексом 37 ЗВВ 8 устанавливают средство разделения для обеспечения безопасности 41, например, стенку необходимой прочности, которая увеличивает безопасность КАВВ 1 и ЗВВ 8 и стартовых комплексов при возможных авариях. Размеры и прочность стенки 41 выбраны так, чтобы при взрыве на стартовой площадке, например, ЗВВ 8, стартовая площадка КАВВ 1 и сам КАВВ 1 не были разрушены. Перед взлетом ГСПТ 16 соединяют с КАВВ 1, протягивают через вертикальный паз в стенке 41 и затем подсоединяют к ЗВВ 8. In another embodiment of the system, between the
В другом варианте воплощения системы закрывают паз в стенке 41 специальным средством для закрывания паза 43, например, подвижным щитом. Непосредственно перед взлетом щит 43 отодвигают (или отбрасывают), чтобы открыть верхнюю часть паза 42, по которой ГСПТ 16 будет подниматься вместе с КАВВ 1 и ЗВВ 8 при взлете. In another embodiment, the systems close the groove in the
Для реализации способа доставки грузов в космос могут быть использованы известные и имеющиеся в авиации и космонавтике элементы, в том числе известные ракетные двигатели, УПТ, ГСПТ и т.п. To implement the method of delivering goods into space, known and available in aviation and astronautics elements can be used, including well-known rocket engines, UPT, GSPT, etc.
Например, в патенте США N 3100614, НКИ 2440135, 1963 г. описана система дозаправки в полете. Устройство для заправки самолета в полете описано также в патенте США N 3008674, НКИ 244-135, 1961 г. Устройство для автоматической стыковки и расстыковки гидросистем описано в авторском свидетельстве СССР N 185241, кл. B 64 D 39/06, 1966. В патенте США N 5141178, НКИ 244-135А, 1992 г. "Система дозаправки в воздухе" описан барабан для наматывания и разматывания шланга для передачи топлива при стыковке и расстыковке самолета-заправщика. Отсоединение троса с помощью пневмоцилиндра описано в авторском свидетельстве СССР N 453339, кл. B 64 D 3/00. For example, in US patent N 3100614, NKI 2440135, 1963 describes a flight refueling system. A device for refueling an aircraft in flight is also described in US patent N 3008674, NKI 244-135, 1961. A device for automatically docking and undocking hydraulic systems is described in USSR author's certificate N 185241, class. B 64
Конечно, известные устройства должны быть приспособлены для выполнения функций конкретной системы, но очевидно, что достигнутый уровень в авиации и космонавтике позволяет уже в настоящее время реализовать предлагаемые способ и систему, причем наличие известных и применимых составных частей позволяет реализовать способ и систему достаточно быстро и с небольшими затратами по сравнению с другими предлагаемыми способами и системами. Of course, known devices must be adapted to perform the functions of a particular system, but it is obvious that the achieved level in aviation and astronautics already allows us to implement the proposed method and system, and the presence of known and applicable components allows us to implement the method and system quite quickly and with low costs compared with other proposed methods and systems.
Таким образом, в предложенном изобретении решены указанные выше технические задачи. Кроме того, в предлагаемом изобретении, как и в прототипе, снижаются затраты на транспортировку грузов в космос:
за счет сокращения расходов на создание инфраструктуры, необходимой для изготовления, транспортировки на стартовую площадку и запуска летательных аппаратов;
за счет уменьшения размеров конструкций, находящихся на стартовой площадке, и уменьшения потерь от их уничтожения в случае аварии.Thus, in the proposed invention solved the above technical problems. In addition, in the proposed invention, as in the prototype, the cost of transporting goods into space is reduced:
by reducing the cost of creating the infrastructure necessary for the manufacture, transportation to the launch pad and launch of aircraft;
by reducing the size of structures located on the launch pad, and reducing losses from their destruction in the event of an accident.
В описанные выше конкретные варианты осуществления изобретения могут быть внесены различные изменения и дополнения, которые очевидны специалистам в данной области техники. Изобретение не ограничивается описанными примерами, могут быть предложены и другие варианты данного изобретения, не выходящие за пределы его объема, определенного формулой изобретения. Various changes and additions may be made to the specific embodiments described above that are obvious to those skilled in the art. The invention is not limited to the described examples, other variants of the present invention may be proposed without going beyond its scope defined by the claims.
Claims (13)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU94036867A RU2085448C1 (en) | 1994-09-30 | 1994-09-30 | Method of delivery of cargoes to space and system for realization of this method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU94036867A RU2085448C1 (en) | 1994-09-30 | 1994-09-30 | Method of delivery of cargoes to space and system for realization of this method |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU94036867A RU94036867A (en) | 1997-05-27 |
RU2085448C1 true RU2085448C1 (en) | 1997-07-27 |
Family
ID=20161204
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU94036867A RU2085448C1 (en) | 1994-09-30 | 1994-09-30 | Method of delivery of cargoes to space and system for realization of this method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2085448C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2482035C2 (en) * | 2011-04-05 | 2013-05-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Научный центр прикладной электродинамики" | Method of air gases diversion for use in spacecraft |
CN110040256A (en) * | 2019-03-01 | 2019-07-23 | 清华大学 | The vertical take-off and landing unmanned flying platform of combined type |
-
1994
- 1994-09-30 RU RU94036867A patent/RU2085448C1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
1. Патент США N 141181, кл. B 64 G 1/40, 1992. 2. G.A.Grocco. Le ravitaillement dans l'espace et le probleme des polistades - The 4 t h Astronaut. Congr. "Space-Flight Problems" // Publ. by the Swiss Astronautical and Aeroeautical Federation; Zurich, 1953, p. 152 - 160. * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2482035C2 (en) * | 2011-04-05 | 2013-05-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Научный центр прикладной электродинамики" | Method of air gases diversion for use in spacecraft |
CN110040256A (en) * | 2019-03-01 | 2019-07-23 | 清华大学 | The vertical take-off and landing unmanned flying platform of combined type |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU94036867A (en) | 1997-05-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10815935B2 (en) | Throttleable propulsion launch escape systems and devices | |
CN105398583B (en) | The marine landing of space carrier rocket and the system and method for correlation | |
CN102933932B (en) | Rocket launch system and support | |
US6557803B2 (en) | Crewed on-orbit, returnable, and reusable space vehicle | |
US4796839A (en) | Space launch vehicle | |
US4471926A (en) | Transfer vehicle for use in conjunction with a reusable space shuttle | |
US11724824B2 (en) | Systems and techniques for launching a payload | |
US12017804B2 (en) | Satellite launch system | |
US10384797B2 (en) | In-flight transfer of reactant from a towing or carrying airplane to an attached rocket or rocketplane | |
US9139311B2 (en) | Reusable global launcher | |
US10106273B2 (en) | In-flight transfer of reactant from a towing or carrying airplane to an attached rocket or rocketplane | |
RU2482030C2 (en) | Carrier rocket | |
US6932302B2 (en) | Reusable launch system | |
RU2085448C1 (en) | Method of delivery of cargoes to space and system for realization of this method | |
RU2092400C1 (en) | Rocket complex | |
RU2120397C1 (en) | Method of transportation of payload by means of non-expendable aero-space system | |
RU2085449C1 (en) | Method and system for recovery of aero-space plane to space | |
RU2636447C2 (en) | Aircraft rocket launch site formed on basis of space-mission vehicle adapted from topol-m icbm and carrier aircraft il-76mf for insertion of small spacecrafts into final orbits by inserting smv from aircraft using combined transport-launching platform and lifting-stabilizing parachute | |
RU2035358C1 (en) | Recoverable launch vehicle and multiple configurration transportatioon system | |
US11472576B2 (en) | Center of gravity propulsion space launch vehicles | |
RU2729912C1 (en) | Universal space transport system based on family of space rockets of light, medium and heavy classes with carrier rockets launching over water area of world ocean | |
RU2093431C1 (en) | Recoverable space vehicle | |
WO2020060549A1 (en) | In-flight transfer of reactant from a towing or carrying airplane to an attached rocket or rocketplane | |
Schade | Pegasus, Taurus and glimpses of the future | |
Kiselev et al. | Trends in global space exploration |