RU2309087C2 - Missile carrier "vityaz" for horizontal takeoff without takeoff run at low-temperature gliding in atmosphere and soft landing - Google Patents

Abstract

FIELD: aeronautical and space engineering; development of non-expendable transport facilities for various payloads in atmosphere and in adjacent space.

SUBSTANCE: proposed missile carrier has load-bearing body, rocket engines and air wings. Rocket engines are partially located in aft section and partially are spaced apart along body axis. Engine combustion chambers are brought out to side outer surfaces of body for forming the thrust for forward horizontal motion. Mounted behind combustion chambers in way of gas flow from engines are aerodynamic lattice slotted modules forming the lifting force under action of gas flow and incoming air flow which exceeds mass of missile carrier. Missile carrier is provided with system for preventing it from forward motion before lifting to prelaunch altitude. Folding wing or single-piece wing secured on body is used for gliding; all-moving aerodynamic wings located in nose and aft sections of body are used for altitude control. Two or more missile carriers may be formed in cluster. Missile carrier body may be provided with aircraft engines for flights in atmosphere as well as with self-defense systems and self-guided aids.

EFFECT: reduced vulnerability; low cost; enhanced mobility of missile carrier launch; enhanced reliability of delivery of payload; extended range of technical means.

5 cl, 7 dwg

Description

Изобретение относится к ракетостроению, а также к созданию многоразовых космических кораблей и воздушно-космических самолетов.The invention relates to rocket science, as well as to the creation of reusable spacecraft and aerospace aircraft.

Уровень существующей техники.The level of existing technology.

Современные ракетоносители для вывода полезного груза на орбиту и для доставки полезного груза на другой континент, используя баллистику, стартуют вертикально.Modern launch vehicles for launching a payload into orbit and for delivering a payload to another continent, using ballistics, start vertically.

При вертикальном старте подъемная сила создается исключительно тягой ракетных двигателей, это требует больших энергозатрат.With a vertical start, the lifting force is created exclusively by the thrust of rocket engines, this requires large energy costs.

Вертикальный старт уязвим для атаки ракетами противоракетной обороны противника, эти ракеты подступили к самой границе России и нацелены на зоны стационарного старта. После вывода груза на орбиту ракетоносители падают на землю и разрушаются.A vertical launch is vulnerable to an enemy missile defense missile attack, these missiles have approached the very border of Russia and are aimed at stationary launch zones. After putting the cargo into orbit, the launch vehicles fall to the ground and collapse.

Орбитальные многоразовые ступени вертикально стартующих комплексов - воздушно-космические самолеты Шатл, Буран и Клипер для возврата с орбиты в атмосферу требуют мощную, тяжелую теплозащиту.Reusable orbital steps of vertically launching complexes - Shuttle, Buran and Clipper aerospace planes require powerful, heavy heat protection to return from orbit to the atmosphere.

Из перечисленного видно, что вертикально стартующие современные системы имеют существенные недостатки:From the above it is seen that vertically starting modern systems have significant disadvantages:

- большие энергозатраты снижают КПД запуска,- large energy costs reduce the efficiency of the launch,

- низкая вероятность выполнения боевой задачи из-за близкой нацеленной ПРО противника,- low probability of completing a combat mission due to close targeted missile defense of the enemy,

- колоссальные затраты на создание ракетоносителей используются один раз,- the colossal costs of creating rocket carriers are used once,

- многоразовые воздушно-космические самолеты поднимают на себе на орбиту сотни килограммов теплозащиты.- reusable aerospace aircraft lift hundreds of kilograms of thermal protection into orbit.

Заявляемый ракетоноситель горизонтального взлета без разбега, с низкотемпературным сходом с орбиты в атмосферу и планированием, с мягкой посадкой, а также изготовленный по этому принципу многоразовый воздушно-космический самолет исключают эти недостатки.The inventive launch vehicle of horizontal take-off without a take-off, with low-temperature descent from orbit into the atmosphere and planning, with soft landing, as well as a reusable aerospace aircraft made on this principle, eliminate these drawbacks.

Боевой РГВ «Витязь» предназначен для того, чтобы не позволить США уверовать в возможность перехватить при старте наш ответный Удар возмездия, не позволить США вести силовое давление на Российскую Федерацию, при решении Россией своих стратегических задач.The combat VGV Vityaz is designed to prevent the United States from believing in the possibility of intercepting our retaliation strike at launch, and not allow the United States to exert forceful pressure on the Russian Federation when Russia is addressing its strategic objectives.

Аналогами по горизонтальному взлету и планирующему приземлению служат воздушно-космические системы, которые используют самолет-носитель и воздушно-космический самолет. Патенты России. Класс B64G 1/14.The analogs for horizontal take-off and planning landing are aerospace systems that use a carrier aircraft and an aerospace aircraft. Patents of Russia. Class B64G 1/14.

RU 2001003 С1, 15.10.93 г. Бюллетень №37-38;RU 2001003 C1, 10.15.93; Bulletin No. 37-38;

RU 2000257 С, 07.09.93 г. Бюллетень №33-36.RU 2000257 C, September 7, 93. Bulletin No. 33-36.

Они отличаются друг от друга схемой взлета.They differ from each other in take-off pattern.

В одном случае используется специальный ускоритель - разгонная тележка на разгонном пути. Тележка придает системе скорость, достаточную для самостоятельного полета у Земли. Далее система разгоняется автономно.In one case, a special accelerator is used - an accelerating trolley on an accelerating path. The cart gives the system a speed sufficient for independent flight at the Earth. Further, the system accelerates autonomously.

В другом случае самолет-носитель вместе с воздушно-космическим самолетом стартует по взлетной полосе, уходит в полет, набирает возможные высоту и скорость.In another case, the carrier aircraft, together with the aerospace aircraft, starts on the runway, goes into flight, gains possible altitude and speed.

Недостатки. В обоих случаях для подъема носителей в воздух требуются стационарные сложные коммуникационные сооружения, они исключают мобильность запуска, необходимую военным сегодня. Авиационные носители поднимают космическую систему на высоту ~10.000 м и придают ей начальную скорость ~900 км/ч, это мало для старта тяжелой системы к орбите. Эти системы не получили признание для запуска спутников Земли.Disadvantages. In both cases, stationary carriers of complex communication facilities are required to lift carriers into the air; they exclude launch mobility, which the military needs today. Aircraft carriers lift the space system to a height of ~ 10.000 m and give it an initial speed of ~ 900 km / h, which is not enough to launch a heavy system into orbit. These systems have not received recognition for launching Earth satellites.

Отличительный признак РГВ на этапе взлета и выхода на орбиту. РГВ стартует и взлетает горизонтально, подъемную силу набирает на стартовой площадке, дуэтом РД + р-щ. модули, по мере увеличения скорости полета в атмосфере в подъемную силу включается встречный поток воздуха, высота и скорость - стартовые, для выхода на орбиту не ограничены.A distinctive feature of the RGV at the stage of take-off and entry into orbit. RGV starts and takes off horizontally, gaining lift on the launch pad, duet RD + r-shch. modules, as the speed of flight in the atmosphere increases, the oncoming air flow is included in the lifting force, altitude and speed are the starting ones, for entering the orbit are not limited.

Имеются патенты на ракетоносители вертикального старта и взлета, но с возможностью спасения разгонных ступеней методом снижения с орбитально-баллистической траектории к атмосфере, с аэродинамическим торможением в атмосфере, с подлетом на авиационных двигателях к месту посадки. Патенты. Класс B64G 1/14, RU 2053168 С1; RU 2148536 C1.There are patents for launch vehicles of vertical launch and take-off, but with the possibility of saving the upper stages by lowering from the orbital-ballistic trajectory to the atmosphere, with aerodynamic drag in the atmosphere, with approach by aircraft engines to the landing site. Patents Class B64G 1/14, RU 2053168 C1; RU 2148536 C1.

Эти ракетоносители имеют свои достоинства и могут успешно реализоваться. Они входят в атмосферу по схеме космического аппарата Шатл.These launch vehicles have their advantages and can be successfully implemented. They enter the atmosphere according to the Shuttle spacecraft.

Недостатки. Оба ракетоносителя входят в атмосферу с орбитально-баллистической скоростью и проводят аэродинамическое торможение в атмосфере с сильным нагревом корпуса, поэтому ракетоносителю необходима теплозащита. На ракетоносителях установлены турбореактивные авиационные двигатели для долета в зону приземления.Disadvantages. Both rocket carriers enter the atmosphere with orbital-ballistic speed and conduct aerodynamic braking in the atmosphere with strong heating of the hull, therefore the rocket carrier needs thermal protection. Turbojet aircraft engines are installed on the rocket carriers to fly into the landing zone.

Теплозащита и ТРД утяжеляют стартовый вес РН и этим уменьшают вес полезного груза, выводимого на орбиту или на баллистику.Thermal protection and turbojet engines weight the launch weight of the launch vehicle and thereby reduce the weight of the payload being put into orbit or ballistics.

Отличительные признаки РГВ на этапе схода с орбиты и приземления.Distinctive features of the RGV at the stage of descent from orbit and landing.

Проекту РГВ 25 лет. Уже в те годы он решал задачу полностью гасить орбитальную скорость и лететь к атмосфере в управляемом падении. Ракетные двигатели и р-щ. модули могут удерживать РГВ на заданной скорости даже в разреженной атмосфере. Это позволяет отказаться от тяжелой и дорогой высокотемпературной защиты, уменьшить риск маневра.The RGV project is 25 years old. Already in those years, he solved the problem of completely damping the orbital velocity and flying toward the atmosphere in a controlled fall. Rocket engines and r-sch. the modules can hold the RGV at a given speed even in a rarefied atmosphere. This allows you to abandon the heavy and expensive high-temperature protection, reduce the risk of maneuver.

РГВ не поднимает на баллистику и на орбиту дополнительные турбореактивные двигатели, он сможет выполнить задание маршевыми РД. Это тоже ведет к увеличению полезной нагрузки.The WGM does not lift additional turbojet engines into ballistics and into orbit; it will be able to complete the marching taxiway mission. This also leads to an increase in payload.

Несущее монокрыло РГВ складывается вдоль хорды вниз, по граням р-щ. модулей. Это позволяет разместить полезный груз на верхней и нижней поверхностях корпуса РГВ.The carrier RGV mono-wing folds down along the chord along the edges of the r-u. modules. This allows you to place the payload on the upper and lower surfaces of the hull.

Технический результатTechnical result

Технический результат, на достижение которого направлено данное изобретение, составляют следующие позиции.The technical result, which this invention is directed to, comprise the following items.

1. Повысить КПД запуска.1. Increase startup efficiency.

2. Существенно повысить вероятность успеха при доставке полезного груза на другой континент. Для этого легкоуязвимый вертикальный вывод ракетоносителя на баллистическую траекторию заменяется на горизонтальный взлет без разбега. Это жизненно важная стратегическая возможность России.2. Significantly increase the likelihood of success in the delivery of payload to another continent. For this, the easily-vulnerable vertical launch of the launch vehicle onto the ballistic trajectory is replaced by horizontal take-off without a take-off run. This is a vital strategic opportunity for Russia.

3. Существенно снизить экономические, материальные, трудовые и энергетические затраты на вывод полезного груза на орбиту Земли. Для этого предназначено многократное использование ракетоносителя.3. Significantly reduce the economic, material, labor and energy costs of putting payload into orbit of the Earth. For this, the multiple use of the launch vehicle is intended.

Чтобы состоялись первые два итоговые результата необходимо исполнить создающие их технические результаты.For the first two final results to take place, it is necessary to execute the technical results that create them.

4. Горизонтальный взлет.4. Horizontal take-off.

Со стартовой позиции, с продвижением вперед или без продвижения, РГВ уходит в полет по маршруту горизонтально или с набором высоты, выходит на баллистику за сотни километров от старта, если это необходимо. Это в итоге уменьшает энергозатраты запуска, повышает защиту РГВ от ракет противника, ожидающих высокого взлета над стационарным стартом.From the starting position, with or without advancement, the RGV goes on a flight along a route horizontally or with a climb, reaches the ballistics hundreds of kilometers from the start, if necessary. This ultimately reduces the launch energy costs, increases the protection of the RGV from enemy missiles awaiting a high take-off over a stationary launch.

Горизонтальный взлет, в свою очередь, обеспечивает две другие технические позиции:Horizontal take-off, in turn, provides two other technical positions:

- вторичное использование газового потока из сопла ракетного двигателя и создание аэродинамической подъемной силы для подъема РГВ в горизонтальном положении,- the secondary use of the gas stream from the nozzle of the rocket engine and the creation of aerodynamic lifting force for lifting the WGW in a horizontal position,

- начальное удержание РГВ над стартовой позицией от движения вперед на первой стадии подъема. Удержание исключает продвижение вперед, если оно не нужно.- the initial retention of the WGM above the starting position from moving forward in the first stage of the ascent. Retention excludes advancing if it is not needed.

5. Сход с орбиты и вхождение в атмосферу без перегрева.5. Descent from orbit and entry into the atmosphere without overheating.

Перегрев ракетоносителя при входе с орбитально-баллистической скоростью в атмосферу требует сложную и тяжелую, дорогую защиту и является самым уязвимым участком траектории полета.A carrier rocket overheating at the entrance to the atmosphere at an orbital-ballistic speed requires complex and heavy, expensive protection and is the most vulnerable part of the flight path.

РГВ выполнит этот маневр без температурного перегрева и не потребует специальной теплозащиты. Это весовая добавка к полезному грузу.The WGW will perform this maneuver without temperature overheating and will not require special heat protection. This is a weight supplement to the payload.

6. Планирующая мягкая посадка на базовую или промежуточную посадочную полосу.6. Planning a soft landing on the base or intermediate landing strip.

7. Самостоятельный перелет в атмосфере с промежуточной взлетно-посадочной полосы на базовую.7. Independent flight in the atmosphere from an intermediate runway to the base.

Существенные признакиSalient features

Достижение указанного технического результата обеспечивают следующие существенные признаки.The achievement of the specified technical result is provided by the following essential features.

1. На стартовой позиции РГВ располагается горизонтально, уходит в горизонтальный полет по маршруту.1. At the starting position, the WGW is located horizontally, goes into horizontal flight along the route.

2. Камеры сгорания РД, боковые и кормовые, создают горизонтальную, по оси корпуса, тягу для движения вперед.2. The combustion chambers of the taxiway, side and aft, create horizontal, along the axis of the hull, thrust for forward movement.

3. Решетчато-щелевые (р-щ.) модули вторично используют скоростной поток газов, отработавших в РД при создании горизонтальной тяги, и создают аэродинамическую подъемную силу, способную поднять РГВ над стартовой площадкой.3. Lattice-slotted (r-shch.) Modules reuse the high-speed flow of gases exhausted in the taxiway when creating horizontal thrust, and create aerodynamic lifting force that can raise the WGW above the launch pad.

4. Система удержания РГВ над стартовой позицией различна для разных схем взлета. Ее назначение - полностью нейтрализовать горизонтальную силу тяги от ракетных двигателей, разрешить РГВ под воздействием подъемной силы модулей подниматься над стартовой площадкой до высоты, определяющей начало движения вперед, после этого система удержания отпускает РГВ по маршруту. Со взлетной полосы РГВ стартует по маршруту без удержания.4. The system of holding the RGV above the starting position is different for different take-off schemes. Its purpose is to completely neutralize the horizontal thrust from rocket engines, to allow the RGV to rise above the launch pad under the influence of the lifting force of the modules to a height that determines the beginning of forward movement, after which the retention system releases the RGV along the route. From the runway RGV starts on the route without deduction.

5. Для возвращения без перегрева ЖРД ракетоносителя полностью гасят орбитально-баллистическую скорость. Ракетоноситель активно падает к атмосфере. ЖРД, р-щ. модули и авиационные крылья обеспечивают необходимые скорости полета сквозь стратосферу и атмосферу до приземления.5. To return without overheating, the rocket launcher completely extinguishes the orbital-ballistic speed. Launcher actively falls to the atmosphere. LRE, r-sch. modules and aircraft wings provide the necessary flight speeds through the stratosphere and atmosphere before landing.

В зависимости от вариантов назначения моноплановые крылья могут быть складные по хорде, вниз, по граням р-щ. модуля.Depending on the destination, monoplane wings can be folding along the chord, down along the edges of the r-sch. module.

6. Мягкая посадка производится на посадочное легкое, трехопорное шасси.6. Soft landing is made on the landing light, three-leg chassis.

7. Авиационные двигатели устанавливают на РГВ после приземления. Они обеспечивают РГВ самостоятельные технологические полеты в атмосфере.7. Aircraft engines are installed on the WGW after landing. They provide RGV independent technological flights in the atmosphere.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

Предлагаемый ракетоноситель горизонтального взлета (РГВ) иллюстрируется чертежами, представленными фиг.1-7.The proposed horizontal launch vehicle (RGV) is illustrated by the drawings, presented figure 1-7.

На фиг.1 изображен вариант ракетоносителя горизонтального взлета с возможным незначительным продвижением вперед при взлете с активным планирующим приземлением (шасси не показано). Предназначен для вывода на орбиту полезного груза. В РГВ входят система реактивного запуска и система аэродинамического приземления.Figure 1 shows a variant of the horizontal launch vehicle with a possible slight advance forward during take-off with an active planning landing (chassis not shown). Designed for putting payload into orbit. The WGM includes a jet launch system and an aerodynamic landing system.

Основные блоки РГВ на фиг.1.The main blocks of the RGV in figure 1.

1. Корпус.1. Case. 6. Аэрокрыло кабрирования.6. Aero wing cabriolet. 2. Камера сгорания ЖРД боковая.2. The LRE combustion chamber is lateral. 7. Аэрокрыло пикирования.7. Aerial wing dive. 3. Камера сгорания ЖРД кормовая.3. The combustion chamber of the liquid propellant rocket engine. 8. Вертикальное оперение.8. Vertical plumage. 4. Аэродинамический р-щ. модуль,4. Aerodynamic r-sch. module, 9. Аэроруль поворота.9. Aircraft turning. подъемно-несущий.lifting-bearing. 10. Газодинамический руль рысканья.10. The gas-dynamic yaw wheel. 5. Аэродинамическое крыло несущее.5. Carrier aerodynamic wing. 11. Газодинамический руль тангажа.11. Gas-dynamic steering wheel pitch.

На фиг.2 изображен боевой РГВ «Витязь». Его задача - в режиме мощной сверхзвуковой крылатой ракеты, с выходом на баллистику или без, доставить полезный груз в досягаемую зону Земли, может использоваться как первая ступень для следующего носителя. Спасение после выполнения задания не предусматривается.Figure 2 shows the combat RGV "Knight". Its task - in the regime of a powerful supersonic cruise missile, with or without access to ballistics, to deliver a payload to the reachable zone of the Earth, can be used as the first stage for the next carrier. Salvation after completing the task is not provided.

На фиг.3 изображен сдвоенный боевой РГВ «Витязь-2», для доставки крупного груза внешнего закрепления. В частности, на верхней площадке можно закрепить третий РГВ, как вторую ступень РН.Figure 3 shows a dual combat warhead "Vityaz-2", for the delivery of large cargo external consolidation. In particular, on the upper platform, you can fix the third RGV, as the second stage of the launch vehicle.

На фиг.4 изображена схема стенда для проработки вторичного использования газов ЖРД решетчато-щелевым модулем при создании подъемной силы.Figure 4 shows a diagram of the stand for the study of the secondary use of gases LRE lattice-slot module when creating a lifting force.

На фиг.5 и 6 показаны начальные энергетические возможности стартов.Figures 5 and 6 show the initial energy capabilities of the starts.

На фиг.5 изображен график распределения сил при вертикальном старте РН.Figure 5 shows a graph of the distribution of forces during the vertical launch of the launch vehicle.

На фиг.6 изображен график распределения сил при горизонтальном старте РГВ.Figure 6 shows a graph of the distribution of forces at the horizontal start of the WGW.

На фиг.7 изображена последовательность работы систем запуска, возвращения и посадки РГВ.Figure 7 shows the sequence of operation of the launch, return and landing systems of the WGW.

1. Горизонтальный взлет и разгон.1. Horizontal take-off and acceleration.

2. Старт к орбите.2. Start to orbit.

3. Выполнение задания.3. Performing tasks.

4. Разворот и торможение скорости до 0.4. U-turn and speed braking to 0.

5. Управляемое падение к атмосфере.5. A controlled fall to the atmosphere.

6. Пикирование в атмосфере на возвращение.6. Dive in the atmosphere to return.

7. Выход из пике.7. Exit from the peak.

8. Высотный полет.8. Altitude flight.

9. Планирование и приземление.9. Planning and landing.

Осуществление изобретенияThe implementation of the invention

В заявляемом РГВ «Витязь» заложены несколько основных функций:In the claimed RGV "Vityaz" laid several basic functions:

1) горизонтальная сила тяги - Т,1) horizontal traction force - T,

2) удержание,2) retention

3) подъемная аэродинамическая сила - У,3) lifting aerodynamic force - U,

4) два вида взлета - горизонтальный взлет с продвижением вперед и горизонтальный взлет с места,4) two types of take-off - horizontal take-off with advancement and horizontal take-off,

5) разгон и выход на орбитальную или на баллистическую траекторию,5) acceleration and exit to the orbital or ballistic trajectory,

6) освобождение от полезного груза, разворот на 180°, торможение скорости до 0,6) release from the payload, 180 ° turn, speed braking to 0,

7) пикирование к атмосфере, низкотемпературное планирование к земле, мягкое приземление,7) dive to the atmosphere, low-temperature planning to the ground, soft landing,

8) возврат на базу.8) return to base.

Горизонтальная сила тяги - Т.Horizontal traction force - T.

Для осуществления этой функции корпус 1 ракетоносителя фиг.2 на старте располагается горизонтально. В таком положении корпус 1 не испытывает большие осевые и распирающие нагрузки от веса топлива, как при вертикальном старте. Корпус испытывает значительно меньшие, но изгибающие нагрузки, поэтому рационально делать корпус прямоугольного сечения с поперечно-выпуклыми гранями. В случае круглого сечения корпуса модули крепятся к корпусу через бандаж.To implement this function, the rocket carrier body 1 of FIG. 2 is horizontal at the start. In this position, the housing 1 does not experience large axial and bursting loads from the weight of the fuel, as with a vertical start. The hull experiences significantly less, but bending loads, so it is rational to make a hull of rectangular cross section with transversely convex faces. In the case of a round cross-section of the housing, the modules are attached to the housing through a bandage.

Ракетные двигатели, например РД-107, и их камеры сгорания все или частично с торца кормового отсека разнесены внутри вдоль ракеты. Камеры 2 двигателя вынесены на боковую наружную поверхность корпуса носителя и закреплены так, что газовый поток из камер направлен назад вдоль оси ракеты, создавая силу Т для движения ракеты вперед, горизонтально.Missile engines, for example, RD-107, and their combustion chambers, all or partially from the end of the aft compartment, are spaced inside along the rocket. The engine chambers 2 are placed on the lateral outer surface of the carrier body and are fixed so that the gas flow from the chambers is directed back along the axis of the rocket, creating a force T for the rocket to move forward, horizontally.

Удержание.Retention.

РГВ «Витязь» создает свою подъемную силу на стартовой площадке. Это позволяет разнообразить старт РГВ.RGV "Vityaz" creates its lifting force on the launch pad. This allows you to diversify the start of the RGV.

- Для старта на ВПП можно разрешить продвижение РГВ вперед.- To start the runway, you can allow the advance of the WGW forward.

- Для старта на барже или на корабле необходимо удержание РГВ от движения вперед, до момента когда полностью исчезнет давление РГВ на площадку. Исполнить это могут низкие удерживающие уступы или уступ.- To start on a barge or on a ship, it is necessary to keep the RGV from moving forward until the moment when the pressure of the RGV on the platform completely disappears. This can be accomplished by low holding ledges or a ledge.

- Для старта через верх из укрытия или с лесной поляны, применимо удержание тросом типа удержания воздушного змея. При достижении нужной высоты удержание сбрасывается.- For starting through the top from a shelter or from a forest glade, cable restraint such as holding a kite is applicable. When the desired height is reached, the hold is reset.

Подъемная аэродинамическая сила - У.Lifting aerodynamic force - U.

На корпусе ракеты за РД, на пути газового потока, в зоне допустимой температуры t≤600°C и скорости V≈600 м/сек, устанавливаются решетчато-щелевые модули 4. Газ РД на срезе сопла камеры имеет t=1000°K, V=3600 м/сек, от среза сопла до р-щ. модуля расстояние L≈4 м.On the missile body behind the taxiway, on the path of the gas flow, in the zone of permissible temperature t≤600 ° C and velocity V≈600 m / s, lattice-slot modules 4 are installed. The gas of the taxiway at the nozzle exit of the chamber has t = 1000 ° K, V = 3600 m / s, from the nozzle exit to the r-u. module distance L≈4 m.

Отработавший в РД поток газа на скорости взаимодействует с планами (крыльями) р-щ. модуля (системы). Принцип и достоинства р-щ. системы на дозвуковой скорости уже подтверждены испытаниями в НИО-2 ЦАГИ им. Н.Е.Жуковского, изложены в «Научно-техническом отчете» №10588 от 30 августа 1998 года и расписаны в описании к патенту RU 2281225 С2, класс B64C 21/02, 10 августа 2006 г. «Аэрогидродинамическая решетчато-щелевая система».The gas flow spent in the taxiway at a speed interacts with the plans (wings) of the r-u. module (system). The principle and advantages of r-sch. systems at subsonic speeds have already been confirmed by tests in NIO-2 TsAGI them. N.E. Zhukovsky, set out in the "Scientific and Technical Report" No. 10588 of August 30, 1998 and described in the description of patent RU 2281225 C2, class B64C 21/02, August 10, 2006 "Aerohydrodynamic lattice-slotted system."

Сверхзвуковой поток успешно работает с решетчатыми крыльями, с решеткой.The supersonic flow successfully works with trellised wings, with a trellis.

Сверхзвуковой поток сможет более эффективно работать с р-щ. модулем и поможет создать РГВ.A supersonic flow will be able to work more efficiently with r-u. module and help create the RGV.

Под воздействием газового потока р-щ. модуль часть тяговой силы Т ракетных двигателей преобразует в аэродинамическую подъемную силу У, вторично использует газовый поток.Under the influence of the gas flow r-sch. the module converts part of the traction force T of rocket engines into aerodynamic lifting force Y, and uses the gas stream a second time.

Рассмотрим возможности тандема РД + р-щ. модуль предлагаемого РГВ. Расчет предварительный, еще не проведено исследование по фиг.4.Consider the possibilities of the tandem RD + r-u. module of the proposed WGM. The calculation is preliminary, the study of figure 4 has not yet been conducted.

Из книги С.М.Белоцерковского «Решетчатые крылья» берем аэродинамические показатели решетчатого крыла (решетки) с гиперзвуковым профилем планов, иного не нашел.From the book of S. M. Belotserkovsky “Lattice wings” we take the aerodynamic parameters of the lattice wing (lattice) with a hypersonic profile of the plans; I did not find anything else.

При М=1,75; α=10°; рис.4.21, Су=0,3; рис.4.26, Сх=0,06; К=5;When M = 1.75; α = 10 °; fig. 4.21, Su = 0.3; fig. 4.26, Cx = 0.06; K = 5;

Одна камера сгорания РГВ, фиг.4, работает с двумя секциями модуля. Секция состоит из 5 планов. Геометрия плана: b=0,3 м; L=2 м; S=0,6 м²;One combustion chamber RGV, figure 4, works with two sections of the module. The section consists of 5 plans. Geometry of the plan: b = 0.3 m; L = 2 m; S = 0.6 m ² ;

РД-107 имеет 4 камеры сгорания, обдувает 8 секций, или 40 планов, или 24 м² аэродинамической подъемно-несущей поверхности.RD-107 has 4 combustion chambers, blows 8 sections, or 40 plans, or 24 m ^{2 of an} aerodynamic lifting-bearing surface.

Параметры потока газа перед р-щ. модулем.Parameters of gas flow in front of r-u. module.

Скорость V=600 м/сек=1,8 М;Velocity V = 600 m / s = 1.8 M;

Массовая плотность ρ*≈0,125 кг×с²/м⁴;Mass density ρ * ≈0.125 kg × s ² / m ⁴ ;

*Реальная массовая плотность газа пока неизвестна, не ясны реальная температура газа перед р-щ. модулем и сверхзвуковая сжимаемость газа.* The actual mass density of the gas is still unknown, the real temperature of the gas in front of the r-u is not clear. modulus and supersonic gas compressibility.

Аэродинамические силы р-щ. модуля составят:Aerodynamic forces r-sch. modules will be:

при К=5; Х=32 тс; Х - сила сопротивления.at K = 5; X = 32 tf; X is the strength of resistance.

Уточнение. В расчете использованы показатели решетки с планами гиперзвукового профиля, М>6. Р-щ. модуль имеет планы сверхзвукового профиля. М=2, они имеют лучшую аэродинамику. Р-щ. модуль на дозвуке имеет аэродинамику лучше, чем монокрыло и решетка, благодаря специфике расположения планов.Clarification. In the calculation, we used lattice parameters with plans for a hypersonic profile, M> 6. R-shch. The module has plans for a supersonic profile. M = 2, they have the best aerodynamics. R-shch. the subsonic module has better aerodynamics than a single wing and grille, due to the specific layout of the plans.

Рассмотрим два старта - обычный вертикальный старт РН и горизонтальный старт РГВ с р-щ. модулем.Consider two starts - the usual vertical launch of the launch vehicle and the horizontal launch of the WGW from r-sch. module.

Вес РН Ро=100 тс. Рабочая тяга То=140 тс.PH weight Po = 100 tf. Working thrust To = 140 tf.

Вертикальный старт. Фиг.5. Чтобы вертикально разогнать ракетоноситель весом Ро=100 тс, необходима сила тяги То=140 тс. Из них T₁=100 тс нейтрализуют вес РН, а Т₂=40 тс будут вертикально разгонять РН.Vertical start. Figure 5. In order to vertically disperse a rocket carrier weighing Po = 100 tf, a traction force of T0 = 140 tf is necessary. Of these, T ₁ = 100 tf will neutralize the pH, and T ₂ = 40 tf will vertically accelerate the pH.

Горизонтальный старт РГВ с р-щ. модулем. Фиг.6. Ро=100 тс; То=140 тс; Р-щ. модуль создает подъемную силу У=160 тс; затратив на это Х=32 тс от тяги То.Horizontal start RGV with r-sch. module. 6. Po = 100 tf; That = 140 tf; R-shch. the module creates a lifting force of U = 160 tf; having spent on this X = 32 tf from the traction To.

Превосходящие силы. T₁=To-X=108 тс: У₂=У-Ро=60 тс; их результирующая R=125 тс. Эти силы будут разгонять РГВ горизонтально с набором высоты. Это в 3 раза больше, чем при вертикальном взлете. В 3 раза эффективнее.Superior powers. T ₁ = To-X = 108 tf: Y ₂ = Y-Po = 60 tf; their resulting R = 125 tf. These forces will accelerate the WGW horizontally with a climb. This is 3 times more than with vertical take-off. 3 times more effective.

Через короткое время, если запланирован долгий полет в атмосфере, аэрокрылья и р-щ. модули примут на себя встречный поток воздуха и боковые камеры РД можно последовательно отключать. Повторно включить в зоне выхода на баллистику.After a short time, if you plan a long flight in the atmosphere, air wings and r-sch. the modules will take on oncoming air flow and the taxiway side chambers can be switched off sequentially. Re-enable in the exit area for ballistics.

Горизонтальный взлет без разбега.Horizontal take-off without take-off.

Ракетные двигатели РГВ вышли на рабочий режим и создали горизонтальную тягу. В тандеме с ними рещетчато-щелевые модули создали подъемную силу. Сила тяги РД и подъемная сила р-щ. модулей устремляют РГВ по маршруту, с коротким продвижением вперед по ВПП, или с места.RGV rocket engines entered operational mode and created horizontal thrust. In tandem with them, lattice-slot modules created a lifting force. The thrust force of the taxiway and the lifting force of the r-sch. modules send RGV along the route, with a short advance forward on the runway, or from a place.

Свое мощное колесное шасси, для страта с начальной массой М_о, РГВ не нужно. РГВ сможет стартовать опираясь на нижнюю силовую поверхность р-щ. модуля и на опорные площадки в носовой или (и) кормовой части. Если нужна планирующая посадка сухой массы на ВПП, то на РГВ устанавливается легкое трехопорное колесное шасси.Its powerful wheel chassis, for a stratum with an initial mass of M _about , RGV is not necessary. RGV will be able to start based on the lower power surface of the r-u. module and supporting platforms in the bow or (and) aft. If you need a planning landing of dry mass on the runway, then a light three-leg wheeled chassis is installed on the WGM.

Выход на баллистическую траекторию и последовательность работы средств возвращения и посадки. Фиг.7.Access to the ballistic trajectory and sequence of operation of the return and landing means. 7.

РГВ устремился по маршруту на решение поставленной задачи. Для выведения спутника РГВ набирает нужную горизонтальную скорость 1 и стартует 2 к орбите.RGV rushed along the route to solve the problem. To launch the satellite, the WGM picks up the desired horizontal speed 1 and starts 2 towards the orbit.

Для доставки носителя с полезным грузом в определенную зону Земли РГВ может сотни километров пройти горизонтально в режиме крылатой ракеты, лишь затем выйти на баллистику и освободиться от полезного груза.To deliver a carrier with a payload to a specific area of the Earth, the WGM can travel hundreds of kilometers horizontally in cruise missile mode, only then go to the ballistics and get rid of the payload.

Боевой РГВ сможет весь заданный маршрут пройти в атмосфере на заданной высоте. В специальных случаях, для выполнения сложных задач на РГВ можно совмещать ракетные и авиационные маршевые двигатели для работы попеременно. Большой интерес представляет совмещение ракетных и воздушных гиперзвуковых двигателей для выполнения дальних экономных полетов в атмосфере с гиперзвуковой скоростью.Combat RGV will be able to go the entire given route in the atmosphere at a given height. In special cases, to perform complex tasks on the RGV, you can combine rocket and aircraft marching engines to work alternately. Of great interest is the combination of rocket and air hypersonic engines for long-range economical flights in the atmosphere with hypersonic speed.

На боевой РГВ, в головной части, на нижней и на верхней поверхностях, можно установить систему самообороны и системы поражения наземных объектов.On the combat RGV, in the warhead, on the lower and upper surfaces, you can install a self-defense system and a system of destruction of ground targets.

РГВ освободился 3 от полезного груза. Если это произошло на баллистике и поставлена задача возвращения и мягкой посадки, то на РГВ дополнительно раскрывается, если оно было сложено, монокрыло 5, фиг.1. Носитель разворачивается 4 на 180° вокруг вертикальной оси. Включаются РД и тормозят 4, 5 баллистическую скорость почти до 0.RGV freed 3 from the payload. If this happened on ballistics and the task of returning and soft landing was posed, then on the WGM additionally disclosed, if it was folded, the mono-wing 5, Fig. 1. The media rotates 4 180 ° around a vertical axis. Turn on the taxiway and slow down 4, 5 ballistic speed to almost 0.

Носитель входит в пике 6 к атмосфере, направлением на возвращение. В атмосфере, не допуская термоопасной скорости, выходит из пике 7, переходит на высотный полет 8 и планирует 9 для посадки на специальную полосу или на ВПП базы. Низкотемпературный режим всех этапов возвращения обеспечивают РД, р-щ. модули и авиасистема.The carrier enters at peak 6 towards the atmosphere, towards return. In the atmosphere, avoiding the thermally dangerous speed, it leaves peak 7, switches to high-altitude flight 8 and plans 9 for landing on a special strip or runway base. The low-temperature regime of all stages of the return is provided by the taxiway, r-sh. modules and air system.

После приземления на специальной полосе на РГВ устанавливают авиационные двигатели и носитель самостоятельно возвращается на базу.After landing, aircraft engines are installed on a special strip on the WGM and the carrier returns to its base on its own.

Р-щ. модуль создает новое, совершенно обособленное, прогрессивное направление в разработке и эксплуатации ракетоносителей, космических возвращаемых кораблей и воздушно-космических самолетов. Как примут его Специалисты?R-shch. the module creates a new, completely isolated, progressive direction in the development and operation of rocket carriers, space return ships and aerospace aircraft. How will the Specialists accept it?

Первый обязательный этап осуществления РГВ - создать стенд фиг.4. На этом стенде определить конструкцию, аэродинамические и физические возможности р-щ. модуля при работе в потоке газов РД. Стенд должен доказать прогрессивную реальность РГВ.The first mandatory stage of the implementation of the WGW is to create a stand of Fig.4. At this stand, determine the design, aerodynamic and physical capabilities of the r-u. module when working in the gas flow taxiway. The stand should prove the progressive reality of the RGV.

Claims (5)

1. Ракетоноситель, взлетающий горизонтально без разбега, выполняющий низкотемпературное планирование в атмосфере и мягкое приземление, содержащий несущий силовой корпус, ракетные двигатели и авиационные крылья, отличающийся тем, что указанный корпус, располагаемый горизонтально на стартовой позиции, выполнен с прямоугольным или иным поперечным сечением, ракетные двигатели частью расположены в кормовом отсеке, а частью разнесены вдоль оси корпуса, камеры сгорания двигателей вынесены на боковые наружные поверхности корпуса и способны создавать силу тяги для движения вперед горизонтально, после камер сгорания на пути газового потока из двигателей установлены аэродинамические решетчато-щелевые модули, выполненные с возможностью создавать под воздействием указанного потока газа подъемную силу, превышающую стартовый вес ракетоносителя, при этом ракетоноситель снабжен системой его удержания от движения вперед до подъема на предстартовую высоту, для выполнения низкотемпературного входа в атмосферу и планирования ракетоноситель почти полностью гасит орбитальную скорость, на его корпусе закреплено складное или цельное авиационное крыло для планирования, а в носовой и кормовой частях корпуса расположены цельноповоротные аэродинамические крылья для управления по высоте.1. The launch vehicle, taking off horizontally without a takeoff run, performing low-temperature planning in the atmosphere and soft landing, comprising a load-bearing body, rocket engines and aircraft wings, characterized in that said body, placed horizontally at the launch position, is made with a rectangular or other cross-section, rocket engines are partly located in the aft compartment, and partly spaced along the axis of the hull, the combustion chambers of the engines are placed on the side outer surfaces of the hull and are capable of to create a thrust force for moving forward horizontally, after combustion chambers, aerodynamic lattice-slotted modules are installed on the gas flow path from the engines, configured to create a lifting force under the influence of the specified gas flow in excess of the starting weight of the launch vehicle, while the launch vehicle is equipped with a system to keep it from moving forward to rise to the prelaunch height, to perform low-temperature atmospheric entry and planning, the launch vehicle almost completely extinguishes the orbital velocity spine, a folding or integral aviation wing is fixed on its body for planning, and in the fore and aft parts of the body there are all-rotating aerodynamic wings for height control. 2. Ракетоноситель по п.1, отличающийся тем, что выполнен с возможностью компоновки двух или более ракетоносителей в один блок.2. The launch vehicle according to claim 1, characterized in that it is arranged to arrange two or more launch vehicles in one unit. 3. Ракетоноситель по п.1, отличающийся тем, что выполнен с возможностью установки на корпусе авиационных двигателей для выполнения специального задания.3. The rocket carrier according to claim 1, characterized in that it is made with the possibility of installation on the body of aircraft engines to perform a special task. 4. Ракетоноситель по п.1, отличающийся тем, что выполнен с возможностью установки на корпусе временных авиационных двигателей для перелетов в атмосфере.4. The rocket carrier according to claim 1, characterized in that it is configured to install temporary aircraft engines on the body for flights in the atmosphere. 5. Ракетоноситель по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что выполнен с возможностью установки на нем системы самообороны и самонаводящихся на цели систем.5. Launch vehicle according to any one of claims 1 to 3, characterized in that it is configured to install a self-defense system and self-guiding systems on it.

Images