Изобретение относится к конструкции ракет-носителей и может быть использовано при разработке одноступенчатых ракет-носителей для выведения полезных нагрузок на орбиту искусственного спутника Земли (ИСЗ).The invention relates to the construction of launch vehicles and can be used in the development of single-stage launch vehicles to launch payloads into the orbit of an artificial Earth satellite (AES).
Известна одноступенчатая ракета-носитель ВР-190, представленная в книге В.Н.Кобелева и А.Г.Милованова «Средства выведения космических аппаратов», 2009 г. (глава 5, стр.134).The single-stage launch vehicle BP-190 is known, presented in the book by V.N. Kobelev and A.G. Milovanov "Means of launching spacecraft", 2009 (chapter 5, p.134).
Ракета-носитель ВР-190 была рассчитана для вертикального полета на высоту до 200 км.The BP-190 launch vehicle was designed for vertical flight to a height of up to 200 km.
Принципиальным недостатком ракеты-носителя ВР-190 было отсутствие возможности выведения полезной нагрузки на орбиту ИСЗ.The principal drawback of the VR-190 launch vehicle was the inability to launch payload into the satellite’s orbit.
Современные работы в части ракет-носителей, основанные на использовании кислородно-водородных жидкостных ракетных двигателей (ЖРД), показали благотворное влияние криогенного топлива на основные характеристики ракеты-носителя.Modern work in the field of launch vehicles, based on the use of oxygen-hydrogen liquid rocket engines (LRE), has shown the beneficial effect of cryogenic fuel on the main characteristics of the launch vehicle.
Примером может служить ракета-носитель Дельта-4 (фирма Боинг, США), первая ступень которой согласно теоретическим расчетам может выводить полезные нагрузки на орбиту ИСЗ без использования второй ступени и, таким образом, выполнять роль одноступенчатой ракеты-носителя, правда полезная нагрузка при этом будет невелика (Новости космонавтики. Том 13, №1 (240), 2003 г., стр.46).An example is the Delta-4 launch vehicle (Boeing, USA), the first stage of which, according to theoretical calculations, can bring payloads to the satellite orbit without using the second stage and, thus, serve as a single-stage launch vehicle, although the payload will be small (Cosmonautics News. Volume 13, No. 1 (240), 2003, p. 46).
Целью изобретения является устранение этого недостатка. Указанная цель достигается тем, что одноступенчатая ракета-носитель, состоящая из двигательной установки с одним или несколькими ЖРД 1 и топливного бака 2, оснащена одним-двумя дополнительными топливными баками 3, которые по тандемной схеме последовательно расположены на топливном баке 2 с помощью проставки 4, внутри которой установлена полезная нагрузка 5. Баки горючего 6 и окислителя 7 топливного бака 3 соединены трубопроводами 8 и 9 с баками горючего 10 и окислителя 11 топливного бака 2 (фиг.1, 2).The aim of the invention is to eliminate this drawback. This goal is achieved by the fact that a single-stage launch vehicle, consisting of a propulsion system with one or more liquid propellant rocket engines 1 and a fuel tank 2, is equipped with one or two additional fuel tanks 3, which are sequentially located on the fuel tank 2 in a tandem arrangement using spacers 4, inside which the payload 5 is installed. The fuel tanks 6 and the oxidizer 7 of the fuel tank 3 are connected by pipelines 8 and 9 to the fuel tanks 10 and the oxidizer 11 of the fuel tank 2 (Figs. 1, 2).
В процессе работы двигательной установки 1 и забора топлива из баков горючего 10 и окислителя 11 топливного бака ракеты-носителя 2 осуществляется одновременная подача топлива в эти баки соответственно из баков горючего 6 и окислителя 7 топливного бака 3.During the operation of the propulsion system 1 and the intake of fuel from the fuel tanks 10 and the oxidizer 11 of the fuel tank of the launch vehicle 2, the fuel is simultaneously supplied to these tanks from the fuel tanks 6 and the oxidizer 7 of the fuel tank 3.
После выработки топлива из бака 3 одноступенчатая ракета-носитель использует топливо из собственного топливного бака 2 вплоть до выхода на орбиту ИСЗ с дальнейшим отделением бака 3 (фиг.3, 4).After generating fuel from the tank 3, a single-stage launch vehicle uses the fuel from its own fuel tank 2 until the satellite enters orbit with further separation of the tank 3 (Figs. 3, 4).
Техническим результатом изобретения, основанного на использовании дополнительных топливных баков, сбрасываемых в процессе полета, является создание нового класса экологически чистых одноступенчатых ракет-носителей легкого класса, способных вывести полезную нагрузку на орбиту ИСЗ и являющихся экономичной и надежной транспортной системой. При этом сокращается номенклатура и количество используемых в одноступенчатой ракете-носителе дорогостоящих ЖРД и практически исключается проблема выбора места старта ракеты-носителя и полей падения поскольку дополнительные топливные баки изготавливаются из алюминиевых сплавов и других материалов, сгорающих в атмосфере Земли.The technical result of the invention, based on the use of additional fuel tanks discharged during the flight, is the creation of a new class of environmentally friendly single-stage light carrier rockets that can bring payload to the satellite orbit and are an economical and reliable transport system. At the same time, the nomenclature and number of expensive rocket engines used in a single-stage launch vehicle are reduced, and the problem of choosing the launch site of the launch vehicle and drop fields is practically eliminated since additional fuel tanks are made of aluminum alloys and other materials burning in the Earth’s atmosphere.
