Pourquoi faire des roquettes faire plusieurs fois? La vitesse idéale du circuit de fusée à plusieurs étages avec des réservoirs suspendus.

Dans son prochain langage vidéo de l'astronomie, le professeur racontera la fusée multistagne, ainsi que sur la manière de choisir un espace pour le cosmodrome.

Fusée à plusieurs étages

La fusée à plusieurs étages est avionComposé de deux ou plusieurs missiles connectés mécaniquement, appelés étapes séparées en vol. La fusée multi-étapes vous permet d'atteindre des vitesses supérieures à chacune de ses étapes séparément. La fusée Composite vous permet d'utiliser de manière plus rationnelle les ressources en raison du fait que, en vol, le stade qui a développé son carburant est séparé et que le reste du carburant de fusée n'est pas dépensé pour accélérer la conception de la scène épuisée, qui est devenue devenue inutile de continuer le vol. Des roquettes structurellement multicommandes sont effectuées avec une séparation transversale ou longitudinale des étapes. Dans la séparation transversale de la scène, l'un au-dessus de l'autre est placé et fonctionne de manière cohérente après l'autre, y compris seulement après la séparation de la phase précédente. Sous la séparation longitudinale, la première étape consiste en plusieurs missiles identiques (en pratique, de 2 à 8%, fonctionnant simultanément et situés autour du noyau de la deuxième étape symétriquement, afin que les forces égales de la poussée de la première étape de la première étape. Les moteurs doivent être dirigés le long de l'axe de symétrie de la seconde. Un tel schéma permet au moteur de la deuxième étape en même temps que les moteurs de la première, augmentant ainsi, donc le besoin total, qui est particulièrement nécessaire lors du fonctionnement de la première étape lorsque le poids de la fusée est maximum.

Endroit pour cosmodrome

Le cosmodrome est le territoire sur lequel se trouve le complexe des structures destinées à lancer un vaisseau spatial dans l'espace. Le nom "Cosmodrome" est donné par analogie avec airfield pour aéronefs. En règle générale, des cosmodromes occupent une place avec une grande zone et sont situés sur l'élimination des endroits densément peuplés de manière à ce que les marches séparées pendant le processus de vol ne blessaient pas les territoires résidentiels ni les sites de départ voisins. L'endroit le plus favorable pour le cosmodrome - à l'équateur, de sorte que le transporteur de départ puisse utiliser la plus pleinement l'énergie de la rotation de la Terre. La fusée de support au démarrage de l'équateur peut économiser environ 10% du carburant par rapport à la fusée à partir du cosmodrome situé dans des latitudes moyennes. Et de l'équateur est possible de lancer en orbite avec n'importe quelle inclination.

Schéma avec des pots de roulement

Régime de transition

Schéma avec des réservoirs suspendus

Rockets liquides à une étape.

Des missiles balistiques liquides de missiles à longue portée et de transporteur ont été très créés beaucoup. Mais vous devez commencer avec le plus simple et le plus visuel. Nous nous tournons donc vers le plus ancien et maintenant seulement signification historique Raste allemande "FOW-2". Il est considéré comme la première fusée de balistique liquide.

Le mot "premier", cependant, a besoin d'explications. Déjà en avant-guerre, la trentième, les principes de la conception de la fusée de fluide balistique étaient bien connus de l'homme du métier. Il y avait déjà existé (et tout d'abord dans l'Union soviétique) des moteurs de fusée liquide suffisamment parfaits. Les systèmes gyroscopiques de stabilisation des missiles ont déjà été développés et créés. Les premiers échantillons de missiles liquides destinés à l'étude de la stratosphère ont déjà été testés. Par conséquent, le missile FAU-2 n'est apparu pas au même endroit. Mais elle est sortie sur la production de masse en premier. En outre, il a également trouvé une utilisation militaire lorsque, dans le paroxysme, désespoir, en 1943, le commandement allemand

Le poids de départ de la fusée "Fau-2" était d'environ 13 tc,et sa gamme approche de 300 km.La fusée de la section est montrée sur l'affiche.

Le corps du missile balistique liquide est divisé en longueur en plusieurs compartiments (Fig. 3.1): le compartiment à carburant (T environ), qui comprend des réservoirs de carburant 1 et un agent oxydant 2; compartiment queue (X. O) avec le compartiment moteur et instrument (P. O), auxquels hésitait partie de combat (B. H). Le concept même de "compartiment" est associé non seulement à l'objet fonctionnel de certaines parties de la fusée, mais, tout d'abord, avec la présence de connecteurs transversaux permettant un assemblage inactif distinct et l'accueil ultérieure. Dans certains types de roquettes, le compartiment de l'instrument est manquant comme une partie indépendante du boîtier et les dispositifs de contrôle sont chargés dans un espace libre, en tenant compte de la commodité des approches et de la maintenance au début et de la longueur minimale du réseau de câbles.

Comme tous les missiles balistiques contrôlés, la FOW-2 est équipée d'une machine de stabilisation. Le gypse et d'autres blocs de l'automate de stabilisation sont situés dans le compartiment de l'instrument et montés sur le panneau croisé.

Les organes exécutifs de l'automate de stabilisation sont des ressources en gaz et de la directionionale. Soldats de gaz 3 situé dans le jet de couler de la chambre 4 gaz et attachent avec leurs lecteurs - machines de direction - sur une bague de conduite rigide 5 . Lorsque le volant s'écoule, un couple tournant la fusée dans la direction souhaitée se produit. Étant donné que les ressources en gaz fonctionnent dans des conditions de température exceptionnellement graves, elles ont été fabriquées sur le matériau le plus résistant à la chaleur - graphite. Rouleaux aériens 6 jouer un rôle auxiliaire et donner effet uniquement dans les couches denses de l'atmosphère et à une vitesse de vol assez élevée.

L'oxygène liquide et l'alcool éthylique sont utilisés comme composants de carburant dans le missile FAU-2. Étant donné que le fort problème de refroidissement du moteur ne pouvait pas à cette époque, pour obtenir une décision appropriée, les projecteurs ont été perdus de la traction spécifique, ayant éclaté d'alcool éthylique avec de l'eau et réduisant sa concentration à 75%. Le stock total d'alcool à bord de la fusée est de 3,5 g et de l'oxygène liquide - 5g.

Les principaux éléments du moteur situé dans le compartiment queue sont la caméra 4 et agrégat turbocompresseur (Tn) 7,conçu pour fournir des composants de carburant dans une chambre de combustion.

L'unité de turbosate se compose de deux pompes centrifuges - d'alcool et d'oxygène, montées sur un arbre général avec une turbine à gaz. La turbine est alimentée par des produits de décomposition du peroxyde d'hydrogène (vapeur d'eau + oxygène), qui sont formés dans le générateur de poêle à vapeur. (Pgg)(La figure n'est pas visible). Le peroxyde d'hydrogène est fourni au réacteur PGG du réservoir 3 et se décompose en présence d'un catalyseur - solution aquatique Permanganate sodium fourni dans le réservoir 9. Ces composants sont déplacés du réservoir avec de l'air comprimé contenu dans les cylindres. 10. Ainsi, le fonctionnement de l'installation du moteur est assuré par un compte total de quatre composants - deux auxiliaires principaux et deux pour la génération de la poteau à la vapeur. Bien sûr, vous ne devez pas oublier l'air comprimé, dont le stock est nécessaire pour alimenter les composants auxiliaires et pour le fonctionnement de l'automate pneumatique.

Éléments énumérés - Caméra, TNAtanks de composants auxiliaires, cylindres à air comprimé - ainsi que des pipelines d'alimentation, des vannes et d'autres raccords sont montés sur un cadre d'alimentation 11 et former une unité d'énergie générale, appelée moteur de fusée liquide (Déménagement).

Lors de l'assemblage des quais de fusée de cadre moteur sur le dosseret 12 et il est fermé par une gaine aux yeux nus mince - le corps du compartiment queue, équipé de quatre stabilisants.

Rocket Enginette Rocket "Fow-2" sur Terre est de 25 tc,et à vide - environ 30 tc.Si cette traction est divisée en une consommation de poids totale composée de 50 kgf / salcool, 75. kgf / soxygène et 1,7 kgf / semballage d'hydrogène et de permanganate, puis nous obtenons une traction spécifique de 198 et 237 unités sur Terre et à vide, respectivement. Selon des concepts modernes, une telle poussée spécifique pour les moteurs liquides est considérée, bien sûr, très faible.

Se tourner vers le schéma de pouvoir. Ceci est assez clair dans le sens est difficile de choisir une définition brève et claire. Le schéma électrique est une solution constructive basée sur les considérations de la force et de la rigidité de toute la structure, sa capacité à résister aux charges agissant sur la fusée dans son ensemble.

Vous pouvez dessiner une analogie. Aux animaux les plus élevés, le schéma électrique est squelettique. Les os squelettiques sont les principaux éléments de support qui soutiennent le corps et fermés tous les efforts musculaires. Mais le schéma squelettique n'est pas le seul. Le coquillage du cancer, le crabe et d'autres créatures de ce type peuvent être considérés non seulement comme un moyen de protection, mais également comme un élément d'un régime d'énergie général. Un tel schéma devrait être appelé la coquille. Avec une prise de conscience plus profonde dans le domaine de la biologie, il semblerait trouver des exemples et d'autres régimes de pouvoir dans la nature. Mais maintenant, nous parlons du schéma de pouvoir d'une conception de fusée.

Sur le site de l'élimination du missile FAU-2, la poussée du moteur est transmise à la spline d'alimentation arrière. 12. La fusée se déplace avec une accélération et dans toutes les sections transversales du corps situé au-dessus de la spline de puissance, une force compressive axiale se produit. La question est la question que les éléments du corps le perçoivent les réservoirs, les renforts longitudinaux, un cadre spécial ou peut-être assez dans

les réservoirs créent hypertension artérielle, puis la conception va acquérir la capacité de transport comme bien enflammée pneu automobile. La solution à ce problème fait l'objet de choisir un régime d'électricité.

Dans la fusée FAU-2, un schéma d'un corps de puissance externe et de réservoirs suspendus a été adopté. Bâtiment de la puissance 13 c'est une coquille d'acier avec un ensemble transversal longitudinal d'éléments de renforcement. Les éléments de renforcement longitudinaux sont appelés stringers,et les plus puissants - espars.Appelez les éléments de la bague transversale la plus tardive.Pour une installation facile, le boîtier de fusée comporte un connecteur de boulon longitudinal.

Nizhny Oxygen Tank 2 s'appuie sur la même spline de puissance 12, À laquelle, comme déjà mentionné, le cadre du moteur est attaché avec le carénage de la queue. Réservoir d'alcool en suspension sur la spline d'alimentation avant 14, avec lequel le tableau de bord est rejoint.

Ainsi, dans la fusée «FAU-2», les réservoirs de carburant n'effectuent que le rôle des conteneurs et ne sont pas inclus dans le schéma d'alimentation et l'élément de puissance principale est le boîtier de la fusée. Mais il est calculé non seulement sur la charge du site de retrait. Il est également important d'assurer la force de la fusée lors de l'approche de l'objectif, et cette circonstance mérite une discussion spéciale.

Après éteindre le moteur, les bouvillons de gaz à gaz ne peuvent pas effectuer leurs fonctions et, étant donné que l'arrêt est effectué à haute altitude, où l'atmosphère est presque absente, les rouleaux d'air et le stabilisateur de la queue perdent également une efficacité. Par conséquent, après avoir éteint le moteur, la fusée devient orientée née. Le vol a lieu dans le mode de rotation incertaine par rapport au centre de masse. À l'entrée des couches relativement denses de l'atmosphère de la queue stabilisateurorient la fusée sur le vol, et sur la dernière partie de la trajectoire, il déplace la partie de la tête en avant, ce qui ralentit quelque peu dans les airs, mais tout en maintenant la rencontre avec la cible 650-750 mme.

Le processus de stabilisation est associé à l'émergence de grandes charges aérodynamiques sur le corps et le plumage de queue. Il s'agit d'un vol incontrôlé avec un angle d'attaque variant à ± 180 °. Le gainage est chauffé et dans des sections transversales de l'affaire, il existe des moments de flexion importants, qui sont principalement dues à la force.

Selon la première impression, il semble ne pas préciser s'il est déjà nécessaire de prendre soin de la force de la fusée sur le site final de la trajectoire. La fusée a presque volé, et le cas, comme s'il était fait. Même si le logement et s'effondre, la partie de combat atteindra toujours l'objectif, les fusibles vont fonctionner et l'action destructive de la fusée sera fournie.

Cette approche est toutefois inacceptable. Il n'existe aucune garantie que la charge de combat elle-même ne sera pas endommagée pendant la destruction de la coque, et ces dommages en combinaison avec une surchauffe locale sont semées d'une explosion de trajectoire prématurée. De plus, dans le contexte de la conception de la structure, le processus du mouvement suivant a une imprévisibilité évidente. Même une bonne roquette non destructive, puis obtient un changement incertain dans le vecteur de vitesse de la partie atmosphérique. Les forces aérodynamiques peuvent mener et mener réellement la fusée de la trajectoire de calcul. En plus des erreurs inévitables, de nouvelles erreurs croissantes apparaissent pour le site de séparation. La fusée tombe avec un lanceur, un vol, va à droite ou à la gauche de l'objectif. Il y a une dispersion qui, en raison de conditions d'entrée incertaines dans l'atmosphère, augmente sensiblement. Si vous venez accepter la destruction du corps et, en conséquence, avec une perte de stabilisation et de vitesse, l'incertitude prolongée du mouvement conduira et à une augmentation inacceptable de la dispersion. Cela arrive quelque chose de similaire à ce que nous voyons lorsque nous suivons la trajectoire des feuilles boueuses: la même incertitude de trajectoire et la même perte de vitesse. Au fait, réduisant la vitesse de la cible pour le type de fusée de combat Faor-2aussi indésirable. L'énergie cinétique de la masse de la fusée et de l'énergie de l'explosion des vestiges de composants combustibles pour ce type d'arme a été une augmentation tangible à l'effet de combat d'une tonne explosive d'une explosive située dans la partie de la tête de la fusée.

Donc, le cas de la fusée doit être assez fort sur toutes les parties de la trajectoire. Et si maintenant, ne pas se réjouir de détails, examinez de manière critique le missile «FA-2» dans son ensemble, nous pouvons conclure que c'est le système d'électricité qui est le lieu le plus faible de cette conception, car la nécessité d'une amélioration excessive du corps. réduit considérablement les caractéristiques de poids de la fusée. Par conséquent, il est nécessaire de rechercher une solution de conception différente.

Lors de l'analyse du régime d'alimentation, la pensée se produit naturellement pour abandonner le corps de la porteuse et imposer des fonctions de puissance sur les murs des réservoirs, peut-être peut-être, les amplifie et la maintenance de la pression interne modérée. Mais une telle solution ne convient que pour le site actif. En ce qui concerne la stabilisation, les rangs lors de leur retour à la partie atmosphérique de la trajectoire, le TC de cela devra abandonner et faire la tête de la séparation.

Ainsi, un schéma électrique avec des réservoirs de transporteur est né. Les réservoirs de carburant doivent satisfaire des conditions de force uniquement avec des charges et des modes thermiques régulés, prédéterminés du site actif. Après éteindre le moteur, l'unité de tête est séparée, équipée de son propre stabilisateur aérodynamique. À partir de ce point, le cas de la fusée avec l'installation de moteur déjà désactivé et la partie de la tête voler presque le long de la trajectoire totale, séparément et sans avoir une certaine orientation angulaire. En entrant dans les couches serrées de l'atmosphère, le boîtier, qui a une grande résistance aérodynamique, commence à tomber derrière, s'est effondré et ses pièces tombent, n'atteignant pas la cible. La tête de la tête se stabilise, conserve une vitesse relativement élevée et est une charge de combat à un point spécifié. Avec un tel schéma, il est clair, l'énergie cinétique de la masse de la fusée n'est pas incluse dans l'effet action de combat. Cependant, la diminution du poids total de la structure vous permet de compenser cette perte par une augmentation de la charge utile. En cas de transition vers une tête de combat nucléaire, l'énergie cinétique de la masse de la fusée n'a pas d'importance du tout.

Voyons maintenant ce que nous obtenons et que nous perdons; Quel est l'actif et le passivement lorsqu'il se bascule sur le diagramme des réservoirs de roulement et la tête de séparation. De toute évidence, l'absence d'un bâtiment de la puissance et l'absence d'un stabilisateur de la queue devraient être écrites à un actif, qui est maintenant en train de disposer. Dans l'actif, il est nécessaire d'enregistrer la possibilité de transition d'acier à des alliages d'aluminium-magnésium plus léger: la partie atmosphérique de la fusée a lieu avec une vitesse relativement basse et le chauffage du boîtier est petit. Et enfin, il y a une autre circonstance importante. Les charges estimées sur le site actif ont un degré de fiabilité suffisamment élevé; Ils sont réglementés exactement, résistant aux conditions d'élimination. Quant à l'entrée de l'atmosphère, alors pour ce site, la trajectoire de charge est déterminée avec une plus grande précision. La confiance sur les charges calculées de la section active permet de réduire le coefficient de stock nommé, lequel pour la fusée avec une partie de la tête séparée donne une perte de poids supplémentaire.

Au passif devra faire une certaine augmentation du poids des réservoirs; Ils doivent être renforcés. Peut-être devrez-vous enregistrer le poids supplémentaire de l'air comprimé et des systèmes de pressurisation des réservoirs de carburant. Le poids du nouveau stabilisateur de bande de tête est également enregistré dans la responsabilité. Mais bien sûr, un tel stabilisant pèse beaucoup moins que l'ancien, destiné à la fusée en général. Et enfin, certains rudiments peuvent continuer à partir de l'ancien stabilisateur sous la forme de soi-disant pylônes. Ils attribuent deux tâches. Les pylônes donnent un effet stabilisateur, ce qui permet plusieurs simplifier les conditions de la machine de stabilisation. De plus, les pylônes permettent de réaliser des rouleaux d'air, le cas échéant du logement vers le débit aérodynamique gratuit et «exceptionnel».

Naturellement, dans un tel raisonnement, et contre il est impossible de se contenter uniquement de déclarations spéculatives. Besoin d'une analyse de projet détaillée, d'estimations numériques et de calcul. Et ce calcul indique les avantages de poids incontestables d'un nouveau système d'alimentation.

Ces considérations s'appliquent uniquement aux roquettes ayant un système d'alimentation turbocomplant. Si la fourniture de composants est effectuée haute pressionCréé dans des réservoirs de carburant (une telle alimentation est appelée), la logique du régime d'alimentation change quelque peu.

Dans le cas d'une alimentation de déplacement, les réservoirs de carburant sont calculés principalement sur la pression interne et satisfaisant la condition de la résistance à la pression, de tels réservoirs, en règle générale, répondent automatiquement à la force et aux exigences de la température dans tous les modes de vol. Par conséquent, ils sont écrits sur eux pour soutenir. Les réservoirs suspendus avec des aliments de déplacement seraient des bêtises apparentes.

Le réservoir, calculé sur la pression interne élevée de l'alimentation de déplacement, satisfait, en règle générale, la condition de la force du boîtier à l'entrée de l'atmosphère. Par conséquent, la séparation de la partie de la tête d'une telle fusée n'est pas nécessaire, mais le cas doit être équipé d'un stabilisateur de la queue.

L'idée de la partie head séparée a été mise en œuvre pour la première fois en 1949 sur l'un des premiers missiles balistiques nationaux - P-2. À ce sujet, il a été créé un peu plus tard et la modification géophysique de la fusée - B2A. La conception de la fusée B2A est une version hybride curieuse et instructive des anciens et de nouveaux systèmes électriques émergents et mérite des discussions comme exemple de développement de la pensée de conception.

La fusée n'a qu'un seul porte-citerne - le devant, l'alcool et le réservoir d'oxygène est placé dans un corps de puissance léger, calculé uniquement sur la charge du site actif. Tête de séparation 2 équipé de son propre stabilisateur de la queue 3, représentant une coquille prise en charge sous la forme d'un cône tronqué. Dans la version géophysique du stabilisateur 3 le casque savourable a un mécanisme permettant de divulguer des boucliers de freinage. 4, qui réduisent la vitesse de la tête de la tête à 100-150 mme,après cela, le parachute est révélé. La figure 2 montre la partie de la tête après l'atterrissage. Viden écrasé Nasal Shockpit 1 et boucliers ouverts 4, partiellement fondu lors du freinage dans l'atmosphère.

L'attelle d'extrémité du stabilisateur de bandeau est montée avec des serrures spéciales sur l'étincelle de support située dans le haut du réservoir d'alcool. Après la commande sur la séparation, les verrous sont bloqués et la partie de la tête obtient une petite impulsion du poussoir à ressort.

Tableau de bord 8 il déprime librement des trappes de château avec scellement et n'est pas situé en haut, mais au bas de la fusée, ce qui représente une certaine commodité pour les opérations de pré-commission.

Compte tenu du missile B2A plus en détail, il serait possible de noter les autres fonctionnalités. Mais la principale chose n'est pas dans cela. La frappe et en même temps, une caractéristique très instructive de cette conception est une divergence logique entre le principe de séparation de la partie de la tête et la présence d'un stabilisateur de la queue. Au site d'élimination, l'orientation de la fusée est fournie par la machine de stabilisation. Quant à la stabilisation aérodynamique à l'entrée des couches denses de l'atmosphère, le plumage queue ne peut rien aider, car le corps n'a pas la force nécessaire pour cela.

Bien sûr, il serait naïf de croire que les projecteurs n'ont pas vu ni ne comprenaient pas cela. La conception, simplement parler, était l'habituel, souvent dans la pratique de l'ingénierie compromis technique - concession de circonstances temporaires. L'expérience de créer des roquettes avec un schéma stabilisé a déjà été accumulée et avec des réservoirs suspendus. Les ressources humaines et la direction de l'air dépensées étaient fiables et ne craignaient pas de préoccupations et que la machine de stabilisation n'avait pas besoin d'une référence sérieuse, ce qui serait inévitable lors de la déplacement de nouvelles formes aérodynamiques. Par conséquent, dans le cadre, lorsque des discussions théoriques étaient toujours menées que la transition vers un régime aérodynamique non-fréquence, il était plus facile, sans attendre la création de systèmes de contrôle nouvellement usés, de rester sur l'ancien. Après avoir perdu quelque chose d'indicateurs de poids, il était plus facile de s'établir sur certaines positions déjà conquises. Sur le chemin du réel mode de réalisation des régimes de transporteur, il était nécessaire de trouver quelque chose entre le désir d'atteindre la cible et le danger des finitions expérimentales à long terme, entre l'inévitable ChangeaCk de production et l'utilisation d'un atelier déjà existant, entre le risque d'échec et de prévoyance raisonnable. Sinon, une série d'échecs dans les débuts, qui n'est pas du tout, il serait possible de compromettre l'idée sur la base de la base et de donner de la nourriture à une méfiance résistante de nouveau schémaQuelle est la prometteuse et la justifie logiquement qu'elle était.

Et un de plus, pas si important, mais un aspect psychologique curieux. La conception de la fusée B2A à cette époque n'a pas semblé inhabituelle. Le pouvoir de l'habitude de voir tous ceux qui existaient avant cette petite et grande roquettes, le plumage queue retenu d'un observateur extérieur l'illusion de l'ordinatérité, et apparence Les roquettes n'ont pas provoqué la critique prématurée et non qualifiée de la structure dans son ensemble. On peut en dire autant de la conception du réservoir d'oxygène. L'utilisation d'oxygène liquide à cette époque a été au centre des opinions spéciales basées sur l'inquiétude du point d'ébullition bas de ce composant de carburant. La présence d'isolation thermique du réservoir d'oxygène sur la fusée B2A apaise beaucoup et n'a pas surchargé de surcharge et sans ce cercle suffisant de soucis face au concepteur principal. Il était nécessaire de montrer que le transporteur du réservoir d'alcool effectue correctement les fonctions de puissance que la partie principale est séparée avec succès et réalise l'objectif, ainsi que les dispositifs d'automatisation et de contrôle situés près du moteur, malgré le niveau élevé de vibrations, peuvent fonctionner. En plus qu'ils travaillaient, être dans le compartiment à la tête.

La transition vers un nouveau système d'alimentation a été associée, naturellement, avec une solution simultanée et un certain nombre d'autres problèmes fondamentaux. Cela concerne tout d'abord des conceptions de moteurs. Le moteur RD-101 installé sur la fusée B2A fournie 37 et 41,3 tcterre et traction creuse ou 214 et 242 unités de poussée spécifique à la surface de la Terre et dans le vide, respectivement. Il a été atteint par une augmentation de la concentration en alcool à 92%, une augmentation de la pression dans la chambre et une expansion supplémentaire de la sortie de la buse.

Les créateurs de moteur ont abandonné le catalyseur liquide pour décomposer le peroxyde d'hydrogène. Il a été remplacé par un catalyseur solide, à l'avance à l'avance dans la cavité de travail du vapeur. Ainsi, le nombre de composants liquides a diminué de quatre, de même que le «FOW-2», à trois. Le nouveau, qui est bientôt devenu un cylindre traditionnel pour un peroxyde d'hydrogène, mal inscrit dans la disposition de la fusée. C'était le début et d'autres innovations, ce qui n'a aucun sens énuméré ici.

Naturellement, la fusée B2A en tant que version transitoire d'un seul régime d'électricité n'a pas pu, et ne doit pas être reproduite sur des formes modernisées ultérieures. Il était nécessaire de réaliser pleinement l'idée de réservoirs de roulement et de la partie de la tête de séparation, qui a été effectuée par S. P. Reine dans les développements ultérieurs.

Les premiers échantillons de roquettes avec réservoirs de roulement ont été testés et élaborés au début des années 50. Après cela, certaines modifications ont été élaborées. Donc, en particulier, une fusée météorologique B5V (missile de combat R-5) est apparue. Maintenant, l'échantillon d'échantillon d'une fusée balistique avec des réservoirs de transporteur occupe un lieu d'exposition historique honorable devant l'entrée du musée de l'armée soviétique à Moscou.

Lors de la déplacement vers un nouveau circuit mis à niveau, afin d'améliorer la plage, le poids de départ a été augmenté et le mode moteur a été forcé. La transition vers le circuit de support, bien sûr, un niveau de technologie plus élevé et une construction approfondie de la structure permet d'amener le coefficient de qualité de poids α à 0,127 (au lieu de 0,25 en FOW-2) avec le poids fini relatif μ K ~ 0.16.

Le traitement le plus grave dans la fusée B5B a été exposé au système de contrôle. Comme non, mais c'était la première fusée aérodynamiquement instable, équipée d'un très petit plumage de queue et une direction à l'air. Sur la même fusée, à l'avenir, la forme historique et le nouveau principe de fermeture du moteur ont été appliqués pour la première fois.

Sur la fusée B5V, l'alcool éthylique de 92% et l'oxygène liquide était toujours utilisé comme carburant. L'exploitation d'une fusée a montré que l'absence d'isolation thermique sur la surface latérale du réservoir d'oxygène n'entraîne pas de conséquences désagréables. Plusieurs évaporation élevée d'oxygène lors de la pré-entraînement sont facilement compensées par un retour d'information, c'est-à-dire un ravitaillement automatisé d'oxygène immédiatement avant le début. Cette opération est nécessaire en général pour toutes les roquettes sur des composants de carburant à faible bouillonnement.

Ainsi, après la fusée B5V, le circuit de support et la partie de la tête de séparation deviennent une réalité. Tous les missiles balistiques modernes liquides de longue portée et leurs fusées de support de niveau supérieur sont actuellement créées sur la base de ce système d'alimentation. C'est son développement sur la base de la technologie moderne et d'innombrables améliorations constructives, une image généralisée de la machine, qui en justice symbolise les sommets du progrès technique de notre époque.

Maintenant, la fusée B5V peut être considérée comme critique que lors de sa création, le missile FAU-2 a été envisagé. Lors de la maintenance de la disposition globale et des principes de base du régime d'électricité, il est possible de réduire davantage le poids et de l'augmentation des caractéristiques principales, et la solution à ce problème est facilement visualisée et clarifiée sur les exemples de structures ultérieures.

En figue. 3.3 montre une version à une étape du missile balistique américain "Tor"; Il a également été fait dans un circuit de support typique et a une tête de séparation. Le poids total des composants combustibles (oxygène + kérosène) est 45 tcavec un poisson pur de la structure (sans tête) 3.6 tc.Cela signifie ce qui suit. Si conditionnellement adopte le poids total des résidus de carburant 0.4 tc,pour un coefficient de qualité de poids familier α pour obtenir une valeur de 0,082. Prendre le poids de la tête d'environ 2 tc,nous obtenons le paramètre μ k \u003d 0,12. Il peut également être établi qu'avec une fibre creuse spécifique de carburant en oxygène-kérosène, adoptée égale à 300 unités, la gamme de ce missile est de 3000 km.

Au coeur des indicateurs de poids élevés fusée moderneEn particulier, il s'agit d'une étude approfondie de nombreux éléments, indiquée qu'il serait très difficile, mais certaines sont assez courantes et typiques, vous pouvez spécifier.

Murs de réservoirs de carburant 1 et 2 avoir une conception de gaufres. Il s'agit d'une coque à paroi mince en alliage d'aluminium à haute résistance avec des renforts transversaux longitudinaux fréquemment situés, jouant le même rôle que le réglage de la puissance dans le boîtier de missile FAU-2, mais avec une grande qualité de poids. Regardez actuellement, la construction de la plaquette est généralement fabriquée par fraisage mécanique. Dans certains cas, cependant, un fraisage chimique est également appliqué. Vide de l'épaisseur de la source d'impression h 0.il est soumis à une gravure soigneusement contrôlée dans de l'acide pour la partie de la surface où il est nécessaire de retirer le métal supplémentaire (le reste de la surface est pré-recouvert de vernis). L'épaisseur restante après la gravure h.il devrait assurer l'étanchéité et la résistance du panneau résultant à une pression interne donnée et les nervures longitudinales et transversales signalent la rigidité améliorée de courbure, qui détermine la stabilité de la conception lors de la compression axial. La régularité de la distribution des côtes longitudinales et transversales est intentionnellement violée dans la zone de soudure, qui, comme on le sait, a une résistance légèrement faible comparée à la feuille de location, ainsi que de la tête du refuge, où le fond doit être privé. . Dans ces endroits, l'épaisseur de la billette est sauvée inchangée.

Il existe d'autres moyens de fabriquer des structures de gaufres. Cependant, nous nous sommes délibérément arrêtés sur le fraisage chimique pour montrer comment le prix du sens littéral et figuratif est atteint ces indicateurs de pondération de la conception caractéristique de la technologie de fusée moderne.

Rocket "Thor" a un compartiment de queue raccourci et léger SÀ la fin de laquelle deux moteurs de contrôle sont attachés. Le refus du volant à gaz à gaz est associé, naturellement, avec sa résistance élevée à gaz-dynamique dans le flux de gaz expirant. L'utilisation des moteurs de contrôle quelque peu complique la conception, mais donne un gain important dans la main spécifique.

Dedite, il ne devrait pas y avoir les impressions que les caméras de contrôle sont apparues pour la première fois sur ce missile balistique. Un tel système de corps de gestion de l'énergie a été utilisé dans diverses versions et plus tôt, en particulier, sur le transporteur de roquettes est ou Soyua, dont il est à venir. La version à une étape du missile "Thor" est considérée ici exclusivement comme un exemple de génération de missiles balistiques après la fusée.

Presque tous les missiles balistiques sont également installés des moteurs de carburant solides de freinage 6. Ce n'est pas non plus des derniers nouveaux produits. Le problème des moteurs de frein est de ralentir le boîtier de la fusée, de le prendre de la tête avec sa séparation; C'est le cas qui ne signale pas la tête de la vitesse supplémentaire.

Éteindre le moteur liquide n'est pas instantané. Après la fermeture des soupapes de carburant de lignes de carburant, sur les fractions ultérieures d'une seconde, la combustion et l'évaporation des composants restants se poursuivent dans la chambre. En conséquence, la fusée reçoit un petit impulsion supplémentaire, appelé fonction d'impulsion. Lors du calcul de la plage, l'amendement est introduit dessus. Cependant, il est définitivement impossible de le faire, car l'impulsion ne possède passtabilité et changements du cas de l'affaire, qui est l'une des causes importantes de dissipation par plage. Afin de réduire cette dissipation, des moteurs de frein sont utilisés. Le moment d'inclusion est coordonné avec la commande pour éteindre le moteur liquide de telle sorte que l'impulsion de l'amersion est principalement compensée.

Il sera instructif de comparer les proportions géométriques des missiles B5V et de Tornet. La fusée B5V est plus allongée. Le rapport de longueur au diamètre (le soi-disant allongement de fusée)il est significativement plus grand que celui de la fusée "tor"; Environ 14 contre 8. Les différences d'allongement provoquent diverses préoccupations. Avec l'allongement croissant, la fréquence des oscillations transversales propres de la fusée, en tant que faisceau élastique, est réduite et il faut compter avec des perturbations qui entrent dans l'entrée du système de stabilisation à la suite de déplacements angulaires lorsque le boîtier est plié. En d'autres termes, la stabilisation doit être munie d'une fusée robuste, mais de pliage. Dans certains cas, il provoque de graves difficultés,

Avec une petite allongement de la fusée, cette question est naturellement éliminée, mais un autre problème survient - le rôle des perturbations des fluctuations transversales dans les réservoirs augmente et si la sélection appropriée des paramètres de l'automate de stabilisation est introuvable, il est nécessaire de trouver établir taks.partitions, limitant la mobilité des fluides. La figure montre partiellement les nœuds 7 pour fixer les oscillations dans le réservoir de carburant. Naturellement, une telle solution entraîne une détérioration des caractéristiques de poids de la fusée.

Le missile "Torus" ne doit pas être considéré comme un échantillon de perfection. Dans le même temps, avec des commentaires critiques sur sa mise en page, les projecteurs pourraient probablement s'opposer à leurs contre-mesures. En utilisant l'exemple de la fusée B2A, nous avons déjà constaté que la critique raisonnable d'une solution constructive ne peut être effectuée que par rapport à des conditions de conception et de production spécifiques, et les tâches principales - prometteuses des créateurs de la nouvelle voiture. Et la fusée "Thor" fait référence au nombre de tels sur la base de laquelle la création de systèmes de fusée et d'espace est possible.

L'invention concerne des systèmes d'espace de transport réutilisables. La fusée proposée contient un boîtier axisymétrique avec une charge utile, une installation de moteur de route et des amortisseurs de fonctionnement. Il existe un écran de protection thermique entre les racks des amortisseurs et la buse spécifiés, fabriqué sous la forme d'un compartiment creux à paroi mince d'un matériau résistant à la chaleur. Le résultat technique de l'invention consiste à minimiser les charges thermiques à gaz et aux thermiques sur les amortisseurs du moteur de marche de travail lors du démarrage et de l'atterrissage du missile porteur et de garantir la fiabilité requise des amortisseurs à une utilisation répétée (jusqu'à 50 fois). la fusée. 1 il.

Auteurs de brevets:
Vavilin Alexander Vasilyevich (ru)
Usolkin Yuri Yuri Yurievich (ru)
Fetisov Vyacheslav Aleksandrovich (ru)

Propriétaires du brevet RU 2309088:

ÉTAT FÉDÉRAL UNITAIRE "Centre de fusée d'état de l'État" KB. Académicien V.P. Maketeva "(ru)

L'invention concerne la technologie de la fusée et de l'espace, en particulier des systèmes d'espace de transport réutilisables (MTKS) d'une nouvelle génération de type «Rocket orbital d'espace - support d'appareils à étage» ("couronne") lorsqu'il s'agit de cinquante-approvisionnement de son utilisation Sans réparations majeures, qui constitue une alternative possible aux systèmes réutilisables ailés tels que la navette spatiale et le Buran.

Le système Corona est conçu pour éliminer la charge utile (vaisseau spatial (ka) et ka avec des blocs accélérés (RB) sur des orbites de hauteur à proximité de la hauteur de 200 à 500 km avec une inclinaison égale à l'inclinaison de l'orbite d'une ka obsolète ou proche de celui-ci.

On sait que lorsque la fusée démarre, il est situé sur le dispositif de démarrage, tandis qu'il s'agit d'une position verticale et repose sur quatre supports de support du compartiment de la queue, auquel le poids du missile et des charges de vent entièrement filtrés qui créent une Point de basculement qui sont les plus dangereux pour la force dans un compartiment à queue de fusée simultanée (voir, par exemple, à Pantsak. Théorie de vols et conception de missiles balistiques. - M.: Engineering mécanique, 1974, p.112, fig. 5.22, p.217 , Fig.11.8, p.219). La charge lorsque le parking de la fusée remplie est distribué à toutes les crochets de support.

L'une des questions fondamentales de la MTCC proposée est le développement d'amortisseurs de décollage (WPP).

Réalisé dans le Centre de fusée d'État (GRC) des travaux sur le projet "Crown" a montré que le cas de chargement le plus défavorable du WPP est l'atterrissage d'une fusée.

La charge sur le WPP lorsque le parking de la fusée entièrement filtrée est distribué à tous les supports, tandis que lorsque l'embarquement, avec une forte probabilité, en raison de la déviation autorisée de la position verticale du boîtier de fusée, il est possible de mettre en œuvre le boîtier lorsque la charge tombe sur un support. Compte tenu de la présence de la vitesse verticale, cette charge s'avère comparable ou même dépassant la charge sur le parking.

Cette circonstance a permis de décider du refus d'une table de départ spéciale, effectué les fonctions de puissance de ce dernier sur la fusée WPP, qui simplifie grandement les installations de départ des systèmes de type "Couronne" et, en conséquence, les coûts de leur construction est réduite.

L'analogue le plus proche de la présente invention est une "corona" réutilisable "Corona" du décollage vertical et de l'atterrissage contenant un boîtier axisymétrique avec une charge utile, une installation de moteur de marche et des amortisseurs de piste (voir Avvavilin, Yu.yu. Solkin "o Motifs possibles de développement de systèmes d'espace de transport réutilisables (MTC)», Collecte scientifique et technique, série XIY, numéro 1 (48), partie P, calcul, études expérimentales et conception de roquettes balistiques avec un début sous-marin, MIAS , 2002., p.121, figure 1, pp.129, fig.2).

L'inconvénient de la conception de la fusée-analogique est que son WPP est situé dans la zone d'exposition gazeuse et thermique à la flamme sortant de la buse centrale de l'installation musculaire principale (MDA) au début répété et à l'atterrissage de la Rocket, à la suite de laquelle le travail fiable de la conception d'un WPP n'est pas assuré par la ressource nécessitait son utilisation (jusqu'à une centaine de vols avec une réserve de vingt pour cent sur la ressource).

Le résultat technique utilisant un décollage vertical à plusieurs étapes et un missiles d'atterrissage à plusieurs étapes est de garantir la fiabilité souhaitée de la conception d'un WPP avec une utilisation cinquante-largeur d'un missile porteur en minimisant les charges dynamiques de gaz et de chaleur sur le WPP de le MDA de travail avec un début et des atterrissages répétés de la fusée.

L'essence de l'invention est que, dans une fusée verticale à plusieurs étages à un étage connu et un atterrissage contenant un boîtier axisymétrique avec une charge utile, une installation de moteur de marche et des amortisseurs de piste, y compris entre les taux d'amortisseurs de ruissellement et la buse du moteur de mars a installé l'écran de choc thermique..

Comparé à la fusée-analogique la plus proche, le porte-fusée réutilisable à un étage proposé du décollage vertical et de l'atterrissage présente les meilleures capacités opérationnelles fonctionnelles, car Il fournit la fiabilité nécessaire de la conception d'un WPP (pas inférieur à 0,9994) pour une période de fonctionnement donnée d'un missile de support (jusqu'à une centaine de lancements) en isolement (à l'aide d'un bouclier thermique) Porte-grille de WPP de gaz-dynamique et thermique Charges d'une MDA de travail à une ressource donnée (jusqu'à cent) vols Rocket de support lorsqu'il est répété début et atterrissage.

Pour expliquer l'essence technique de la présente invention, un diagramme du missilaire de support proposé avec un corps axisymétrique 1, Buse 2 de l'installation du moteur de marche, des racks de l'amortisseur de décollage 3 et un écran résistant à la chaleur résistant à la chaleur, qui isole le rack de l'amortisseur de décollage de la dynamique de gaz et l'effet thermique de la flamme de la buse centrale de l'installation du moteur de mars lors du décollage et de l'atterrissage de la fusée.

De cette façon, le décollage et l'atterrissage vertical de la roquette réutilisables proposés ont des capacités fonctionnelles et utiles plus larges par rapport à l'analogue le plus proche en augmentant la fiabilité d'un amortisseur d'amortisseur à une ressource donnée du missieur de support, qui est situé.

Porte-fusée réutilisable à un étage Porte-fusée verticale et atterrissage contenant un boîtier axisymétrique avec une charge utile, une installation de moteur de marche et des amortisseurs de piste, caractérisés en ce qu 'il est installé entre les taux d'amortisseurs d'écoulement et d'une buse d'engagement de la vapeur , fabriqué sous la forme d'un compartiment à paroi mince de moteur creux du matériau résistant à la chaleur.

Développement du système de plantation - le nombre de supports de leur appareil, sous réserve de la réduction de leur masse, une tâche très difficile ...

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Quel est l'appareil d'une fusée à plusieurs étages Nous analyserons sur l'exemple classique d'une fusée pour un vol dans l'espace décrit dans les œuvres de Tsiolkovsky, arrivée de la main-d'œuvre Rocket. C'était eux qu'ils étaient les premiers à publier une idée fondamentale de faire un multitude de missiles.

Le principe d'action de la fusée.

Afin de surmonter l'attrait terrestre, la fusée nécessite un grand stock de carburant, avec plus de carburant que nous prenons, plus la masse de la fusée est la masse de la fusée. Par conséquent, afin de réduire la masse de la fusée, elles sont construites sur le principe de la multiistabilité. Chaque étape peut être considérée comme une fusée séparée avec son propre moteur de fusée et une réserve de carburant pour vol.

Dispositif des étapes de la fusée spatiale.

La première étape de la fusée cosmique Le plus grand, dans la fusée pour le vol de l'espace des fenêtres de la 1ère étape peut atteindre 6 ans et plus que la cargaison difficile doit être portée dans l'espace, plus les moteurs de la première étape de la fusée.

DANS version classique Leurs trois sont disposées symétriquement sur les bords d'un triangle également enchaîné, car il s'agissait d'un convergent de fusée autour du périmètre. Cette étape est la plus grande et puissante, c'est elle qui enlève la fusée. Lorsque le carburant dans la première étape de la fusée est passé toute la scène est jeté.

Après cela, le mouvement de la fusée est contrôlé par les moteurs de la deuxième étape. Ils sont parfois appelés accélérateurs, car il utilise le moteur de la deuxième étape de la fusée atteint la première vitesse d'espace suffisante pour entrer dans l'orbite proche de la Terre.

Cela peut être répété plusieurs fois, chaque étape de la fusée pèse moins que la précédente, car avec un ensemble de hauteur, la force de l'attraction terrestre diminue.

Combien de fois ce processus est répété de nombreuses étapes contenant une fusée d'espace. La dernière étape de la fusée est destinée à la manœuvre (les moteurs de mars pour la correction de vol sont disponibles à chaque étape de la fusée) et offrant une charge utile et des cosmonautes à la destination.

Nous avons regardé l'appareil et principe d'action de la fuséeExactement également arrangé et fondamentalement différent des fusées multistagices balistiques de missiles cosmiques, arme effrayante transporteur arme nucléaire. Ils sont capables de détruire complètement la vie sur toute la planète et de soi.

Rockets balistiques à plusieurs étages Il va à la quasi-terre orbite et parfois de là, il y a frappé les cibles de terre séparées par des mauches avec des charges nucléaires. Dans le même temps, voler au point distant lui-même 20-25 minutes.

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Fusée à plusieurs étages

Une fusée dans laquelle la fusée de support comprend plus d'une étape. L'étape est la partie de la fusée séparée pendant le processus de vol, y compris les agrégats et les systèmes qui ont terminé leur fonctionnement au moment de la séparation. La chose principale partie de Les étapes sont une installation de moteur (voir moteur de fusée), dont la durée de fonctionnement détermine le temps de fonctionnement d'autres éléments de la scène.

Les installations automobiles appartenant à différentes étapes peuvent fonctionner à la fois en série et en parallèle. Avec un fonctionnement cohérent, le film Remarquez l'installation de l'étape suivante s'allume après l'achèvement des étapes précédentes dans les étapes précédentes. Avec le fonctionnement parallèle, les installations du moteur de marche des étapes adjacentes fonctionnent ensemble, mais l'installation de moteur de l'étape précédente complète l'opération et est séparée jusqu'à ce que l'étape suivante soit terminée. Les chambres sont déterminées par l'ordre de leur séparation de la fusée.

Le prototype de missiles multistagères est des roquettes composites, qui n'étaient pas censées séparer systématiquement les pièces d'échappement. Pour la première fois, les missiles constitutifs mentionnés au XVIe siècle du travail "sur pyrotechnique" (Venise, 1540) du scientifique italien et de l'ingénieur Roulotcho (1480-1539).

Au XVIIe siècle, le scientifique polonais-biélorusse-lithuanien Kazimir Seminovich (Seminavichus) (1600-1651) dans son livre "The Great Artmerary" (Amsterdam, 1650), qui pendant 150 ans est un travail scientifique fondamental sur l'artillerie et Pyrotechnics, conduit des dessins de fusée à plusieurs étages. C'était Semenovich, selon de nombreux spécialistes, est le premier inventeur d'une fusée à plusieurs étages.

Le premier brevet en 1911, un ingénieur belge Andre Bing a reçu une fusée à plusieurs étages. La fusée Binga est déplacée en raison de la sapeur constante de dames en poudre. En 1913, le propriétaire du brevet était le scientifique américain Robert Goddard. Dans la conception du lancement de l'année, une séparation séquentielle des étapes est fournie.

Au début du XXe siècle, un certain nombre de scientifiques renommés ont été engagés dans une étude de missiles à plusieurs étages. La contribution la plus significative à l'idée de créer et d'utiliser pratique des fusées à plusieurs étages a été faite par K.E. Tsiolkovsky (1857-1935), a décrit ses vues dans les œuvres de «Trains sur l'espace Rocket» (1927) et de la «plus grande vitesse de la fusée» (1935). Les idées de Tsiolkovsky K.e. Reçu généralisée et mise en œuvre.

Dans le RVSN, le premier missile à plusieurs étages adopté en 1960 était la fusée R-7 (voir fusée nomination stratégique). Les installations automobiles de deux marches de fusée, placées en parallèle, utilisant de l'oxygène liquide et du kérosène comme composants de carburant, fournis une livraison de 5400 kg. Charge utile pour portée jusqu'à 8 000 km. Il était impossible d'atteindre les mêmes résultats à une fusée à un étage. En outre, dans la pratique, il a été constaté que lorsque vous passez d'une seule étape à une conception de fusée à deux étapes, une augmentation multiple de la plage peut être obtenue avec une augmentation moins significative de la masse de départ.

Cet avantage a été manifesté de manière vivante lors de la création d'une fusée de plage moyenne à un étage P-14 et de deux étapes fusée intercontinentale P-16. Sous la similitude des principales caractéristiques de l'énergie, le vol Rocket R-16 est plus grand que les fusées R-14 2.5 fois et sa masse de départ n'est que de 1,6 fois.

Lors de la création de missiles modernes, le choix des chiffres est déterminé par de nombreux facteurs, à savoir les caractéristiques énergétiques des combustibles, les propriétés des matériaux structurels, la perfection de l'exécution structurelle des agrégats et des systèmes de fusée, etc. Il est également pris en compte que La conception de la fusée avec un nombre plus petit d'étapes est plus facile, son coût ci-dessous, le temps de création en bref. L'analyse de la conception des missiles modernes vous permet d'identifier la dépendance du nombre d'étapes du type de carburant et de la gamme de vols.