Forbidden

You don't have permission to access /zzz_siteguard.php on this server.

СИСТЕМА НАДДУВА ТОПЛИВНЫХ БАКОВ ДВИГАТЕЛЬНОЙ УСТАНОВКИ КОСМИЧЕСКОГО ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА - Патент РФ 2119082
Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
СИСТЕМА НАДДУВА ТОПЛИВНЫХ БАКОВ ДВИГАТЕЛЬНОЙ УСТАНОВКИ КОСМИЧЕСКОГО ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА
СИСТЕМА НАДДУВА ТОПЛИВНЫХ БАКОВ ДВИГАТЕЛЬНОЙ УСТАНОВКИ КОСМИЧЕСКОГО ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА

СИСТЕМА НАДДУВА ТОПЛИВНЫХ БАКОВ ДВИГАТЕЛЬНОЙ УСТАНОВКИ КОСМИЧЕСКОГО ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Система наддува топливных баков двигательной установки космического летательного аппарата предназначена для проектирования и эксплуатации реактивных двигательных установок космических летательных аппаратов. Система наддува топливных баков двигательной установки содержит блок управления электропневмоклапанами 9, герметичный газонаполненный контейнер 1 с размещенным в нем бортовым компрессором 2. Он связан пневмомагистралями низкого давления 3, 4 с газовыми полостями 5, 6 соответствующих топливных баков 7, 8. В системе наддува на одной из магистралей 14 последовательно установлены фильтр 10, электропневмоклапан 11, газовый редуктор 12 и сигнализатор давления 13. Причем эта магистраль сообщена дополнительной магистралью непосредственно с объемом контейнера. Электропневмоклапан электрически связан через блок управления электропневмоклапанами с сигнализатором давления. Предлагаемое техническое решение позволяет снизить массу и упростить конструкцию компрессорного агрегата при одновременном повышении надежности при эксплуатации компрессора и системы наддува в целом в условиях космического орбитального полета. 1 ил.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2119082
Класс(ы) патента: F02K9/44
Номер заявки: 96111298/06
Дата подачи заявки: 04.06.1996
Дата публикации: 20.09.1998
Заявитель(и): Ракетно-космическая корпорация "Энергия" им.С.П.Королева
Автор(ы): Гореликов В.И.; Сарычев Л.Н.; Цихоцкий В.М.
Патентообладатель(и): Ракетно-космическая корпорация "Энергия" им.С.П.Королева
Описание изобретения: Изобретение относится к космической технике, а также к области проектирования и эксплуатации реактивных двигательных установок (РДУ) космических летательных аппаратов (КЛА).
Системы наддува топливных баков двигательной установки (ДУ) КЛА используются в современных РДУ/КЛА, применяемых для создания импульсов тяги, необходимых как для перемещения центра масс КЛА (коррекция траектории движения, торможение КЛА для обеспечения его схода с орбиты), так и для создания управляющих моментов относительно его центра масс (ориентация, развороты и т.д.). Импульсы тяги для различных режимов управления аппаратом в пространстве создаются с помощью имеющихся на борту реактивных двигателей (РД), величины тяг которых в зависимости от их назначения изменяются в широких пределах (от нескольких сотен кГс до единиц и менее кГс). Работа указанных двигателей с заданными параметрами обеспечивается системами наддува топливных баков и подачи топлива к входам двигателей.
Известны системы наддува топливных баков горючего и окислителя двигательной установки космического летательного аппарата (см., например, Мелькумов Т. М. и др. Ракетные двигатели. - М.: Машиностроение, 1976). Системы наддува содержат баллоны высокого давления, заполненные газом, например азотом, которые служат для обеспечения выдавливания топлива из топливных баков и подачи его к реактивным двигателям двигательной установки. Баллоны высокого давления связаны с полостями наддува топливных баков посредством магистралей низкого давления, содержащих отсечные клапаны, газовые редукторы и обратные клапаны. Запас газа наддува в баллонах высокого давления в таких системах рассчитан на одноразовое полное выдавливание топлива из топливных баков. Повторной заправки в космосе топливных баков горючим и окислителем здесь обеспечить невозможно из-за отсутствия источника перекачки газа из полостей наддува обратно в полости баллонов высокого давления, т.е. нет возможности привести систему в исходное состояние для повторной дозаправки топливом двигательной установки в условиях космического полета, например, от космического заправщика.
Недостатками таких систем является малая живучесть системы, низкая надежность и невозможность многоразового использования системы наддува для дозаправки топливом топливных баков в условиях космического полета.
Известна также система наддува топливных баков ДУ КЛА (см., например, патент Великобритании, N 2051246, кл. F 04 F 1/06, F 02 K 9/50, 1981), содержащая герметичный контейнер с размещенным в нем бортовым компрессором, связанным пневмомагистралями низкого давления с газовыми полостями соответствующих топливных баков, и блок управления электропневмоклапанами.
В таких системах наличие в составе ДУ собственного бортового компрессора позволяет производить перекачку газа из полостей наддува топливных баков в баллоны системы наддува перед каждой дозаправкой топливных баков от космического заправщика, таким образом приводя в исходное состояние систему наддува газовых полостей топливных баков. Здесь для обеспечения работоспособности компрессора в условиях невесомости и вакуума предусмотрен герметичный газонаполненный контейнер, в котором установлен компрессор. Компрессор, работающий на Земле, в условиях космоса неработоспособен без поддержания постоянного заданного давления газа, например, азота в контейнере, которое обеспечивается за счет введения в состав контейнера специальных баллонов для подпитки контейнера газом, но это отрицательно сказывается на массе и усложняет конструкцию компрессорного агрегата и системы в целом, а также не обеспечивается надежное поддержание давления в контейнере на заданном уровне.
Задачей настоящего изобретения является создание системы наддува топливных баков ДУ КЛА, отвечающей требованиям снижения массы и упрощения конструкции при одновременном повышении надежности работы компрессора в условиях космического вакуума.
Сущность изобретения заключается в том, что в системе наддува топливных баков ДУ КЛА, содержащей герметичный газонаполненный контейнер с размещенным в нем бортовым компрессором, связанным пневмомагистралями низкого давления с газовыми полостями соответствующих топливных баков, и блок управления электропневмоклапанами, одна из пневмомагистралей через последовательно установленные фильтр, электропневмоклапан, газовый редуктор и сигнализатор давления сообщена дополнительной магистралью непосредственно с объемом контейнера, причем электропневмоклапан электрически связан через блок управления электропневмоклапанами с сигнализатором давления.
Технический результат заключается в том, что по сравнению с известными техническими решениями вновь созданная система наддува топливных баков ДУ КЛА обеспечивает не только высокую надежность работы компрессора, но и снижение массы и упрощение конструкции компрессорного агрегата.
Введение в состав системы наддува топливных баков ДУ КЛА дополнительной магистрали, сообщающей одну из пневмомагистралей через последовательно установленные фильтр, электропневмоклапан, газовый редуктор и сигнализатор давления непосредственно с объемом контейнера, обеспечивает постоянное поддержание заданного и необходимого для работы компрессора давления, например, 0,65 кГс/см2, в объеме контейнера.
Техническое решение в части введения в состав системы наддува топливных баков ДУ КЛА дополнительной магистрали, сообщающей одну из пневмомагистралей через последовательно установленные фильтр, электропневмоклапан, газовый редуктор и сигнализатор давления непосредственно с объемом контейнера с размещенным в нем компрессором, а также электрическая связь через блок автоматики и управления пневмоэлектроклапана с сигнализатором давления и взаимная конструктивная связь всех составных элементов устройства системы обеспечивает снижение массы и упрощение конструкции с одновременным повышением надежности, что подтверждено испытаниями опытных образцов, изготовленных с использованием предлагаемого технического решения.
Использование предлагаемой системы наддува топливных баков ДУ КЛА, например, на космическом орбитальном комплексе типа "Мир" - "Союз-ТМ" - "Прогресс" - "Шатлл" позволит дать значительный экономический эффект за счет снижения массы и упрощения конструкции с одновременным повышением надежности при эксплуатации данной системы.
Суть изобретения поясняется чертежом.
Предлагаемая система наддува топливных баков ДУ КЛА состоит из следующих основных узлов, деталей и агрегатов: герметичного газонаполненного контейнера 1 с размещенным в нем бортовым компрессором 2, связанным пневмомагистралями низкого давления 3, 4 с газовыми полостями 5, 6 соответствующих топливных баков 7, 8, и блока управления электропневмоклапанами 9. Пневмомагистраль низкого давления 3 через последовательно установленные фильтр 10, электропневмоклапан 11, газовый редуктор 12 и сигнализатор давления 13 сообщена дополнительной магистралью 14 непосредственно с объемом 15 контейнера 1. Электропневмоклапан 11 электрически связан через блок управления электропневмоклапанами 9 с сигнализатором давления 13.
Работает система наддува топливных баков ДУ КЛА в режиме перекачки газа, например, газообразного азота из газовых полостей 5, 6 топливных баков горючего 7 и окислителя 8 в баллоны высокого давления 16, 17 следующим образом.
Перед включением компрессора 2 в работу открывают все отсечные клапаны 18 и после пуска компрессора 2 производят откачку газа из газовых полостей 5, 6 топливных баков 7, 8 и закачку его с высоким давлением через пневмомагистрали высокого давления 19, 20 в соответствующие газовые баллоны 16, 17, затем закрывают отсечные клапаны 18. Таким образом система наддува приводится в исходное рабочее состояние, готовое к заправке баков 7, 8 горючим и окислителем от космического заправщика. Из баков 7, 8 топливо подается к реактивным двигателям 21.
В случае падения давления ниже заданного в объеме 15 контейнера 1, например, за счет появления микротечей в корпусе контейнера 1 срабатывает сигнализатор давления 13, выход которого через блок управления электропневмоклапанами 9 электрически связан с электропневмоклапаном 11, при этом электропневмоклапан открывается по команде от блока управления электропневмоклапанами 9, и происходит подпитка контейнера газом из пневмомагистрали 3 до заданного давления, после чего электропневмоклапан 11 закрывается по команде от блока управления электропневмоклапанами 9. Таким образом, не имея специальных баллонов для подпитки и поддержания заданного давления, в контейнере обеспечивается гарантированное заданное давление газа в объеме контейнера от уже существующих пневмомагистралей низкого давления и надежная работа бортового компрессора в процессе эксплуатации ДУ КЛА в условиях космического вакуума на орбите Земли, что обеспечивает выполнение поставленной задачи.
Формула изобретения: Система наддува топливных баков двигательной установки космического летательного аппарата, содержащая пневмомагистрали, связанные с газовыми полостями соответствующих топливных баков, и клапаны, установленные на пневмомагистралях, отличающаяся тем, что содержит герметичный газонаполненный контейнер с размещенным в нем бортовым компрессором, фильтр, электропневмоклапан, газовый редуктор, сигнализатор давления, блок управления электропневмоклапанами, а также дополнительную магистраль, причем фильтр, электропневмоклапан, газовый редуктор, сигнализатор давления установлены последовательно и сообщены через дополнительную магистраль с объемом контейнера, причем электропневмоклапан электрически связан через блок управления электропневмоклапанами с сигнализатором давления.