Баллистическая возвращаемая капсула

(5) К АВТОРСКОМ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР(71) Конструкторское бюро "Салют" (72) С.В, Антоненко, Н,А, Есипов, Г.М, Иванов, В,1 С, Катушкин и А,Н, Фокин (56) Мауег В.,."Мозез,".,). Ярасесгай апб йосЕев, 20, М 2, 1983, р, 158-1 63,Гзтленд К, Космонавтика ближайших лет. М,: Воениздат МО СССР, 1964, с. 205. .(54) БАЛЛИСТИЧЕСКАЯ ВОЗВРАЩАЕМАЯ КАПСУЛА Изобретение относится к космическим аппаратам для возвращения в атмосферу Земли, торможения и посадки,Целью изобретения является улучшение эксплуатационных характеристик капсулы путем уменьшения вибрационных нагрузок при спуске в плотных слоях атмосферы.На фиг, 1 приведена общая схема устройства в исходном положении; на фиг. 2 - ниппельное устройство; на фиг, 3 - капсула после подачи давления вгерметичную оболочку; на фиг. 4 - строение герметичной оболочки: на фиг. 5 - общая схема капсулы после подачи давления в герметичную оболочку и сброса теплозащитного покрытия,Баллистическая возвращаемая капсула 1 (фиг, 1) включает в себя корпус 2 со сбрасываемой теплозащитой 3. Капсула 1 выполнена в виде цилиндра 5 с передним конусом 5 и притуплением по сФере 6. Капсула 1 имеет коническую юбку 7,(57) Использование: доставка по груза с космического объекта на Сущность изобретения; капсула с корпус, снабженный сбрасываемо защитой ГГЗП), Капсула снабжена н герметичной оболочкой, размещенн зоре между корпусом и ТЗП. Зап оболочки газом происходит при от капсулы от космического объекта, в тате чего корпус и ТЗП поджимаютс точным давлением; что с вибрационные нагрузки на капсулу спуске в плотных слоях атмосферы. лезного Землю. одержит й теплоадувной ой взаолнение делениирезулья иэбынижвет при ее 5 ил. Внутри корпуса 2 размещена полезная нагрузка 8. Корпус 2 закрыт гермоднищем 9. Теплозащита 3 выполнена в виде неразьемной цельной оболочки. Корпус 2 выполнен из двух частей. В йервой из них (передней) размещена полезная нагрузка 8, а во второй (донная часть) - система автоматики 10, электропитания 11, поиска 12 капсулы. Для схода с орбиты предусмотрена тормозная двигательная установка 13, а для стабилизации положения капсулц - двигатели стабилизации 14.В донной части размещены таске парашютная система 15 в парашютном отсеке 16, устройство отделения 17 двигателей тормозного и стабилизации, которые установлены на раме 18,Для установки и взаимной связи отсеков корпуса капсулы предусмотрены шпангоуты 19, 20. 21, 22. Гермоднище 9 крепится к корпусу 2 при помощи замков 23. Остальные замковце устройства на чертежах не показаны,При необходимости в носовой части 24 капсулы 1 может быть установлен балансир 25. Под теплозащитой 3 по всей длине капсули 1 размещена ермеичная оболочка 26, имеющая по крайней мере одно ниппельное устройство 27 размещенное в донной части 28 капсулы 1 и связанное с источникомдавления 29 через устройство автоматической расстыковки 30 (Фиг. 2). Ниппельное устройство 27 герметичной оболочки 26 крепится к корпусу 2 капсулы при помощи гайки 31, На фиг, 2 представлена позиция после разьединения связи с источником питания,На фиг. 3 показана герметичная оболочка 26, заполненная сжатым газом 32.Сбрасываемая теплоэащита 3 выполнена по форме конструктивно подобной корпусу капсулы и размещена с зазором Л концентрично корпусу 2 (фиг. 1 и 3). Теплоэащита 3 и корпус 2 связаны между собой в донной части 28, например, при помощи трех силовых замковых устройств (не показаны), которые воспринимают все продольные нагрузки. Учитывая, что спуск капсулы производится при небольших траекторных углах входа в плотные слои атмосферы ( - 2,5), нагрузки, действующие на капсулу при спуске в плотных слоях атмосферы, относительно невелики и усилия, действующие на каждое из силовых замковых устройств, составляют ориентировочно 0,51,0 т,Эти нагрузки частично снимаются с замковых устройств ввиду наличия трения между заполненной сжатым газом 32 герметичной оболочкой 26, теплозащитой 3 и корпусом 2 капсулы 1,Герметичная оболочка 26 внутри разделена в продольном и поперечном направлениях на секции 33 перегородками 34. Секции 33 связаны между собой по крайней мере двумя клапанами 35 и 36, например, мембранного типа, работающими в противоположных направлениях, установленными в перегородках 34 (фиг. 4). Вместо клапанов могут быть выполнены калиброванные отверстия,На фиг, 5 представлена баллистическая возвращаемая капсула 1 после сброса теплозащиты 3. Под действием сжатого газа 32 герметичная оболочка 26 расправляется, образуя чехол вокруг капсулы 1. Источник давления 29 имеет механизм задействования 37.Устройство работает следующим образом.Система управления КА выдает команду на отделение от него баллистической возвращаемой капсулы 1. Г 1 о этой команде срабатывает механизм задействования 37 источника давления 29 и сжатый гаэ заполняет герметичную оболочку 26, поджимаятеплозащиту 3 (изнутри) и корпус 2 (снаружи), После этого капсула отделяется от КА и5 отходит от него на безопасное расстояние,где запускается ТДУ, обеспечивая сход капсулы с орбиты. На этапе удаления от КА иработы ТДУ работают двигатели стабилизации 14, обеспечивая заданную ориентацию10 продольной оси капсулы в космическом пространстве.После окончания работы ТДУ двигателиторможения и стабилизации вместе с рамой18 и источником давления 29 отделяются от15 капсулы. Капсула продолжает автономныйполет по баллистической траектории спускав плотных слоях атмосферы до высоты 20км, где по команде системы автоматики 10капсулы 1 производится отстрел крышки па 20 рашютного отсека и вывод в поток тормозного парашюта,Дальнейший полет осуществляется на.тормозном парашюте до высоты = 10 км,где производится ввод в поток основногопарашюта, задействование системы поискакапсулы (выброс дипольных отражателей,задействование радиомаяка, размещенногона капсуле 1), сброс теплоэащитй. Послесброса теплозащиты 3 герметичная оболоч 30 ка 26 расправляется, принимая рабочее положение для встречи с поверхностью земли.В момент сброса теплозащиты 3 после расстыковки силовых замковых устройств, связывающих теплозащиту 3 с корпусом 235 капсулы 1, одновременно с раскрытием основного парашюта действует давление 32герметичной оболочки 26, способствуя более быстрому сбросу теплозащиты 3 с корпуса 2.40 В момент соприкосновения с поверхностью земли по сигналу пьезодатчика система автоматики отстреливает (обрезает)парашют и капсула своей герметичной оболочкой 26 начинает взаимодействие с зем 45 лей (водой). При этом секция ЗЗ капсулы,которая, например, первой коснулась земли, начинает обжиматься, перекачивая сжатый газ из этой секции в соседние секциичерез, например, клапан 35, По мере обжа 50 тия соседних секций 33 то же происходит ис ними, Перекачка сжатого газа в соседниесекции происходит в соответствии с проходными размерами и количеством, например,клапанов 35. Теоретически и эксперимен 55 тально можно подобрать оптимальные характеристики этих клапанов или простокалиброванных отверстий,После полного гашения скорости капсулы сжатый гаэ из необжатых при приземлении секций, вобравших в себя сжатый газ изобжатых секций, начинает возвращаться в Предложенное конструктивное испол- первоначально обжатые секции, но через кение баллистической возвращаемой капдругие, например, мембранные клапаны 36. сулы позволяет обеспечить улучшение Характеристики этих клапанов подбирают- эксплуатационных характеристик капсулы ся так, чтобы устранить подпрыгивание кап путем уменьшения вибрационных нагрузок сулы, при спуске в плотных слоях атмосферы, усПоскольку капсула спускается на пара- корения сброса теплозащиты с корпуса капшюте, закрепленном в донной части капсу- сулы.лы, то наиболее вероятна первичная Вместо нескольких обычно используе- встреча с землей носовой частью капсулы, 10 мых систем(системы мягкой посадки, систеПосле отстрела парашюта капсула начинает мы спасения и ри и ри вод нении, заваливаться на боковую поверхность. При дополнительной теплоизоляции на земле) этом будут обжиматься соответствующие предлагается одна герметичная оболочка, секции 33 герметичной оболочки 26 на боко- выполняющая функции всех этих систем.вой поверхности и хвостовой юбке(фиг. 5) и 15 При этом источник. давления, используемый будут аналогично проходить процессы, опи- для заполнения этой оболочки сжатым гасанные выше.зом, отделяется от капсулы вместе с двигаНазаключительномэтапеприземления телями тормозным и стабилизации икапсула примет устойчивое положение на занимает минимальный полезный объем земле, давление в секциях 33 герметичной 20 капсулы.оболочки 26 выровняется. Вокруг капсулы Формула изобретения будет термоиэолирующая оболочка, кото- Баллистическая возвращаемая капсула, рая на некоторое (расчетное) время предо- содержащая корпус с установленным на хранит ее от чрезмерного перегрева летом нем сбрасываемым теплоэащитным покрыи переохлаждения зимой, 25 тием, выполненным конструктивно подоДля уменьшения термопоглощения . бным корпусу и связанным с ним " оболочки ее наружная поверхность должна посредством элементов отделения, причембыть покрыта слоем материала (напыление) теплозащитное покрытие установлено с зас высокими отражающими характеристика- зором по отношению к корпусу, о тл и ч а ю 30 щ а я с я тем, что, с целью улучшения эксЗазор Л (фиг,3) выбирается(теорети- плуатационных характеристик капсулы пу" чесКи и экспериментально) таким образом, тем. уменьшения вибрационных нагрузок чтобы обеспечить максимальное гашение при спуске в плотных слоях атмосферы, капвибрационных нагрузок при спуске капсулы сула снабжена надувной герметичной обов плотных слоях атмосферы, 35 лочкой, размещенной в зазоре междукорпусом и теплозащитным покрытием.1818285 Составитель Ю.КудакаевТехред М,Моргентал Корректор М, Милюкова едакто П изводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101 Заказ 1923 ВНИИПИ Тираж сударственного ко И 3035, Митета по изобретениям и ва, Ж, Раушская наб,ноерцтиям при ГК