Способ выведения воздушно-космического самолета на орбиту

ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ К ПАТЕ СР О С И Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам(76) Абросимов Николай Васильевич; ГораАлександр Анатольевич, Ковалевский МихаилМаркович; Макаров Валентин Алексеевич(54) СПОСОБ ВЫВЕДЕНИЯ ВОЗДУШНО-КОСМИЧЕСКОГО САМОЛЕТА НА ОРБИТУ(57) Использование выведение воздушно-космического самолета на орбиту Сущность изобретения: воздушно-космический самолет 1 оазгоняютгоризонтально с использованием стартовой тележки до скорости, соответствующей числу М = 0,9 -1,5, после чего осуществляют взлет и дальнейшийразгон по траектории выведенил нэ орбиту с использованием собственной двигательной установкивключающей в свой состав жидкостный ракетныйдвигатель 4 и прямоточный воздушно-реактивный и 9) ЩЛ (и) 2001003 С 1 (5 Ц 1 двигатель 5, работающие на двух видах горючего, причем разгон по траектории выведения с использованием жидкостного ракетного двигателя 4 до скорости, соответствующей числу М = 2,0 - 6,0, осуществляют с использованием углеводородного горючего, после чего жидкостный ракетный двигатель 4 отключают, а дальнейший разгон осуществляют с использованием прямоточного воздушно- реактивного двигателя 5, который до скорости, соответствующей числу М = 5,0 - 70, работает на углеводородном горючем, после чего его переключают на питание жидким водородом и ра к оняют воздушно-космический самолет 1 до скорости, соответствуощей числу М = 13 - 16, лри достижении которой прлмоточный воздушно-реактивный двигатель 5 отключают и повторно включаю кидкостный ракетный двигатель 4, причем в ка к спзе горюего для него используют жидкий водород 6 ил.чИзобретение относится к космической технике, в частности к космическим транспортным кораблям многократного применения.Известен способ выведения воздушно- космического самолета (ВКС) на орбиту, включающий его горизонтальный разгон с использованием стартовой тележки, взлет и дальнейший разгон по траектории выведения на орбиту с использованием собственной силовой установки, включающей в свой состав жидкостный ракетный двигатель, работающий на двух видах горючего, причем на начальном участке траектории используют углеводородное горючее, э нэ конечном участке - жидкий водород.Недостатком известного способа является высокая стоимость выведенияэ орбиту единицы массы полезного груза за счет высокой стартовой массы ВКС, обусловленной большой потребной массой жидкого кислорода,Ожидаемый технический результат от использования изобретения заключается в обеспечении воэможности увеличения массы выводимого на орбиту полезного груза за счет умвньшения массы зэправляемого перед стартом жидкого кислородапутем использования атмосферного кислорода в процессе разгона ВКС до орбитальной скорости,Указанный технический реэупьта достигается тем, что в способе выведения воздушно-космического самолета на орбиту, включающем его горизонтальный разгон с использованием стартовой тележки взлет и дальнейший разгон по траектории вьведения на орбиту с использованием собственной силовой установки, вклочаощей в свой состав жидкостный ракетный двигатель, работающий на двух видах горочего, причем на начальном участке траектории используют углеводородное горючее, э на конечном участке - жидкий водород, разгон воздушно-космического самолета с использованием стартовой тележки осуществляют до скорости, соответствующей числу М = 0,8 - 1,5, разгон по траектории выведения с использованием жидкостного ракетного двигателя, работающего на углеводородном горючем, осуществлякл до скорости, соответствующей числу М = 2,0-6,0, после чего жидкостный ракетный двигагель отключают, адапьнейший разгон осуществллют с использованием прямоточного воздушно-реактивного двигателя, причем до скорости. соответствующей чисту М = 5,0-7,0, используют углеводородное горючее, после чего его переводят нэ питание жидким водородом и разгоняют воэдушно 30 35 9 полезнои нагрузки Привод 3 стартовойразгонной тележки 2 выполнен электромагнитного типа с использованием линейногоэлектродвигателя, бак 8 с углеводороднымгорючим размещен в крыле ВКС 1,Отсек 9 полезной нагрузки размещен ээбаками 6 и 7 по направлению полета,Выведение воздушно-космического самолета 1 на орбиту осуществляется следующим образом Воздушно-космический самолет 1 устанавливают на разгоннук тележку 2 и включают жидкостный ракетный двигатель 4 на режим малой тяги, составляющей 5-107 от номинальной, При этом в двигатель 4 под 45 50 эют жидкий кислород из бака 7 и углеводородное горючее из бака 8С лспгльзовэнием стартовой тележки 2, движущейся по электромагнитной трассе 3, ВКС 1 разгоняют до скорости 1.2 МПосле завершения разгонного участка ВКС 1 отделяют от раэгонной тележки 2 и одновременно переводя дниэтель 4 на номинальный рабочий режил, продолжая подавать тсг:ливс из баков 7 и 8ВКСээлетэгз нэ;лг обегенной силовой ус гвновкй, л рвэГн ну . ге че.кку,2 зэ" тоймажпвэют и Рв эввпв 3 нт нв,ус коднуо гоэициюПо в вэлег Гс)( 1 и: лн скоро сто М -, гГ " г у" ,гккучзкосмический самолет дскорости, соответствующей числу М = 13 -16, при достижении которой прямоточный воздушно-реактивный двигатель отключают и повторно вкпю чают жидкостный ракетный двигатель, а вкачестве горючего для него используют жидкий водород.Предложенный способ реализовывается с использованием многоразовой транс- "0 портной космической системы.На фиг,1 а,б,в представлен общий видмногоразовой транспортной космической системы; нэ фиг,2-5 - схема конструктивного выполнения воздушно-космического са молетэ виды сбоку:и в плане, сечения А-Аи Е-Б нэ фиг.1); на фиг.б - графики изменения скорости и высоты полета ВКС и скоростного напора по времени полета.Многоразовал транспортная космиче скал системз содержит воздушно-космический самолет 1 стартовую раэгонную тележку 2 с приводом 3.Воэдишно-космический самолет 1 содержит силовую установку, включающую в свой состав жидкостный ракетный двигатель 4, прямоточный воздушно-реактивный двигатель 5, бак 6 с жидким водородом, бак 7 сгжидким кислородом, бак 8 с углеводородным горючим, например керосином, и отсек2001003 ют и одновременно включают прямоточный воздушно-реактивный двигатель 5, подавая нз нео у:леводородное горючее иэ бака 8.Г 1 ри достижении скорости полета М 6 переводят двигатель 5 на питание жидким 5 водородом иэ бака 6 и разгоняют ВКС 1 до скорости М=14,5, после чего двигатель 5 отключают и вновь включают жидкостный ракетный двигатель 4 с питанием его жидким водородом из бака 6 и жидким кислородом 10 из бака 7, На этих двигателях 4 ВКС 1 выводится на орбиту. 15 ного двигателя при его работе науглеводородном горючем осуществляют доскорости, соответствующей числу М - 2,06,0,О, после чего жидкостный ракетный двиго,гатель отключают, а дальнейший раз ог носуществляют с использованием прямоточного воздушно-реактивного двигателя,причем до скорости, соответствующей числу М = 5,0 - 7,0, используют углеводородное горючее. после чего его переводят на25 питание жидким водородом и разгоняютвоздушно-космический самолет до скорости, соответствующей числу М =- 13 - 16, подостижении которой прямоточный воздушно-реактивный двигатель отключают, повторно включают жидкостный ракетныйдвигатель, причем в качестве горючего используют жидкий водород. 35 ф Формула изобретения .СПОСОБ ВЫВЕДЕНИЯ ВОЗДУШНО-КОСМИЧЕСКО- го сдмолетд нд ОгБиту, включающий его горизонтальный разгон с использованием стартовой тележки, взлет и дальнейший разгон по траектории выведения на орбиту с использованием собственной двигательной установки, включающей в свой состав жидкостный ракетный двигатель, работающий на двух видах горючего, причем на начальном участке траектории выведения на орбиту используют углеводородное горючее, а на конечном - жидкий водород, отличающийся тем, что разгон воздушно-космического самолета с использованием стартовой тележки осуществляют до скорости, соответствующей числу М = 0,8 - 1,5, разгон по траектории выведе-ния с использованием жидкостного ракетИспользование изобре 1 енич позволяет снизить массу конструкции эа счет отказа от громоздкого шасси и уменьшения примерно втрое необходимой площади крыльев, массу заправляемого жидкого кислорода, что при прочих равных условиях позволяет снизить затраты на доставку на орбиту единицы массы полезного груза.