RU2003104290A - Способ доставки на орбиту сырьевого продукта, ракетная двигательная установка, ракета на её основе, способ выведения космических аппаратов на геостационарную орбиту, транспортная система для его осуществления и транспортно-заправочная система - Google Patents

Claims (19)

1. Способ доставки на орбиту сырьевого продукта, например воды, с использованием ракеты, заключающийся в том, что воду получают во время полета на борту ракеты из части компонентов топлива путем химического взаимодействия между ними с последующим охлаждением продуктов химического взаимодействия, отличающийся тем, что продукты химического взаимодействия охлаждают компонентами топлива, направляемыми в камеры сгорания двигательной установки ракеты.

2. Ракетная двигательная установка, включающая не менее чем один бак-накопитель и имеющая не менее чем один ракетный двигатель с насосной системой подачи топлива, в котором не менее чем для одного компонента топлива в тракт высокого давления, соединяющий выход насоса этого компонента с входом в камеру сгорания, встроен не менее, чем один теплообменный агрегат, включающий теплообменник, контур нагреваемого тела которого совмещен с частью тракта высокого давления этого компонента, и химический реактор, имеющий подводящие магистрали для подачи исходных компонентов, внутренний объем которого соединен с контуром теплоносителя теплообменника, отличающаяся тем, что конструкция теплообменного агрегата содержит устройство для отвода охлажденного продукта химического реактора из контура теплоносителя теплообменника в бак-накопитель.

3. Ракетная двигательная установка по п.2, отличающаяся тем, что в ее теплообменном агрегате устройство для отвода охлажденного продукта химического реактора включает отводящий трубопровод и установленный в нем регулируемый понижающий клапан.

4. Ракетная двигательная установка по п.2 или 3, отличающаяся тем, что в ней не менее чем для одного теплообменного агрегата проложен обводный дополнительный тракт высокого давления, имеющий соединения с основным до и после этого теплообменного агрегата, при этом в местах соединения установлены переключатели потока компонента топлива, а химические реакторы теплообменных агрегатов установлены с возможностью запуска во время полета.

5. Ракетная двигательная установка по п.2, или 3, или 4, отличающаяся тем, что в ней по крайней мере одна подводящая магистраль химического реактора соединена с топливной системой одного из компонентов топлива.

6. Ракетная двигательная установка по п.2 или 3, отличающаяся тем, что в ней по крайней мере одна подводящая магистраль химического реактора соединена с трактом высокого давления одного из компонентов топлива, а часть отводящего трубопровода, расположенная между теплообменником и регулируемым понижающим клапаном, соединена с трактом высокого давления горючего обратным трубопроводом, в тракте высокого давления в месте соединения с обратным трубопроводом установлен смеситель, а в месте соединения отводящего и обратного трубопроводов установлен переключатель потока охлажденного продукта.

7. Ракетная двигательная установка по п.6, отличающаяся тем, что на обратном трубопроводе установлен обратный клапан, имеющий пропускную способность в направлении тракта высокого давления.

8. Ракетная двигательная установка по любому из пп.2-5, отличающаяся тем, что конструкция теплообменного агрегата содержит конденсатор продукта, образующегося в химическом реакторе, сепаратор газовой и жидкой фазы этого продукта, а устройство для отвода охлажденного продукта реактора из контура теплоносителя теплообменника в бак-накопитель выполнено с возможностью работы в качестве конденсатоотводчика.

9. Ракетная двигательная установка по п.6 или 7, отличающаяся тем, что конструкция теплообменного агрегата содержит конденсатор продукта, образующегося в химическом реакторе, сепаратор газовой и жидкой фазы этого продукта, а устройство для отвода охлажденного продукта реактора из контура теплоносителя теплообменника за пределы двигателя выполнено с возможностью работы в качестве конденсатоотводчика.

10. Ракетная двигательная установка по п.9, отличающаяся тем, что на отводящем трубопроводе установлен дополнительный сепаратор газовой и жидкой фазы, а его выход газовой фазы соединен трубопроводом с трактом высокого давления горючего, на котором в месте соединения установлен смеситель.

11. Ракетная двигательная установка по п.9, отличающаяся тем, что переключатель потока конденсата продукта химического реактора, расположенный в месте соединения отводящего и обратного трубопроводов, снабжен дополнительным сепаратором газовой и жидкой фазы, при этом выход газовой фазы дополнительного сепаратора соединен с обратным трубопроводом в обход переключателя потока конденсата.

12. Ракета, имеющая ракетную двигательную установку, содержащую не менее трех топливных баков, включающих не менее одного топливного бака, опорожняющегося в полете раньше двух топливных баков, опорожняющихся последними, отличающаяся тем, что не менее чем один топливный бак, опорожняющийся раньше двух топливных баков, опорожняющихся последними, выполнен баком двойного назначения с возможностью размещения в нем как топлива, так и сырьевого продукта, а ракетная двигательная установка выполнена по любому из пп.2-11, при этом в ней в качестве баков-накопителей использованы баки двойного назначения, а на топливных магистралях, соединяющих баки двойного назначения с ракетными двигателями, установлены отсечные клапаны, кроме того, в ракете установлены дренажные клапаны, отделяющие объемы этих баков, ограниченные отсечными клапанами, от внешней среды, а отводящие трубопроводы, выходящие из расположенных в ракетной двигательной установке теплообменных агрегатов, соединены с этими баками и снабжены пусковыми клапанами.

13. Ракета по п.12, отличающаяся тем, что бак двойного назначения снабжен устройством для выемки сырьевого продукта в условиях орбитального полета, включающим герметичный стыковочный узел.

14. Ракета по п.12 или 13, отличающаяся тем, что она снабжена двигательными установками системы ориентации и коррекции орбиты, управляемыми и неуправляемыми аэродинамическими поверхностями, теплозащитным покрытием, средствами управления орбитальным полетом, спуском в атмосфере и мягкой посадки.

15. Ракета по п.12 или 13, отличающаяся тем, что топливные баки, не используемые для сбора сырьевого продукта, выполнены отдельным от остальной части ракеты блоком топливных баков, соединенным с ней разрывными силовыми связями, а также топливными магистралями и электрическими кабелями, оснащенными отрывными разъемами.

16. Ракета по п.15, отличающаяся тем, что ее часть, не содержащая топливные баки, размещенные в блоке топливных баков, выполнена в виде цельного блока, оснащенного двигательными установками системы ориентации и коррекции орбиты, управляемыми и неуправляемыми аэродинамическими поверхностями, теплозащитным покрытием, средствами управления орбитальным полетом, спуском в атмосфере и мягкой посадки.

17. Способ выведения космических аппаратов на геостационарную орбиту, заключающийся в доставке ракетой-носителем космического аппарата вместе с незаправленным разгонным блоком на орбитальный заправочный комплекс, расположенный на низкой орбите, заправке этого разгонного блока топливом, вырабатываемым на орбитальном заправочном комплексе с использованием сырьевого продукта, доставляемого ракетой, и дальнейшем перелете на геостационарную орбиту, отличающийся тем, что доставляемый на орбитальный заправочный комплекс сырьевой продукт получают во время полета на борту ракеты из части компонентов топлива путем химического взаимодействия между ними с последующим охлаждением продуктов химического взаимодействия компонентами топлива, направляемыми в камеры сгорания двигательной установки ракеты, и декомпрессированием этих продуктов.

18. Транспортная система для выведения космических аппаратов на геостационарную орбиту, включающая орбитальный заправочный комплекс, оборудованный для приема сырьевых продуктов, переработки их в компоненты топлива, а также для приема, обслуживания и дозаправки космических аппаратов и разгонных блоков, не менее одного типа ракет, предназначенных для снабжения орбитального заправочного комплекса сырьевыми продуктами, не менее одного типа ракет-носителей, последняя ступень которых оснащена средствами для межорбитального перелета к орбитальному заправочному комплексу и средствами обеспечения дозаправки в условиях орбитального полета, отличающаяся тем, что ракеты, предназначенные для снабжения орбитального заправочного комплекса сырьевыми продуктами, выполнены по любому из пп.12-16.

19. Транспортно-заправочная система для заправки на орбите космических аппаратов и ракетных блоков, включающая орбитальный заправочный комплекс, оборудованный для приема сырьевых продуктов, переработки их в компоненты топлива, а также для приема, обслуживания и дозаправки космических аппаратов и ракетных блоков, не менее одного типа ракет, предназначенных для снабжения орбитального заправочного комплекса сырьевыми продуктами, отличающаяся тем, что ракеты, предназначенные для снабжения орбитального заправочного комплекса сырьевыми продуктами, выполнены по любому из п.14 или 16, их корректирующие двигательные установки совместимы не менее чем с одним компонентом топлива, получаемым на орбитальном заправочном комплексе из доставляемых ракетами сырьевых продуктов, а баки корректирующих двигательных установок ракет, содержащие совместимый компонент топлива, снабжены устройствами, приспособленными для дозаправки этих баков в условиях орбитального полета, включающими герметичные стыковочные узлы.