[go: up one dir, main page]

WO2017018903A1 - Method for placing a payload into orbit using a carrier rocket - Google Patents

Method for placing a payload into orbit using a carrier rocket Download PDF

Info

Publication number
WO2017018903A1
WO2017018903A1 PCT/RU2015/000473 RU2015000473W WO2017018903A1 WO 2017018903 A1 WO2017018903 A1 WO 2017018903A1 RU 2015000473 W RU2015000473 W RU 2015000473W WO 2017018903 A1 WO2017018903 A1 WO 2017018903A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
rocket
central
thrust
engine
engines
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/RU2015/000473
Other languages
French (fr)
Russian (ru)
Inventor
Сергей Борисович БЫКОВСКИЙ
Павел Сергеевич ПУШКИН
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Cosmocourse (llc Cosmocourse) LLC
Original Assignee
Cosmocourse (llc Cosmocourse) LLC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Cosmocourse (llc Cosmocourse) LLC filed Critical Cosmocourse (llc Cosmocourse) LLC
Priority to PCT/RU2015/000473 priority Critical patent/WO2017018903A1/en
Publication of WO2017018903A1 publication Critical patent/WO2017018903A1/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64GCOSMONAUTICS; VEHICLES OR EQUIPMENT THEREFOR
    • B64G1/00Cosmonautic vehicles

Definitions

  • the invention relates to the field of rocket and space technology and can find application in the creation and modernization of missile systems for various purposes, including means of launching payloads into low Earth orbit and launching payloads to a suborbital ballistic trajectory.
  • the known method includes attaching, in accordance with the launch program, to the central missile unit of a tandemly located booster missile unit and a head unit with a payload, forming a lower multi-block package of missile units by attaching side missile units to the central missile unit, turning on the start of all marching rocket engine side and central missile blocks, the joint operation of the main and lateral rocket blocks marching liquid propellant rocket engines until the side rocket blocks generate fuel, turning off the neck rocket engine of the side rocket blocks and separation of the side rocket blocks from the central rocket block while continuing to operate the mid-range rocket engine of the central rocket block before fuel is generated from it, shutdown of the main rocket rocket engine of the central rocket block, separation of the tandem located booster rocket and head block from the central rocket block, and the subsequent overclocking the head unit until it goes into orbit.
  • the disadvantage of this scheme is that the central missile unit has large dimensions and mass compared to the side missile units and carries more fuel in its tanks, which ensures a longer operation of its marching rocket engine. This affects the energy capabilities of the packet scheme, since the mass of the central unit includes a large fraction of the mass of the structure that provides fuel storage for the operation of the rocket engine at the stage of flight of the first stage.
  • the closest analogue is the solution "method of putting into payload the orbit of a multifunctional launch vehicle of a combined circuit with marching liquid propellant rocket propulsion systems (jets), a multifunctional launch rocket of a combined circuit with marching rocket engines and a method for its development" described in RF patent jN ° 2161 108, published December 27, 2000.
  • the patent discloses Angara launch vehicles with a packet arrangement of rocket blocks of the first and second stages.
  • a combined circuit is used with a lower multiblock package of identical rocket blocks having adjustable marching rocket engines with the same nominal thrust, when the launch vehicle starts, the marching rocket engines of the side rocket blocks are brought to rated thrust, and the main marching rocket engine of the central missile block - to thrust equal to 90 ... 100% of the nominal value, and maintain it unchanged until the launch vehicle reaches longitudinal acceleration of 12.7 ... 16.7 m / s (1.3 ... 1.7 g), then reduce the thrust of the mid-range rocket engine missile block up to 0.3 ...
  • the thrust of the marching rocket engine of the central unit is increased to the nominal value.
  • the use of adjustable marching liquid propellant rocket engines in these missile blocks allows to fully realize the energy capabilities of the lower multiblock package of missile blocks at the start, and a subsequent decrease in the thrust of the main missile propellant rocket engine to 0.3 ... 0.5 of the nominal thrust ensures that it remains in the central rocket fuel supply unit for its marching rocket engine after separation of the side rocket blocks.
  • the thrust reduction of the marching liquid propellant rocket engine of the central missile unit begins after the launch vehicle reaches a longitudinal acceleration of 12.7 ... 16.7 m / s2 (1.3 ...
  • the problem to which this invention is directed is to create a method of flight of launch vehicles with a packet arrangement of rocket blocks of the first and second stages, which allows to increase the mass of the payload.
  • the technical result is to increase the load capacity of the exploited and developed launch vehicles with minimal changes in their design.
  • a method for putting payload into orbit with a launch vehicle with a multiblock package of missile units of a combined scheme includes the following steps: a. at the launch of the launch vehicle, marching liquid propellant propulsion systems (LRE) of the lateral and central missile units are launched for nominal thrust,
  • LRE liquid propellant propulsion systems
  • At least one engine of the mid-range main propellant rocket engine is switched off or throttled to a level below 0.3 of the nominal thrust
  • the head unit is brought out, including the tandemly arranged upper steps to a predetermined path.
  • stage b. occurs when the launch vehicle reaches longitudinal acceleration of 11.8 ... 16.7 m / s.
  • they can form a lower multiblock package of missile blocks with non-identical fuel tanks, mass-dimensional characteristics and mid-range rocket engines with the same or different nominal thrust. They can also form a lower multiblock package of rocket blocks with various components of rocket fuel.
  • the thrust of the marching liquid propellant rocket engine of the central missile unit can be reached and maintained unchanged to a value that ensures that the launch vehicle reaches longitudinal acceleration of 11.8 ... 16.7 m / s 2 .
  • the inclusion of liquid propellant rocket engines can be performed before the marching liquid propellant rocket engines of the side rocket blocks are turned off, sufficient for the central rocket engine to reach the nominal operating mode.
  • they can install at least one marching propulsion engine rocket engine of the central rocket block, which is turned off or throttled to a level less than 0.3 of the nominal thrust, to move the nozzle nozzles, which are shifted after turning off or throttling the engine to a level less than 0.3 from rated traction.
  • they can install at least two engines of a mid-range main propellant rocket engine, which shut off or throttle to a level less than 0.3 of the nominal thrust, install a single movable nozzle nozzle, which is shifted after shutting down or throttling the engines to a level less than 0, 3 from rated traction.
  • FIG. 1 three-stage launch vehicle with a multiblock package of five identical missile units.
  • FIG. 2 two-stage launch vehicle with a multiblock package of five identical missile units.
  • FIG. 4-PH with a movable nozzle nozzle throughout the LRE of the central unit (a single nozzle nozzle).
  • FIG. 5 three-stage launch vehicle with a multi-block package of three missile units with an excellent rocket engine on the central missile unit.
  • FIG. 6 three-stage launch vehicle with a multiblock package of three identical missile units.
  • FIG. 7 two-stage launch vehicle with a multiblock package of three identical missile units.
  • FIG. 8 is a flight diagram of a three-stage launch vehicle with a central propellant rocket engine shut down and its subsequent inclusion before separation of the side missile blocks
  • FIG. 9 is a flight diagram of a three-stage launch vehicle with a central rocket engine rocket engine shut down and then only part of its rocket engine turned on before separation of the side rocket blocks.
  • pos. 1 central missile unit pos. 2 - lateral missile unit pos. 3 - transition compartment pos. 4 - missile unit of the third stage pos. 5 - head unit pos.6 - LRE rocket of the side rocket block pos.7 - LRS of the central missile block pos.8 - nozzle nozzles for one LRE pos.9 - nozzle single nozzle for the whole LRE of pos.10 - shutter of the head fairing pos.11 - payload
  • LRE liquid propellant propulsion systems
  • the liquid propellant rocket engine consists of several single liquid propellant rocket engines (the first stage of the Falcon rocket), then not all liquid propellant rockets can be turned off, but only a part of them. This is similar to the throttling of the LRE of the central block of the Angara launch vehicle.
  • each individual engine has the ability to autonomously control traction and turn on / off, which is implemented in almost all launch vehicles. When the entire rocket engine shuts down, then commands are issued to all engines at once.
  • engines such as 11D58 (booster block type “DM”), S.98M (booster block type “breeze”) and other engines of booster blocks have the ability to re-enable in flight.
  • the Merlin-ID engine on the Falcon-9 LV has the ability to re-enable the flight, which it implements when launching the spent missile unit.
  • Electric ignition may be used.
  • One of its varieties is laser ignition (patent application of the Russian Federation No. 2012157504 company Spectralazer, published on 10.07.2014). In this case, it may be necessary to refine the design itself for re-inclusion.
  • the rocket engine of the central missile unit should be turned off during the launch of the rocket into orbit, but a positive effect, though to a lesser extent, will be in the case of a decrease in the thrust of the main rocket engine central missile unit to a non-zero level, but below 0.3, i.e. in case of throttling to a level below 0.3.
  • the liquid propellant rocket shutdown can occur somewhat earlier or later than the moment the launch vehicle reaches acceleration 11, 8 ... 16.7. These values can vary significantly and depend on the specific rocket.
  • the marching rocket engines of the side missile blocks are turned off, the marching rocket engines of the central missile block are switched on again or throttled to a level above 0.3.
  • the lateral rocket blocks are separated and dropped, with the central rocket block rocket engine turned on, and after the end of the working fuel reserves in the central rocket block, it is separated from the rocket block with the head block with the subsequent dispersal of the head block before it enters a predetermined orbit.
  • the method can form a lower multiblock package of missile blocks with non-identical fuel tanks, mass-dimensional characteristics and mid-range rocket engines with the same or different nominal thrust. They can also form a lower multiblock package of rocket blocks with various components of rocket fuel. To implement the method, they can form a lower multiblock package of missile blocks with a different number of LRE identical LRE with the same nominal thrust.
  • the thrust of the marching liquid propellant rocket engine of the central missile unit can be reached and maintained unchanged to a value that ensures that the launch vehicle reaches longitudinal acceleration of 11.8 ... 16.7 m / s.
  • the specific thrust value is found by calculation or experimentally for a specific rocket model, which provides the maximum payload mass and design restrictions.
  • liquid propellant rocket engines can be performed before the marching liquid propellant rocket engines of the side rocket units are disconnected for a time sufficient for the central rocket engine to reach the nominal operating mode. This time is determined by the dynamic characteristics of each particular engine. The range can theoretically be any, although from the conditions of efficiency it can be from 0 to 100 seconds.
  • the inclusion of liquid propellant rocket engines can be performed after separation of the side rocket blocks, i.e. with the engines off. This may be due to the fact that when separating missile blocks, requirements for reducing loads, including aerodynamic ones, may arise. That is, in order to reduce the load during separation, it is possible to share with the turned off engines of the central unit.
  • At least one engine marching liquid propellant rocket engine of the central missile unit which is turned off or throttled to a level less than 0.3, can install a movable nozzle nozzle, which is shifted after turning off or throttling the engine to a level of less than 0.3.
  • Nozzle nozzles can further increase the mass of the payload.
  • the nozzle nozzles on the engine shifted at the start, do not allow the rocket to exit the launch pad, and it is not possible to shift the nozzles during the flight on a running engine due to gas dynamics problems.
  • the proposed solution in the case of the engine turned off or throttling close to zero, it turns out to shift the nozzles during the flight.
  • At least two engines of a mid-range main propellant rocket engine which shut off or throttle to a level of less than 0.3, can install a single movable nozzle nozzle, which is shifted after turning off or throttling the engines to a level of less than 0, 3.
  • the engines of the central block After completion of the flight stage of the 1st stage and separation of the side blocks, the engines of the central block are again brought back to the nominal mode.
  • t is the total operating time of all engines of the 1st stage.
  • the characteristic speed that the launch vehicle picks up on the flight section of the 1st and 2nd stages is the characteristic speed that the launch vehicle picks up on the flight section of the 1st and 2nd stages:
  • the payload mass of the 3rd stage M mon which is the payload of the entire launch vehicle, is associated with the initial mass of the 3rd stage M 03 by the ratio:
  • M mon ⁇ ⁇ 3 - M 03.
  • ⁇ advise ⁇ 3 is the relative mass of the 3rd stage payload, which depends on the characteristic speed developed in the flight section of the 3rd stage and the mass perfection of the 3rd stage design.
  • the trajectory parameters do not change; therefore, we consider the value of the characteristic velocity unchanged.
  • Mass excellence structures while increasing the absolute mass of the structure only improves, so the ability to increase the starting mass of the 3rd stage by 5.4% will increase the payload mass by at least 5.4%, which will be 1 on the scale of the Angara-5 launch vehicle , 3 t.
  • the nozzle nozzles were removed to provide maximum earth thrust for the engines of the central unit.
  • the specific thrust impulse of engines with a nozzle nozzle in a void can range from 343.5 to 358.7 kgf ⁇ s / kg (see table 1).
  • Equation (1) we substitute these values into equation (1) as P yD 2. Then, solving equation (1) by numerical methods, we obtain the following expected range of increase in the initial mass of the 3rd stage when the central unit engines are turned off together with the use of nozzle nozzles in the flight section of the 2nd stage:
  • the use of movable nozzle nozzles in the flight section of the 2nd stage can, in addition to turning off the engines of the central block in the flight section of the 1st stage ( ⁇ TM, ⁇ 5.4%), increase in the payload of 1.9 ... 6 ,8 %.
  • Shprp the mass of the control system and all other compartments of the side blocks of the 1st stage.
  • the total mass of fuel of the side and central blocks consumed throughout the flight section of the 1st stage M t1 can be expressed through its starting mass:
  • ⁇ 12 ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ (7)
  • k d is the current throttle coefficient of the engines of the central unit.
  • M t12 M t1 - P - / s d cf (8) where k d cf is the average integral throttle coefficient of the engines of the central unit:
  • is the mass coefficient of the fuel compartments of the side blocks of the 1st stage (the ratio of the mass of the fuel compartments to the mass of fuel in these compartments).
  • n 01 is the starting overload of the 1st stage.
  • ⁇ ⁇ ⁇ M 0 1 - M 01 (1 - ⁇ ⁇ ) - M 01 (1 - ⁇ ⁇ ) ( ⁇ - P ⁇ c d av ) ⁇ a d - ⁇ 0 ⁇ ⁇ ⁇ ( ⁇ ⁇ P) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
  • M ' M H2 02 - m2 - mn TO2 - dB2 t - t np2 (19) wherein M 02 - initial weight of 2nd stage,
  • M is the mass of fuel T2 of the central unit, expended in the area of flight stage 2,
  • the mass of fuel of the central unit consumed in the flight section of the 2nd stage M t2 can be expressed in terms of the initial mass of the 2nd stage:
  • ⁇ ⁇ 2 ⁇ 02 ⁇ (1 - ⁇ ⁇ 2) (20) where ⁇ 2 is the relative final mass of the second stage.
  • the mass of the fuel compartment of the central unit is written taking into account the fact that part of the fuel of the central unit is also consumed in the flight section of the 1st stage. Then, taking into account expressions (20), (8) and (4):
  • y2 is the mass coefficient of the engines of the central unit (the ratio of the mass of the engines of the 2nd stage to the starting thrust of these engines P 012 ) .
  • ⁇ 2 is the mass coefficient of the control system and all other compartments (the ratio of the mass of the control system and all other compartments of the central unit to the initial mass of the 2nd stage).
  • M PN 2 M 02 - M 02 (1 - ⁇ ⁇ 2 ) - M 02 (1 - ⁇ 2 ) 2 - Af 01 (l - those.:
  • the tanks of the central unit should be 2 ... 3 times lighter than the tanks of the side unit, which is practically not feasible.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Testing Of Engines (AREA)

Abstract

The invention relates to the field of aerospace engineering and can be used in the production and modernization of various types of rocket systems, including means for placing payloads into near Earth orbit and for placing payloads into a suborbital ballistic trajectory. The essence of the solution consists in a method for placing a payload into orbit using a carrier rocket having a multi-module assembly of combined system rocket modules, said method comprising the following stages: a. during launch of the rocket carrier, liquid propellant sustainer boosters of lateral and central rocket modules are boosted to nominal thrust, b. after longitudinal acceleration is achieved by the carrier rocket, providing for a stable position of the carrier rocket in the trajectory, at least one engine of the liquid propellant sustainer booster of the central rocket module is switched off or the latter is throttled to a level 0.3 lower than the nominal thrust, c. before the liquid propellant sustainer boosters of the lateral rocket modules are switched off, the engine of the liquid propellant sustainer booster of the central rocket module, the thrust of which was reduced earlier, is switched on or throttled to a level 0.3 higher than the nominal thrust, d. the lateral rocket modules are separated off and ejected when the liquid propellant sustainer booster of the central rocket module is switched on, e. the head module is placed into the specified orbit. The technical result is an increase in the payload capacity of carrier rockets in service or under production, with minimal changes to the design thereof.

Description

СПОСОБ ВЫВЕДЕНИЯ НА ОРБИТУ ПОЛЕЗНОЙ НАГРУЗКИ РАКЕТОЙ- METHOD OF ORBITING USEFUL ROCKET LOAD-

НОСИТЕЛЕМ CARRIER

Область техники Technical field

Изобретение относится к области ракетно-космической техники и может найти применение при создании и модернизации ракетных комплексов различного назначения, включая средства выведения на околоземную орбиту полезных грузов и выведение полезных грузов на суборбитальную баллистическую траекторию. The invention relates to the field of rocket and space technology and can find application in the creation and modernization of missile systems for various purposes, including means of launching payloads into low Earth orbit and launching payloads to a suborbital ballistic trajectory.

Уровень техники State of the art

Из уровня техники известен способ выведения на орбиту полезной нагрузки многофункциональной ракетой-носителем комбинированной схемы с маршевыми ЖРДУ, реализованный в Советском Союзе с использованием ракеты-носителя «Восток», которая применяется для выведения на околоземную орбиту пилотируемых и непилотируемых космических аппаратов (см. Ракеты-носители. В. А.Александров, В.В.Владимиров, Р.Д.Дмитриев, С.О.Осипов; Под общ. ред. проф. С.О.Осипова - М: Воениздат, 1981, с.19- 22, рис.1.2). Известный способ включает присоединение в соответствии с программой запуска к центральному ракетному блоку тандемно расположенных разгонного ракетного блока и головного блока с полезной нагрузкой, формирование нижнего полиблочного пакета ракетных блоков присоединением к центральному ракетному блоку боковых ракетных блоков, включение на старте всех маршевых ЖРДУ боковых и центрального ракетных блоков, совместную работу маршевых ЖРДУ центрального и боковых ракетных блоков до выработки топлива боковых ракетных блоков, выключение маршевых ЖРДУ боковых ракетных блоков и отделение боковых ракетных блоков от центрального ракетного блока при продолжении работы маршевой ЖРДУ центрального ракетного блока до выработки топлива из него, выключение маршевой ЖРДУ центрального ракетного блока, отделение от центрального ракетного блока тандемно расположенных разгонного ракетного блока и головного блока и последующий разгон головного блока вплоть до выхода его на орбиту. Недостатком данной схемы является то, что центральный ракетный блок имеет большие габариты и массу по сравнению с боковыми ракетными блоками и несет в своих баках больше топлива, что обеспечивает более длительную работу его маршевой ЖРДУ. Это ухудшает энергетические возможности пакетной схемы, так как масса центрального блока включает в себя большую долю массы конструкции, обеспечивающей хранение топлива для работы ЖРДУ на этапе полёта первой ступени. Наиболее близким аналогом является решение «способ выведения на орбиту полезной нагрузки многофункциональной ракетой-носителем комбинированной схемы с маршевыми жидкостными ракетными двигательными установками (жрду), многофункциональная ракета-носитель комбинированной схемы с маршевыми жрду и способ ее отработки», описанное в патенте РФ jN°2161 108, опубликованном 27 декабря 2000 года.. В патенте раскрыты ракеты-носители семейства «Ангара» с пакетным расположением ракетных блоков первой и второй ступени. При этом используется комбинированная схема с нижним полиблочным пакетом из одинаковых ракетных блоков, имеющих регулируемые маршевые ЖРДУ с одинаковой номинальной тягой, при старте ракеты-носителя выводят маршевые ЖРДУ боковых ракетных блоков на номинальную тягу, а маршевый ЖРДУ центрального ракетного блока - на тягу, равную 90...100% от номинала, и поддерживают ее неизменной до достижения ракетой-носителем продольного ускорения 12,7...16,7 м/с (1,3...1,7 g), затем снижают тягу маршевого ЖРДУ центрального ракетного блока до 0,3...0,5 от номинальной тяги, а после отключения маршевых ЖРДУ боковых ракетных блоков увеличивают тягу маршевого ЖРДУ центрального блока до номинального значения. Использование в указанных ракетных блоках регулируемых маршевых ЖРДУ позволяет на старте в полной мере реализовать энергетические возможности нижнего полиблочного пакета ракетных блоков, а последующее снижение тяги маршевой ЖРДУ центрального ракетного блока до 0,3...0,5 от номинальной тяги гарантирует сохранение в центральном ракетном блоке запаса топлива для его маршевой ЖРДУ после отделения боковых ракетных блоков. Снижение тяги маршевой ЖРДУ центрального ракетного блока начинают после достижения ракетой-носителем «а продольного ускорения 12,7...16,7 м/с2 (1,3... 1,7 g), обеспечивающего устойчивое положение ракеты-носителя на траектории. Повышение до номинального значения тяги маршевой ЖРДУ центрального ракетного блока после отключения маршевых ЖРДУ боковых ракетных блоков позволяет в полной мере использовать энергетические возможности центрального ракетного блока. Недостатком данной схемы является то, что центральный ракетный блок всё ещё имеет массу конструкции, обеспечивающей хранение топлива для работы ЖРДУ на этапе полёта первой ступени. К тому же при дросселировании до 0,3...0,5 от номинальной тяги падает эффективность ЖРДУ центрального блока в следствии значительного снижения удельного импульса. При этом ЖРД центрального ракетного блока при таком уровне дросселирования работают на предельном уровне, в том числе испытывают проблемы по охлаждению сопла, что приводит к снижению надёжности ЖРД и ракеты-носителя в целом. Техническая задача The prior art method for launching a payload into orbit with a multifunctional launch vehicle of a combined scheme with marching rocket engines, implemented in the Soviet Union using the Vostok launch vehicle, which is used to launch manned and unmanned spacecraft into low Earth orbit (see. carriers A. V. Alexandrov, V. V. Vladimir, R. D. Dmitriev, S. O. Osipov; Under the general editorship of Prof. S. O. Osipov - M: Military Publishing House, 1981, pp. 19-22 , fig. 1.2). The known method includes attaching, in accordance with the launch program, to the central missile unit of a tandemly located booster missile unit and a head unit with a payload, forming a lower multi-block package of missile units by attaching side missile units to the central missile unit, turning on the start of all marching rocket engine side and central missile blocks, the joint operation of the main and lateral rocket blocks marching liquid propellant rocket engines until the side rocket blocks generate fuel, turning off the neck rocket engine of the side rocket blocks and separation of the side rocket blocks from the central rocket block while continuing to operate the mid-range rocket engine of the central rocket block before fuel is generated from it, shutdown of the main rocket rocket engine of the central rocket block, separation of the tandem located booster rocket and head block from the central rocket block, and the subsequent overclocking the head unit until it goes into orbit. The disadvantage of this scheme is that the central missile unit has large dimensions and mass compared to the side missile units and carries more fuel in its tanks, which ensures a longer operation of its marching rocket engine. This affects the energy capabilities of the packet scheme, since the mass of the central unit includes a large fraction of the mass of the structure that provides fuel storage for the operation of the rocket engine at the stage of flight of the first stage. The closest analogue is the solution "method of putting into payload the orbit of a multifunctional launch vehicle of a combined circuit with marching liquid propellant rocket propulsion systems (jets), a multifunctional launch rocket of a combined circuit with marching rocket engines and a method for its development" described in RF patent jN ° 2161 108, published December 27, 2000. The patent discloses Angara launch vehicles with a packet arrangement of rocket blocks of the first and second stages. In this case, a combined circuit is used with a lower multiblock package of identical rocket blocks having adjustable marching rocket engines with the same nominal thrust, when the launch vehicle starts, the marching rocket engines of the side rocket blocks are brought to rated thrust, and the main marching rocket engine of the central missile block - to thrust equal to 90 ... 100% of the nominal value, and maintain it unchanged until the launch vehicle reaches longitudinal acceleration of 12.7 ... 16.7 m / s (1.3 ... 1.7 g), then reduce the thrust of the mid-range rocket engine missile block up to 0.3 ... 0.5 of the nominal thrust, and after turning off the marching rocket engine of the side rocket blocks, the thrust of the marching rocket engine of the central unit is increased to the nominal value. The use of adjustable marching liquid propellant rocket engines in these missile blocks allows to fully realize the energy capabilities of the lower multiblock package of missile blocks at the start, and a subsequent decrease in the thrust of the main missile propellant rocket engine to 0.3 ... 0.5 of the nominal thrust ensures that it remains in the central rocket fuel supply unit for its marching rocket engine after separation of the side rocket blocks. The thrust reduction of the marching liquid propellant rocket engine of the central missile unit begins after the launch vehicle reaches a longitudinal acceleration of 12.7 ... 16.7 m / s2 (1.3 ... 1.7 g), which ensures a stable position of the launch vehicle on the trajectory . Raising to the nominal value of the thrust of the mid-range rocket engine of the central rocket block after disabling the mid-range rocket engine of the side rocket blocks allows you to fully use the energy capabilities of the central rocket block. The disadvantage of this scheme is that the central missile unit still has a lot of design that provides fuel storage for the operation of the rocket engine at the stage of flight of the first stage. In addition, when throttling to 0.3 ... 0.5 from the nominal thrust, the efficiency of the main engine LRE decreases as a result of a significant decrease in specific impulse. At the same time, the LRE of the central missile unit at this throttle level operate at the maximum level, including experiencing problems in cooling the nozzle, which leads to a decrease in the reliability of the LRE and the launch vehicle as a whole. Technical challenge

Задачей, на решение которой направлено данное изобретение, является создание способа полёта ракет-носителей с пакетным расположением ракетных блоков первой и второй ступеней, позволяющего увеличить массу выводимого полезного груза. Техническим результатом является повышение грузоподъёмности эксплуатируемых и создаваемых ракет-носителей при минимальных изменениях в их конструкции. The problem to which this invention is directed, is to create a method of flight of launch vehicles with a packet arrangement of rocket blocks of the first and second stages, which allows to increase the mass of the payload. The technical result is to increase the load capacity of the exploited and developed launch vehicles with minimal changes in their design.

Раскрытие изобретения Disclosure of invention

Для решения поставленной задачи предлагается способ выведения на орбиту полезной нагрузки ракетой-носителем с полиблочным пакетом ракетных блоков комбинированной схемы включающий следующие этапы: a. при старте ракеты-носителя выводят маршевые жидкостные реактивные двигательные установки (ЖРДУ) боковых и центрального ракетных блоков на номинальную тягу, To solve this problem, a method for putting payload into orbit with a launch vehicle with a multiblock package of missile units of a combined scheme is proposed, which includes the following steps: a. at the launch of the launch vehicle, marching liquid propellant propulsion systems (LRE) of the lateral and central missile units are launched for nominal thrust,

b. после достижения ракетой-носителем продольного ускорения, обеспечивающего устойчивое положение ракеты-носителя на траектории производят выключение, по крайней мере, одного двигателя маршевой ЖРДУ центрального ракетного блока или производят его дросселирование до уровня ниже 0,3 от номинальной тяги,  b. after the launch vehicle reaches longitudinal acceleration ensuring a stable position of the launch vehicle on the trajectory, at least one engine of the mid-range main propellant rocket engine is switched off or throttled to a level below 0.3 of the nominal thrust,

c. до отключения маршевых ЖРДУ боковых ракетных блоков повторно включают или дросселируют до уровня выше 0,3 от номинальной тяги двигатель маршевой ЖРДУ центрального ракетного блока, тягу которого ранее понижали,  c. until the marching rocket engine of the side rocket blocks is turned off, the engine of the marching rocket engine of the central missile block, the thrust of which was previously lowered, is repeatedly turned on or throttled to a level above 0.3 from the rated thrust,

d. отделяют и сбрасывают боковые ракетные блоки, при включённом ЖРДУ центрального ракетного блока,  d. separate and drop side rocket blocks, with the central rocket block LRE turned on,

е. выводят головной блок, включая тандемно расположенные верхние ступени на заданную траекторию.  e. the head unit is brought out, including the tandemly arranged upper steps to a predetermined path.

При реализации способа учитывают, что стадия Ь. наступает при достижении ракетой-носителем продольного ускорения 11,8...16,7 м/с . When implementing the method, take into account that stage b. occurs when the launch vehicle reaches longitudinal acceleration of 11.8 ... 16.7 m / s.

Для реализации способа могут формировать нижний полиблочный пакет из ракетных блоков с неидентичными топливными баками, габаритно-массовыми характеристиками и маршевыми ЖРДУ с одинаковой или различной номинальной тягой. Также могут формировать нижний полиблочный пакет из ракетных блоков с различными компонентами ракетного топлива. To implement the method, they can form a lower multiblock package of missile blocks with non-identical fuel tanks, mass-dimensional characteristics and mid-range rocket engines with the same or different nominal thrust. They can also form a lower multiblock package of rocket blocks with various components of rocket fuel.

Для реализации способа могут формировать нижний полиблочный пакет из ракетных блоков с различным количеством ЖРДУ идентичных ЖРД с одинаковой номинальной тягой. To implement the method, they can form a lower multiblock package of missile blocks with a different number of LRE identical LRE with the same nominal thrust.

Для реализации способа могут при старте ракеты-носителя выводить и поддерживать неизменной тягу маршевой ЖРДУ центрального ракетного блока до значения, обеспечивающего достижение ракетой-носителем продольного ускорения 11,8...16,7 м/с2. Для реализации способа могут включение ЖРДУ производить за время до отключения маршевых ЖРДУ боковых ракетных блоков, достаточное для выхода ЖРДУ центрального блока на номинальный режим работы. To implement the method, at the launch of the launch vehicle, the thrust of the marching liquid propellant rocket engine of the central missile unit can be reached and maintained unchanged to a value that ensures that the launch vehicle reaches longitudinal acceleration of 11.8 ... 16.7 m / s 2 . To implement the method, the inclusion of liquid propellant rocket engines can be performed before the marching liquid propellant rocket engines of the side rocket blocks are turned off, sufficient for the central rocket engine to reach the nominal operating mode.

Для реализации способа могут, по крайней мере, на один двигатель маршевой ЖРДУ центрального ракетного блока, который отключают или дросселируют до уровня менее 0,3 от номинальной тяги, установить сдвижной сопловой насадок, который сдвигают после выключения или дросселроивания двигателя до уровня менее 0,3 от номинальной тяги. To implement the method, they can install at least one marching propulsion engine rocket engine of the central rocket block, which is turned off or throttled to a level less than 0.3 of the nominal thrust, to move the nozzle nozzles, which are shifted after turning off or throttling the engine to a level less than 0.3 from rated traction.

Для реализации способа могут, по крайней мере, на два двигателя маршевой ЖРДУ центрального ракетного блока, которые отключают или дросселируют до уровня менее 0,3 от номинальной тяги, установить единый сдвижной сопловой насадок, который сдвигают после выключения или дросселроивания двигателей до уровня менее 0,3 от номинальной тяги. To implement the method, they can install at least two engines of a mid-range main propellant rocket engine, which shut off or throttle to a level less than 0.3 of the nominal thrust, install a single movable nozzle nozzle, which is shifted after shutting down or throttling the engines to a level less than 0, 3 from rated traction.

Краткое описание чертежей Brief Description of the Drawings

Фиг. 1 - трёхступенчатая РН с полиблочным пакетом из пяти одинаковых ракетных блоков. FIG. 1 - three-stage launch vehicle with a multiblock package of five identical missile units.

Фиг. 2 - двухступенчатая РН с полиблочным пакетом из пяти одинаковых ракетных блоков. FIG. 2 - two-stage launch vehicle with a multiblock package of five identical missile units.

Фиг. 3— РН с сдвигаемым сопловым насадком на одном ЖРД ЖРДУ центрального блока. FIG. 3 - LV with a movable nozzle nozzle on one LRE of the LRE of the central unit.

Фиг. 4 -РН с сдвигаемым сопловым насадком на всей ЖРДУ центрального блока (единый сопловой насадок). FIG. 4-PH with a movable nozzle nozzle throughout the LRE of the central unit (a single nozzle nozzle).

Фиг. 5 - трёхступенчатая РН с полиблочным пакетом из трёх ракетных блоков с отличной ЖРДУ на центральном ракетном блоке. FIG. 5 - three-stage launch vehicle with a multi-block package of three missile units with an excellent rocket engine on the central missile unit.

Фиг. 6 - трёхступенчатая РН с полиблочным пакетом из трёх одинаковых ракетных блоков. FIG. 6 - three-stage launch vehicle with a multiblock package of three identical missile units.

Фиг. 7 - двухступенчатая РН с полиблочным пакетом из трёх одинаковых ракетных блоков. FIG. 7 - two-stage launch vehicle with a multiblock package of three identical missile units.

Фиг. 8 - схема полёта трёхступенчатой РН с выключением ЖРДУ центрального ракетного блока с последующим её включением перед отделением боковых ракетных блоков FIG. 8 is a flight diagram of a three-stage launch vehicle with a central propellant rocket engine shut down and its subsequent inclusion before separation of the side missile blocks

Фиг. 9 - схема полёта трёхступенчатой РН с выключением ЖРДУ центрального ракетного блока с последующим включением только части её ЖРД перед отделением боковых ракетных блоков. FIG. 9 is a flight diagram of a three-stage launch vehicle with a central rocket engine rocket engine shut down and then only part of its rocket engine turned on before separation of the side rocket blocks.

На всех фигурах чертежей: поз.1 - центральный ракетный блок поз.2 - боковой ракетный блок поз.З - переходной отсек поз.4 - ракетный блок третьей ступени поз.5 - головной блок поз.6 - ЖРДУ бокового ракетного блока поз.7 - ЖРДУ центрального ракетного блока поз.8 - сопловой насадок на один ЖРД поз.9 - сопловой единый насадок на всю ЖРДУ поз.10 - створка головного обтекателя поз.11 - полезный груз In all the figures of the drawings: pos. 1 - central missile unit pos. 2 - lateral missile unit pos. 3 - transition compartment pos. 4 - missile unit of the third stage pos. 5 - head unit pos.6 - LRE rocket of the side rocket block pos.7 - LRS of the central missile block pos.8 - nozzle nozzles for one LRE pos.9 - nozzle single nozzle for the whole LRE of pos.10 - shutter of the head fairing pos.11 - payload

На фигурах чертежей 8 и 9 введены следующие обозначения стадий полёта: In the figures of drawings 8 and 9, the following designations of the stages of flight are introduced:

А - старт ракеты-носителя, включения всех ЖРД ЖРДУ боковых и центрального ракетных блоков; A - the launch of the launch vehicle, the inclusion of all LRE LRE of the side and central missile units;

Б - выключение ЖРДУ центрального ракетного блока, полёт с выключенной ЖРДУ центрального ракетного блока; B - shutting down the liquid propellant rocket engine of the central rocket unit, flying with the liquid propellant rocket engine turned off;

В - повторное включение ЖРДУ центрального ракетного блока; In - re-inclusion of liquid propellant rocket engine central missile unit;

Г - отделение боковых ракетных блоков; G - separation of lateral rocket blocks;

Д - отделение створок головного обтекателя; D - separation of the head fairing flaps;

Е - отделение центрального ракетного блока с переходным отсеком от тандемно расположенного ракетного блока третьей ступени, включение маршевой ЖРДУ ракетного блока третьей ступени; E - separation of the central missile unit with the transition compartment from the tandem located third stage missile unit, the inclusion of the mid-flight rocket engine of the third stage missile unit;

Ж - выход на орбиту, выключение маршевой ЖРДУ ракетного блока третьей ступени, отделение полезного груза; F - exit to orbit, shutdown of the march rocket engine of the third stage rocket block, separation of the payload;

И - выдвижение соплового насадка ЖРДУ центрального ракетного блока; And - extension of the nozzle nozzle of the rocket engine of the central missile unit;

К - повторное включение ЖРД с насадком ЖРДУ центрального ракетного блока. K - re-inclusion of LRE with nozzle LRE of the central missile unit.

Осуществление изобретения The implementation of the invention

Для выведения на орбиту полезной нагрузки ракетой-носителем с полиблочным пакетом ракетных блоков комбинированной схемы используют следующие этапы. Во-первых, при старте ракеты-носителя выводят маршевые жидкостные реактивные двигательные установки (ЖРДУ) боковых и центрального ракетных блоков на номинальную тягу. The following steps are used to launch a payload into orbit with a launch vehicle with a multiblock package of missile blocks of a combined scheme. Firstly, at the launch of the launch vehicle, marching liquid propellant propulsion systems (LRE) of the lateral and central missile units are brought to nominal thrust.

Во-вторых, после достижения ракетой-носителем продольного ускорения, обеспечивающего устойчивое положение ракеты-носителя на траектории (этому соответствует ускорение 11,8...16,7 м/с2 или 1,2...1,7 g) производят выключение ЖРД маршевой ЖРДУ центрального ракетного блока. Если ЖРДУ состоит из нескольких одиночных ЖРД (первая ступень РН "Falcon"), то можно выключить не все ЖРД, а только их часть. Это аналогично дросселированию ЖРД центрального блока РН «Ангара». Технически каждый отдельный двигатель имеет возможность автономного управления по тяге и включению\отключению, что реализовано практически во всех ракетах-носителях. Когда выключается вся ЖРДУ, то подаются команды на все двигатели сразу. Следует отметить, что такие двигатели как 11Д58 (разгонный блок типа «ДМ»), С.98М (разгонный блок типа «бриз») и другие двигатели разгонных блоков имеют возможность повторного включения в полёте. Также двигатель Merlin- ID на РН «Falcon-9» имеет возможность повторного включения полёта, что он реализует при спуске отработавшего ракетного блока. Для таких двигателей в случае их повторного включения используют либо несколько ампул с пусковым горючим, либо бачки с пусковым горючим из которых оно подаётся в дозах, необходимых для запуска двигателя. Может применяться электрическое зажигание. Одной из его разновидности является лазерное зажигание (заявка на патент РФ No 2012157504 компания Спектралазер, опубликованная 10.07.2014). При этом может потребоваться доработка самой конструкции под повторное включение. По примеру ракеты-носителя «Falcon-9» эти доработки незначительны и относительно легко реализуются. Как будет показано ниже в примерах реализации для увеличения массы выводимого на орбиту груза при фиксированной массе ракеты с топливом, следует в процессе выведения ракеты на орбиту выключать ЖРДУ центрального ракетного блока, но положительный эффект, правда в меньшей степени, будет в случае снижения тяги маршевого ЖРДУ центрального ракетного блока до ненулевого уровня, но ниже 0,3, т.е. в случае дросселирования до уровня ниже 0,3. Выключение ЖРДУ может происходить несколько ранее или позднее момента достижения ракетой-носителем ускорения 11, 8...16,7. Данные значения могут существенно отличаться и зависят от конкретной ракеты. В-третьих, до отключения маршевых ЖРДУ боковых ракетных блоков повторно включают или дросселируют до уровня выше 0,3 маршевые ЖРДУ центрального ракетного блока. Secondly, after the launch vehicle reaches longitudinal acceleration, which ensures a stable position of the launch vehicle on the trajectory (this corresponds to an acceleration of 11.8 ... 16.7 m / s 2 or 1.2 ... 1.7 g) shutdown of the main propellant rocket engine rocket engine. If the liquid propellant rocket engine consists of several single liquid propellant rocket engines (the first stage of the Falcon rocket), then not all liquid propellant rockets can be turned off, but only a part of them. This is similar to the throttling of the LRE of the central block of the Angara launch vehicle. Technically, each individual engine has the ability to autonomously control traction and turn on / off, which is implemented in almost all launch vehicles. When the entire rocket engine shuts down, then commands are issued to all engines at once. It should be noted that engines such as 11D58 (booster block type "DM"), S.98M (booster block type "breeze") and other engines of booster blocks have the ability to re-enable in flight. Also, the Merlin-ID engine on the Falcon-9 LV has the ability to re-enable the flight, which it implements when launching the spent missile unit. For such engines, if they are restarted, either several ampoules with starting fuel are used, or tanks with starting fuel from which it is supplied in the doses necessary to start the engine. Electric ignition may be used. One of its varieties is laser ignition (patent application of the Russian Federation No. 2012157504 company Spectralazer, published on 10.07.2014). In this case, it may be necessary to refine the design itself for re-inclusion. Following the example of the Falcon-9 launch vehicle, these improvements are minor and relatively easy to implement. As will be shown below in the implementation examples, in order to increase the mass of cargo put into orbit with a fixed mass of a rocket with fuel, the rocket engine of the central missile unit should be turned off during the launch of the rocket into orbit, but a positive effect, though to a lesser extent, will be in the case of a decrease in the thrust of the main rocket engine central missile unit to a non-zero level, but below 0.3, i.e. in case of throttling to a level below 0.3. The liquid propellant rocket shutdown can occur somewhat earlier or later than the moment the launch vehicle reaches acceleration 11, 8 ... 16.7. These values can vary significantly and depend on the specific rocket. Thirdly, before the marching rocket engines of the side missile blocks are turned off, the marching rocket engines of the central missile block are switched on again or throttled to a level above 0.3.

Наконец, в завершении отделяют и сбрасывают боковые ракетные блоки, при включённом ЖРДУ центрального ракетного блока, а после окончания рабочих запасов топлива в центральном ракетном блоке, его отделяют от ракетного блока с головным блоком с последующим разгоном головного блока до его выхода на заданную орбиту. Finally, at the end, the lateral rocket blocks are separated and dropped, with the central rocket block rocket engine turned on, and after the end of the working fuel reserves in the central rocket block, it is separated from the rocket block with the head block with the subsequent dispersal of the head block before it enters a predetermined orbit.

Для реализации способа могут формировать нижний полиблочный пакет из ракетных блоков с неидентичными топливными баками, габаритно-массовыми характеристиками и маршевыми ЖРДУ с одинаковой или различной номинальной тягой. Также могут формировать нижний полиблочный пакет из ракетных блоков с различными компонентами ракетного топлива. Для реализации способа могут формировать нижний полиблочный пакет из ракетных блоков с различным количеством ЖРДУ идентичных ЖРД с одинаковой номинальной тягой. Для реализации способа могут при старте ракеты-носителя выводить и поддерживать неизменной тягу маршевой ЖРДУ центрального ракетного блока до значения, обеспечивающего достижение ракетой-носителем продольного ускорения 11, 8...16,7 м/с . Конкретное значение тяги находится расчётным путём или экспериментально для конкретной модели ракеты, которое обеспечивает максимальную массу полезного груза и выполнение конструкторских ограничений. To implement the method, they can form a lower multiblock package of missile blocks with non-identical fuel tanks, mass-dimensional characteristics and mid-range rocket engines with the same or different nominal thrust. They can also form a lower multiblock package of rocket blocks with various components of rocket fuel. To implement the method, they can form a lower multiblock package of missile blocks with a different number of LRE identical LRE with the same nominal thrust. To implement the method, at the launch of the launch vehicle, the thrust of the marching liquid propellant rocket engine of the central missile unit can be reached and maintained unchanged to a value that ensures that the launch vehicle reaches longitudinal acceleration of 11.8 ... 16.7 m / s. The specific thrust value is found by calculation or experimentally for a specific rocket model, which provides the maximum payload mass and design restrictions.

Для реализации способа включение ЖРДУ могут производить до отключения маршевых ЖРДУ боковых ракетных блоков за время, достаточное для выхода ЖРДУ центрального блока на номинальный режим работы. Это время определяется динамическими характеристиками каждого конкретного двигателя. Диапазон теоретически может быть любым, хотя из условий эффективности может составить от 0 до 100 секунд. Включение ЖРДУ могут производить после отделения боковых ракетных блоков, т.е. с выключенными двигателями. Это может быть связано с тем, что при отделении ракетных блоков могут возникать требования по снижению нагрузок, в том числе аэродинамических. То есть для того, чтобы снизить нагрузки при разделении, можно разделяться с выключенными двигателями центрального блока. To implement the method, the inclusion of liquid propellant rocket engines can be performed before the marching liquid propellant rocket engines of the side rocket units are disconnected for a time sufficient for the central rocket engine to reach the nominal operating mode. This time is determined by the dynamic characteristics of each particular engine. The range can theoretically be any, although from the conditions of efficiency it can be from 0 to 100 seconds. The inclusion of liquid propellant rocket engines can be performed after separation of the side rocket blocks, i.e. with the engines off. This may be due to the fact that when separating missile blocks, requirements for reducing loads, including aerodynamic ones, may arise. That is, in order to reduce the load during separation, it is possible to share with the turned off engines of the central unit.

Для реализации способа, по крайней мере, на один двигатель маршевой ЖРДУ центрального ракетного блока, который отключают или дросселируют до уровня менее 0,3, могут установить сдвижной сопловой насадок, который сдвигают после выключения или дросселроивания двигателя до уровня менее 0,3. Сопловой насадок позволяет дополнительно увеличить массу полезного груза. На РН «Ангара» рассматривали такую возможность и получали эффект. Но сопловой насадок на двигателе, сдвинутый на старте не позволяет выйти ракете из стартового стола, а сдвигать насадок в ходе полёта на работающем двигателе не получается из-за проблем газодинамики. В предлагаемом решении, в случае выключенного двигателя или дросселирования до близкого к нулевому уровню, получается сдвигать насадок в ходе полёта. To implement the method, at least one engine marching liquid propellant rocket engine of the central missile unit, which is turned off or throttled to a level less than 0.3, can install a movable nozzle nozzle, which is shifted after turning off or throttling the engine to a level of less than 0.3. Nozzle nozzles can further increase the mass of the payload. On the Angara launch vehicle, such an opportunity was considered and an effect was obtained. But the nozzle nozzles on the engine, shifted at the start, do not allow the rocket to exit the launch pad, and it is not possible to shift the nozzles during the flight on a running engine due to gas dynamics problems. In the proposed solution, in the case of the engine turned off or throttling close to zero, it turns out to shift the nozzles during the flight.

Для снижения себестоимости при реализации способа могут, по крайней мере, на два двигателя маршевой ЖРДУ центрального ракетного блока, которые отключают или дросселируют до уровня менее 0,3, установить единый сдвижной сопловой насадок, который сдвигают после выключения или дросселирования двигателей до уровня менее 0,3. To reduce the cost of the process, at least two engines of a mid-range main propellant rocket engine, which shut off or throttle to a level of less than 0.3, can install a single movable nozzle nozzle, which is shifted after turning off or throttling the engines to a level of less than 0, 3.

Пример реализации  Implementation example

Результат от предлагаемого технического решения рассмотрим на примере модернизации 3-х ступенчатой ракеты-носителя «Ангара-5», у которой 1-я и 2-я ступени представляют собой пакет, собранный из 5 унифицированных ракетных блоков (1 центральный блок и 4 боковых блока). Основные исходные данные, принятые в расчетах, представлены в таблице 1.  We will consider the result of the proposed technical solution by the example of modernization of the 3-stage Angara-5 launch vehicle, in which the 1st and 2nd stages are a package assembled from 5 standardized missile blocks (1 central unit and 4 side blocks ) The basic input data adopted in the calculations are presented in table 1.

Таблица 1 - Основные исходные данные.  Table 1 - Basic input data.

Наименование Значение  Name Value

Удельный импульс тяги двигателей ракетного блока в  Specific impulse of thrust of rocket engine engines in

пустоте на номинальном режиме (коэффициент  void in nominal mode (coefficient

дросселирования кд = 1,0) Руд 1;0 , кгс · с/кг: 337,5 throttling to d = 1,0) R beats 1; 0 , kgf · s / kg: 337.5

Удельный импульс тяги двигателей ракетного блока в  Specific impulse of thrust of rocket engine engines in

пустоте в режиме максимального дросселирования (кд = void in maximum throttling mode (k d =

0,3) Руд о,з , кгс * с/кг: 330,8 0.3) R beats about, s, kgf * s / kg: 330.8

Удельный импульс тяги двигателей ракетного блока в  Specific impulse of thrust of rocket engine engines in

пустоте на номинальном режиме (кд = 1,0) с сопловым void in nominal mode (k d = 1,0) with nozzle

насадком Руд 1;0 н, кгс · с/кг: 343,5 ... 358,7 nozzle R beats 1; 0 n , kgf · s / kg: 343.5 ... 358.7

Полная масса одного ракетного блока Мб, т 138,5 Gross mass of one missile block M 0r b, t 138.5

Рабочий запас топлива одного ракетного блока Μη,β, т 127,5  The working fuel supply of one rocket block Μη, β, t 127.5

Начальная масса 3-й ступени М03, т 80,5 Initial mass of the 3rd stage M 03 , t 80.5

Отношение времени работы двигателей центрального ракетного блока до начала дросселирования (кд = 1,0) ко The ratio of the operating time of the central engines missile block before throttling (k d = 1,0) k

всему времени работы двигателей 1-й ступени, тд: 0,2 the entire operating time of engines of the 1st stage, t d : 0.2

Существующая схема полета ракеты-носителя «Ангара-5» на участке 1-й и 2-й ступеней предусматривает на старте запуск всех двигателей центрального и боковых блоков на номинальном режиме, когда коэффициент дросселирования кд = 1,0. После достижения ракетой-носителем продольного ускорения 1,6 g, двигатели центрального блока дросселируются до уровня кд = 0,3, при этом двигатели боковых блоков остаются на номинальном режиме. После завершения участка полета 1-й ступени и отделения боковых блоков, двигатели центрального блока снова выводятся на номинальный режим. The existing flight scheme of the Angara-5 launch vehicle at the 1st and 2nd stage sections provides for starting all the engines of the central and side blocks at the start at nominal speed, when the throttle coefficient is to d = 1.0. Upon reaching the launch vehicle longitudinal acceleration of 1,6 g, the central unit engines are throttled to a level to d = 0.3, the lateral blocks motors remain in nominal mode. After completion of the flight stage of the 1st stage and separation of the side blocks, the engines of the central block are again brought back to the nominal mode.

Масса топлива центрального блока, израсходованная на участке полета 1-й ступени, когда двигатели работают на номинальном режиме:  The mass of fuel of the central unit consumed in the flight section of the 1st stage, when the engines are operating in nominal mode:

Мт12 ι,ο = Мтрб " Тд = 127,5 · 0,2 = 25,5 т. M t12 ι, ο = M tr b "Td = 127.5 · 0.2 = 25.5 t.

Масса топлива центрального блока, израсходованная на участке полета 1-й ступени, когда двигатели работают в режиме дросселирования при кд = 0,3: The mass of fuel of the central unit spent on the flight section of the 1st stage, when the engines are operating in throttle mode with k d = 0.3:

Мт12 о,з = (Мтр6 - т12 1>0) · ка - = 31,2 т. T12 M o, s = (M TP6 - T12 1> 0) · a a - t = 31.2.

Figure imgf000012_0001
Figure imgf000012_0001

Масса топлива центрального блока, израсходованная на всем участке полета 1-й ступени: The mass of fuel of the central unit spent on the entire flight section of the 1st stage:

т12 = Мт12 1 0 + Мт12 о з = 25,5 + 31,2 = 56,7 т. t 12 = M t12 1 0 + M t12 o s = 25.5 + 31.2 = 56.7 t

Общая масса топлива 4-х боковых и 1 центрального блоков, израсходованная на всем участке полета 1-й ступени: The total fuel mass of 4 lateral and 1 central blocks, consumed throughout the flight section of the 1st stage:

т1 = 4 · тр6 + Мт12 = 4 · 127,5 + 56,7 = 566,7 т. t 1 = 4 · tr6 + M t12 = 4 · 127.5 + 56.7 = 566.7 t.

Масса топлива центрального блока, оставшаяся для участка полета 2-й ступени:  The fuel mass of the central unit remaining for the flight section of the 2nd stage:

Мт2 = Мтрб - Мт12 = 127,5 - 56,7 = 70,8 т. M = M T2 TRB - M r12 = 127.5 - 56.7 = 70.8 m.

Стартовая масса всей ракеты-носителя: Launch mass of the entire launch vehicle:

01 = 5 - 0р6 + 03 = 5 · 138,5 + 80,5 = 773,0 т. 0 1 = 5 - 0р6 + 03 = 5 · 138.5 + 80.5 = 773.0 t.

Начальная масса всей ракеты-носителя на участке 2-й ступени:  The initial mass of the entire launch vehicle in the area of the 2nd stage:

М02 = М0рб - т12 + М03 = 138,5 - 56,7 + 80,5 = 162,3 т. M 02 = M 0rb - t12 + M 03 = 138.5 - 56.7 + 80.5 = 162.3 t.

Средний удельный импульс тяги двигателей центрального и боковых ракетных блоков в пустоте на участке полета 1-й ступени с учетом дросселирования центрального блока до уровня кд = 0,3: The average specific thrust impulse of the engines of the central and side rocket blocks in the void on the flight section of the 1st stage, taking into account the throttling of the central block to the level k d = 0.3:

S^ P dt Ррб - tx · [4 + тд + (1 - тд) - /Сд] S ^ P dt P rb - t x · [4 + t d + (1 - t d ) - / Cd]

/" m dt (Ррб/ Руд i,o) · · [4 + тд + (1 - тд) · /сд · Руд 1>0уд 0)3] Руд ι,ο · [4 + тд + (1 - тд) · кд] 337,5 - [4 + 0,2 + (1 - 0,2) - 0,3] / "m dt (R b / R bpm , o) · · [4 + t d + (1 - t d ) · / s d · R bpm 1> 0 / P bpm 0 ] 3 ] Ore ι, ο · [4 + t d + (1 - t d ) · k d ] 337.5 - [4 + 0.2 + (1 - 0.2) - 0.3]

- = 337,1 с - = 337.1 s

4 + тд + (1 - тд) - кд · Руд 1,о/Руд о.з + 0,2 + (1 - 0,2) · 0,3 - 337,5/330,8 4 + t d + (1 - t d ) - k d · R y d 1, o / Rud oz + 0.2 + (1 - 0.2) · 0.3 - 337.5 / 330.8

где t] - общее время работы всех двигателей 1-й ступени.  where t] is the total operating time of all engines of the 1st stage.

По формуле Циолковского характеристическая скорость, которую набирает ракета- носитель на участке полета 1-й и 2-й ступеней:  According to the Tsiolkovsky formula, the characteristic speed that the launch vehicle picks up on the flight section of the 1st and 2nd stages:

Мт1 \ _ . . Μ,. M t1 \ _. . Μ ,.

и х. ар = -Р У,Д1 50 ' 1п (1 - ^) - р^ - 5° - 1п(1 - ^) = them. ap = -Py, D1 50 '1n ( 1 - ^) - p ^ - 5 ° - 1n ( 1 - ^) =

/ 566,7\ / 70,8 \  / 566.7 \ / 70.8 \

= -337,1 · 9,81 - In - - 337,5 · 9,81 · In - = 6265,8 м/с где go - ускорение свободного падения.  = -337.1 · 9.81 - In - - 337.5 · 9.81 · In - = 6265.8 m / s where go is the acceleration of gravity.

Далее оценим результат, который мы получим при использовании предлагаемого технического решения, если вместо дросселирования двигателей центрального блока полностью их отключим. Тогда масса топлива центрального блока, израсходованная на всем участке полета 1 -й ступени: Next, we evaluate the result that we will get when using the proposed technical solution, if instead of throttling the engines of the central unit we completely turn them off. Then the mass of fuel of the central unit spent on the entire flight section of the 1st stage:

т12 = AfTl2 i,o = 25,5 т. t 12 = Af Tl2 i, o = 25.5 t.

Общая масса топлива 4-х боковых и 1 центрального блоков, израсходованная на всем участке полета 1-й ступени: The total fuel mass of 4 lateral and 1 central blocks, consumed throughout the flight section of the 1st stage:

т1 = 4 · Мтрб + Мт12 = 4 · 127,5 -I- 25,5 = 535,5 т. t 1 = 4 · M trb + M t12 = 4 · 127.5 -I- 25.5 = 535.5 t.

Масса топлива центрального блока, оставшаяся для участка полета 2-й ступени:  The fuel mass of the central unit remaining for the flight section of the 2nd stage:

Мт2 = Мтрб - т12 = 127,5 - 25,5 = 102,0 т. M = M T2 TRB - T12 = 127.5 - 25.5 = 102.0 m.

Рассчитаем начальную массу 3-й ступени, которая будет соответствовать той же характеристической скорости, которую ракета-носитель набирает на участке полета 1-й и 2-й ступеней при дросселировании двигателей центрального блока (кд = 0,3). Запишем формулу ЦИОЛКОВСКОГО для участка полета -й и 2-й ступеней в виде:

Figure imgf000013_0001
We calculate the initial mass of the 3rd stage, which will correspond to the same characteristic speed that the booster gains in the flight section of the 1st and 2nd stages when throttling the engines of the central unit (to d = 0.3). We write the Tsiolkovsky formula for the flight section of the 2nd and 2nd steps in the form:
Figure imgf000013_0001

Учтем, что: Consider that:

01 = 5 · 0рб + М03 и М02 = 0рб - Мт12 + М03 , тогда формула Циолковского примет вид: 5 - 0рб + 03у 0рб - т12 + М03 0 1 = 5 · 0rb + M 03 and M 02 = 0rb - M t12 + M 03 , then the Tsiolkovsky formula will take the form: 5 - 0rb + 03 y 0rb - t12 + M 03

Таким образом, мы получили нелинейное уравнение для начальной массы 3-й ступени М03. В общем случае его можно решить численными методами. Учтем, что при отключении двигателей центрального блока у нас нет потерь удельного импульса тяги как при дросселировании, поэтому удельный импульс тяги в пустоте на участке полета 1-й ступени такой же, как и на участке полета 2-й ступени, и равен удельному импульсу тяги в пустоте на номинальном режиме Рудю- Тогда уравнение для начальной массы 3-й ступени Моз можно переписать в виде:

Figure imgf000014_0001
Thus, we have obtained a nonlinear equation for the initial mass of the 3rd stage M 03 . In the general case, it can be solved by numerical methods. We will take into account that when the central unit engines are turned off, we have no loss of specific thrust impulse as during throttling, therefore, the specific impulse of thrust in the void in the flight section of the 1st stage is the same as in the segment of the flight of the 2nd stage, and is equal to the specific impulse of thrust in the void in the nominal mode P beats . Then the equation for the initial mass is 3- the first stage of Moz can be rewritten in the form:
Figure imgf000014_0001

и свести к обычному квадратному уравнению вида:  and reduce to the usual quadratic equation of the form:

а - М03 2 + Ъ - М03 + с = 0 a - M 03 2 + b - M 03 + c = 0

Где, а = Е - 1  Where, a = E - 1

Ь = (6 · 0рб - т12) - Е - 6 · М0рб + Мт1 + Мтр6 B = (6 · 0rb - t12 ) - E - 6 · M 0rb + M t1 + M tr6

с = 5 · 0рб · (М0р6 - Мт12) - Е - (5 · 0рб - Мт1) · (М0рб - Мтрб)

Figure imgf000014_0002
s = 5 · 0rb · (M 0r6 - M t12 ) - E - (5 · 0rb - M t1 ) · (M 0rb - M trb )
Figure imgf000014_0002

и после подстановки значений:  and after substitution of values:

6265,8 \  6265.8 \

Е = ехр [ -————) = 0,150696 E = exp [-————) = 0.150696

\ 9,81 - 337,5/  \ 9.81 - 337.5 /

а = 0,150696 - 1 = -0,849304  a = 0.150696 - 1 = -0.849304

Ъ = (6 · 138,5 - 25,5) - 0,150696 - 6 - 138,5 + 535,5 + 127,5 = -46,614365 с = 5 · 138,5 · (138,5 - 25,5) - 0,150696 - (5 - 138,5 - 535,5) - (138,5 - 127,5) =  B = (6 · 138.5 - 25.5) - 0.150696 - 6 - 138.5 + 535.5 + 127.5 = -46.614365 s = 5 · 138.5 · (138.5 - 25 , 5) - 0.150696 - (5 - 138.5 - 535.5) - (138.5 - 127.5) =

= 10065,339456  = 10065,339456

Решая это квадратное уравнение, рассмотрим только его положительный корень:  Solving this quadratic equation, we consider only its positive root:

—Ъ— Vfe2— 4ас——— Vfe 2 - 4ac

03 откл = = 84,83 т. 0 3 off = 84.83 tons

 2a

Таким образом, отключение двигателей центрального блока по сравнению с их дросселированием до уровня кд = 0,3 позволяет увеличить начальную массу 3-й ступени на: · 100 % = 5,4 %Thus, turning off the engines of the central unit compared to their throttling to the level k d = 0.3 allows you to increase the initial mass of the 3rd stage by: · 100% = 5.4%

Figure imgf000014_0003
Figure imgf000014_0003

Масса полезной нагрузки 3-й ступени Мпн, которая является полезной нагрузкой всей ракеты-носителя, связана с начальной массой 3-й ступени М03 соотношением: The payload mass of the 3rd stage M mon , which is the payload of the entire launch vehicle, is associated with the initial mass of the 3rd stage M 03 by the ratio:

Мпн = μΠΗ3 - М03 . M mon = μ ΠΗ3 - M 03.

где μ„Η3 - относительная масса полезной нагрузки 3-й ступени, которая зависит от характеристической скорости, развиваемой на участке полета 3-й ступени, и массового совершенства конструкции 3-й ступени. Параметры траектории не меняются, поэтому значение характеристической скорости считаем неизменным. Массовое совершенство конструкции при увеличении абсолютной массы конструкции только улучшается, поэтому возможность увеличить стартовую массу 3-й ступени на 5,4 % позволит увеличить массу полезной нагрузки тоже как минимум на 5,4 %, что в масштабе ракеты- носителя «Ангара-5» составит 1,3 т. where μ „ Η 3 is the relative mass of the 3rd stage payload, which depends on the characteristic speed developed in the flight section of the 3rd stage and the mass perfection of the 3rd stage design. The trajectory parameters do not change; therefore, we consider the value of the characteristic velocity unchanged. Mass excellence structures while increasing the absolute mass of the structure only improves, so the ability to increase the starting mass of the 3rd stage by 5.4% will increase the payload mass by at least 5.4%, which will be 1 on the scale of the Angara-5 launch vehicle , 3 t.

Теперь оценим влияние использования сдвигаемых сопловых насадков на камерах двигателей центрального блока. В момент старта ракеты-носителя сопловые насадки убраны, чтобы обеспечить максимальную земную тягу двигателей центрального блока. На участке полета 1-й ступени после выключения двигателей центрального блока появляется возможность безопасно выдвинуть сопловые насадки, чтобы при повторном включении двигателей центрального блока, которое происходит после отделения боковых блоков, т.е. на больших высотах, обеспечить максимальную пустотную тягу. Значения удельного импульса тяги двигателей с сопловым насадком в пустоте по разным оценкам могут составить от 343,5 до 358,7 кгс · с/кг (см. таблицу 1). Эти значения подставим в уравнение (1) в качестве РуД2 . Тогда, решая уравнение (1) численными методами, получим следующий ожидаемый диапазон увеличения начальной массы 3-й ступени при отключении двигателей центрального блока совместно с использованием сопловых насадков на участке полета 2-й ст пени: Now we will evaluate the effect of using movable nozzle nozzles on the engine chambers of the central unit. At the time of the launch of the launch vehicle, the nozzle nozzles were removed to provide maximum earth thrust for the engines of the central unit. In the flight section of the 1st stage, after turning off the engines of the central unit, it becomes possible to safely extend the nozzle nozzles, so that when the engines of the central unit are switched back on, which occurs after separation of the side blocks, i.e. at high altitudes, provide maximum void traction. According to various estimates, the specific thrust impulse of engines with a nozzle nozzle in a void can range from 343.5 to 358.7 kgf · s / kg (see table 1). We substitute these values into equation (1) as P yD 2. Then, solving equation (1) by numerical methods, we obtain the following expected range of increase in the initial mass of the 3rd stage when the central unit engines are turned off together with the use of nozzle nozzles in the flight section of the 2nd stage:

Figure imgf000015_0001
Figure imgf000015_0001

что в масштабе ракеты-носителя «Ангара-5» составит 1,8 ... 3,0 т.  that on the scale of the Angara-5 launch vehicle will be 1.8 ... 3.0 tons.

Таким образом, использование сдвигаемых сопловых насадков на участке полета 2-й ступени может дать дополнительно к выключению двигателей центрального блока на участке полета 1-й ступени (Δο™, ^ 5,4 %) прирост полезной нагрузки в 1,9 ... 6,8 %.  Thus, the use of movable nozzle nozzles in the flight section of the 2nd stage can, in addition to turning off the engines of the central block in the flight section of the 1st stage (Δο ™, ^ 5.4%), increase in the payload of 1.9 ... 6 ,8 %.

Мы рассмотрели результат от предлагаемого технического решения на примере модернизации конкретного изделия. Покажем теперь это с помощью теоретических выкладок.  We examined the result of the proposed technical solution as an example of the modernization of a specific product. We now show this with the help of theoretical calculations.

Относительная масса полезной нагрузки первых 2-х ступеней ракеты носителя: пн -— ~ пн2 _— А*пн1 " ^пн2 г К*>-) где μΠΗΐ = - относительная масса полезной нагрузки 1-й ступени, μΠΗ2 =—— =—— - относительная масса полезной нагрузки 2-й ступени, The relative mass of the payload of the first 2 stages of the launch vehicle: mon --— ~ mon2 _— A * mon1 "^ mon2 g K *> -) where μ ΠΗΐ = is the relative mass of the payload of the 1st stage, μ ΠΗ2 = —— = —— - the relative mass of the payload of the 2nd stage,

Масса полезной нагрузки 1-й ступени: ΜΠΗΙ = Afoi - Μτ1 - mTOll - тдв11 - mnpll (3) где Μοι - начальная (стартовая) масса 1-й ступени, Stage 1 payload mass: Μ ΠΗ Ι = Afoi - Μ τ1 - m TOll - t dv11 - m npll (3) where Μοι is the initial (starting) mass of the 1st stage,

МТ1 - общая масса топлива боковых и центрального блоков, израсходованная на всем участке полета 1-й ступени, M T1 - the total mass of fuel of the side and central blocks spent on the entire flight section of the 1st stage,

πΐτοπ - масса топливных отсеков боковых блоков 1-й ступени,  πΐτοπ - mass of fuel compartments of the side blocks of the 1st stage,

Шдвп - масса двигательных установок боковых блоков 1-й ступени,  Shdvp - the mass of propulsion systems of the side blocks of the 1st stage,

Шпрп - масса системы управления и всех прочих отсеков боковых блоков 1-й ступени.  Shprp - the mass of the control system and all other compartments of the side blocks of the 1st stage.

Общую массу топлива боковых и центрального блоков, израсходованную на всем участке полета 1-й ступени Мт1 можно выразить через ее стартовую массу: The total mass of fuel of the side and central blocks consumed throughout the flight section of the 1st stage M t1 can be expressed through its starting mass:

Мп = 01 - (1 - Μκΐ) (4) где μκι - относительная конечная масса 1-й ступени. Mn = 01 - (1 - Μκΐ) (4) where μ κ ι is the relative final mass of the first step.

Масса топлива центрального блока, израсходованная на всем участке полета 1-й ступени:

Figure imgf000016_0001
The mass of fuel of the central unit spent on the entire flight section of the 1st stage:
Figure imgf000016_0001

где - общее время работы всех двигателей 1-й ступени, where is the total operating time of all engines of the 1st stage,

т12 - секундный расход топлива двигателей центрального блока, t 12 - second fuel consumption of the engines of the Central unit,

Pi2 - тяга двигателей центрального блока, Pi 2 - thrust of the engines of the Central unit,

Руд 12 - удельный импульс тяги двигателей центрального блока. Ru d 12 - specific impulse of thrust of the engines of the central unit.

Введем обозначение относительной стартовой тяги двигателей центрального блока:  We introduce the designation of the relative starting thrust of the engines of the central unit:

Ρ - - (6) где Ро - стартовая тяга двигателей центрального блока, Ρ - - (6) where Po is the starting thrust of the engines of the central unit,

Р01 - стартовая тяга всех двигателей 1-й ступени. P 01 - starting thrust of all engines of the 1st stage.

Тогда тягу двигателей центрального блока можно записать как: Then the thrust of the engines of the central unit can be written as:

Ρ12 = Ροι · Ρ · (7) где кд - текущий коэффициент дросселирования двигателей центрального блока. Ρ 12 = Ροι · Ρ · (7) where k d is the current throttle coefficient of the engines of the central unit.

С учетом выражения (7) формула для массы топлива центрального блока (5) примет вид:  Given the expression (7), the formula for the fuel mass of the central unit (5) will take the form:

Figure imgf000016_0002
Figure imgf000016_0002

где - общее время работы всех двигателей 1-й ступени, Руд ι - среднеинтегральный удельный импульс тяги всех двигателей 1-й ступени. Тогда выражение для массы топлива центрального блока, израсходованного на всем участке полета 1-й ступени примет вид: where is the total operating time of all engines of the 1st stage, R beats ι is the average integral specific impulse of thrust of all engines of the 1st stage. Then the expression for the mass of fuel of the central unit consumed throughout the flight section of the 1st stage will take the form:

Мт12 = Мт1 - Р - /сд ср (8) где кд ср - среднеинтегральный коэффициент дросселирования двигателей центрального блока:

Figure imgf000017_0001
M t12 = M t1 - P - / s d cf (8) where k d cf is the average integral throttle coefficient of the engines of the central unit:
Figure imgf000017_0001

Распишем массы элементов конструкции ракетных блоков с помощью упрощенных массовых коэффициентов. Тогда с учетом выражений (4) и (8):  We will describe the masses of the structural elements of rocket blocks using simplified mass coefficients. Then, taking into account expressions (4) and (8):

Τοΐι = -л - Μτ12) · аг = MTl(l - Р · кл ср) · г = 01(1 - μκι)(ΐ - Р ' ^Д сР) ' «ι (Ю) где αι - массовый коэффициент топливных отсеков боковых блоков 1-й ступени (отношение массы топливных отсеков к массе топлива в этих отсеках). Τ οΐι = -l - Μ τ12 ) · а r = M Tl (l - Р · к л Wed ) · r = 01 (1 - μ κ ι) (ΐ - Р '^ Д с Р )''ι ( J) where αι is the mass coefficient of the fuel compartments of the side blocks of the 1st stage (the ratio of the mass of the fuel compartments to the mass of fuel in these compartments).

Масса двигателей боковых блоков 1-й ступени с учетом выражения (7):  The mass of the engines of the side blocks of the 1st stage, taking into account the expression (7):

Двн = 7ι · Рои = Υι · ( οι - Р012) = Υι " ^oi · (1 - P) (И) где у i - массовый коэффициент двигателей боковых блоков 1-й ступени (отношение массы двигателей к стартовой тяге этих двигателей Ροπ)· Д нн = 7ι · Roy = Υι · (οι - Р012) = Υι "^ oi · (1 - P) (I) where i is the mass coefficient of the engines of the side blocks of the 1st stage (the ratio of the mass of the engines to the starting thrust of these engines Ροπ) ·

Стартовую тягу всех двигателей 1-й ступени можно представить в виде: Starting thrust of all engines of the 1st stage can be represented as:

Ρ„ι = п01 · 01 (12) где п01 - стартовая перегрузка 1-й ступени. Ρ „ι = n 01 · 01 (12) where n 01 is the starting overload of the 1st stage.

Подставим (12) в (11), тогда: We substitute (12) into (11), then:

W = 7ι · По1 - 01 · (1 - Р) (13) Масса системы управления и всех прочих отсеков боковых блоков 1-й ступени: W = 7ι · Po1 - 01 · (1 - P) (13) The mass of the control system and all other compartments of the side blocks of the 1st stage:

Шарп = βι · 01 (14) где βι - массовый коэффициент системы управления и всех прочих отсеков (отношение массы системы управления и всех прочих отсеков боковых блоков 1-й ступени к стартовой массе 1-й ступени). Sharp = βι · 01 (14) where βι is the mass coefficient of the control system and all other compartments (the ratio of the mass of the control system and all other compartments of the side blocks of the 1st stage to the starting mass of the 1st stage).

Подставим выражения (4), (10), (13) и (14) в (3):  We substitute the expressions (4), (10), (13) and (14) in (3):

ΜΠΗΙ = М01 - М01(1 - κι) - М01(1 - μκί)(ΐ - Р · кд ср) · аг - ιΠ0ι^οι(ΐ ~ Р) ~ βιΜοι Μ ΠΗ Ι = M 0 1 - M 01 (1 - κ ι) - M 01 (1 - μ κί ) (ΐ - P · c d av ) · a d - ιΠ 0 ι ^ οι (ΐ ~ P) ~ βι Μ οι

= 01 - [μκ1 - (1 - μκ1)(ΐ - Р · /Сд ср) - «ι - i oi (l ~ Р) ~ βχ] Тогда относительная масса полезной нагрузки 1-й ступени: βπΗΐ = = μκι - (1 - Μκΐ)(ΐ - Ρ · cp) · «ι - 7in0i(l - Ρ) ~ βι = μκι ~ «ι + Ρ '

Figure imgf000018_0001
сР«1 - Χιη0ι(ΐ - Ρ) - β1 == Ρ · кд ср (1 - μκ1) + κ1(1 + α ) - η 01(ΐ - Ρ) - βι (15)= 01 - [μ κ1 - (1 - μ κ1 ) (ΐ - P · / Cd cf.) - "ι - i oi (l ~ P) ~ βχ] Then the relative mass of the 1st stage payload: βπΗΐ = μ κ ι - (1 - Μκΐ) (ΐ - Ρ · cp) · ι - 7in 0 i (l - Ρ) ~ βι = μ κ ι ~ "ι + Ρ '
Figure imgf000018_0001
with P «1 - Χιη 0 ι (ΐ - Ρ) - β 1 == к · d cp (1 - μ κ1 ) + κ 1 (1 + α) - η 01 (ΐ - Ρ) - βι (15 )

Обозначим: Denote:

Α^ Ρ - α^Ι - μ^) (16) Β = κι(1 + «ι) - 7ιη01(ΐ - Ρ) - βι (17) тогдаΑ ^ Ρ - α ^ Ι - μ ^) (16) Β = κ ι (1 + «ι) - 7ιη 01 (ΐ - Ρ) - βι (17) then

Figure imgf000018_0002
Figure imgf000018_0002

Аналогично (3) распишем массу полезной нагрузки 2-й ступени:  Similarly to (3) we write the mass of the payload of the 2nd stage:

М„н2 = М02 - т2 - тпто2 - тдв2 - тпр2 (19) где М02 - начальная масса 2-й ступени, M '= M H2 02 - m2 - mn TO2 - dB2 t - t np2 (19) wherein M 02 - initial weight of 2nd stage,

Мт2 -масса топлива центрального блока, израсходованная на участке полета 2-й ступени, M is the mass of fuel T2 of the central unit, expended in the area of flight stage 2,

шТ02 - масса топливного отсека центрального блока (2-й ступени), W T0 2 - the mass of the fuel compartment of the Central unit (2nd stage),

тдв2 - масса двигательной установки центрального блока (2-й ступени),  tdv2 - mass of the propulsion system of the central unit (2nd stage),

шПр2 - масса системы управления и всех прочих отсеков центрального блока (2-й ступени). w P p2 - the mass of the control system and all other compartments of the central unit (2nd stage).

Массу топлива центрального блока, израсходованную на участке полета 2-й ступени Мт2 можно выразить через начальную массу 2-й ступени: The mass of fuel of the central unit consumed in the flight section of the 2nd stage M t2 can be expressed in terms of the initial mass of the 2nd stage:

Μτ2 = Μ02 · (1 - μΚ2) (20) где μκ2 - относительная конечная масса 2-й ступени. Μ τ2 = Μ 02 · (1 - μ Κ 2) (20) where μκ2 is the relative final mass of the second stage.

Массу топливного отсека центрального блока запишем с учетом того, что часть топлива центрального блока расходуется и на участке полета 1-й ступени. Тогда с учетом выражений (20), (8) и (4):  The mass of the fuel compartment of the central unit is written taking into account the fact that part of the fuel of the central unit is also consumed in the flight section of the 1st stage. Then, taking into account expressions (20), (8) and (4):

Т02 = (мт2 + Μτ12) · 2 = М02(1 - μκ2) · 2 + М01(1 - μκ1) · Р · кд сра2 (21) где а2 - массовый коэффициент топливного отсека центрального блока (отношение массы топливного отсека к массе топлива в этом отсеке). T0 2 = (m m2 + Μ τ12) · 2 = M 02 (1 - μ κ2) · 2 + M 01 (1 - μ κ1) · P · to d cp and 2 (21) where a 2 - mass ratio fuel compartment of the central unit (the ratio of the mass of the fuel compartment to the mass of fuel in this compartment).

Масса двигателей центрального блока (2-й ступени) с учетом выражений (7) и (12):  The mass of the engines of the central unit (2nd stage), taking into account expressions (7) and (12):

дв2 = Уг · Рои = Уг ' Poi ' Р = У г 1 "oi 1 М01 - Р (22) где у2 - массовый коэффициент двигателей центрального блока (отношение массы двигателей 2-й ступени к стартовой тяге этих двигателей Р012). dv2 = Vg · Roi = Vg 'Poi' P = V g 1 "oi 1 M 01 - P (22) where y2 is the mass coefficient of the engines of the central unit (the ratio of the mass of the engines of the 2nd stage to the starting thrust of these engines P 012 ) .

Масса системы управления и всех прочих отсеков боковых блоков 2-й ступени: The mass of the control system and all other compartments of the side blocks of the 2nd stage:

Figure imgf000018_0003
где β2 - массовый коэффициент системы управления и всех прочих отсеков (отношение массы системы управления и всех прочих отсеков центрального блока к начальной массе 2-й ступени).
Figure imgf000018_0003
where β 2 is the mass coefficient of the control system and all other compartments (the ratio of the mass of the control system and all other compartments of the central unit to the initial mass of the 2nd stage).

Подставим выражения (20) - (23) в (19):  We substitute the expressions (20) - (23) in (19):

МПН2 = М02 - М02(1 - μκ2) - М02(1 - κ2)«2 - Af01(l -

Figure imgf000019_0001
т.е.: M PN 2 = M 02 - M 02 (1 - μ κ2 ) - M 02 (1 - κ2 ) 2 - Af 01 (l -
Figure imgf000019_0001
those.:

(24)

Figure imgf000019_0002
(24)
Figure imgf000019_0002

Учтем, что начальная масса 2-й ступени является полезной нагрузкой 1-й ступени:  Consider that the initial mass of the 2nd stage is the payload of the 1st stage:

М02 = МПН1 = μΠΗΐ - М01 (25) тогда M 02 = M PN1 = μ ΠΗΐ - M 0 1 (25) then

/ = ΓΓ^ = Мкг(1 + «2) -— [(1 - сР«2 ~ У2 1] ~ «г ~ βι (26) м02 /*пн1 / = ΓΓ ^ = Mkg (1 + "2) -— [(1 - with P " 2 ~ Y2 1] ~ "r ~ βι (26) m02 / * mon

Таким образом, из (2) с учетом (26) относительная масса полезной нагрузки первых двух ступеней ракеты-носителя:  Thus, from (2), taking into account (26), the relative mass of the payload of the first two stages of the launch vehicle:

Мпн = ΜΠΗΙ - [μΚ2(1 + «г) -α22]-Ρ·(1- μκ1Λ сра2 - Р · γ2 η 01 (27) Обозначим: Mpn = Μ ΠΗ Ι - [μ Κ 2 (1 + "r) -α 22 ] -Ρ · (1- μ κ1 ) Λ Λ cf 2 - Р · γ 2 η 01 (27) We denote:

Л2 = μκ2(1 + а2) - 2 - β2 (28)L 2 = μ κ2 (1 + а 2 ) - 2 - β 2 (28)

Β2 = Ρ·{1-μκ12 (29)Β 2 = Ρ · {1-μ κ1 ) α 2 (29)

C2 = P-y2n0i (30) Тогда из (27) с учетом (18):C 2 = Py 2 n 0 i (30) Then from (27), taking into account (18):

пн = ( cp^i + Bi) - ^2 - #2 - kA Cp - C2 = А А2 · сд cp + #1^2 - B2 · /сд cP - C2 (31) Для оценки влияния среднеинтегрального коэффициента дросселирования двигателей центрального блока кд ср на относительную массу полезной нагрузки первых 2- х ступеней ракеты-носителя μΠΗ , рассмотрим из (31) ее частную производную с учетом (16), (28) и (29): mon = (cp ^ i + Bi) - ^ 2 - # 2 - k AC p - C 2 = А А 2 · s d cp + # 1 ^ 2 - B 2 · / s d c P - C 2 (31) To assess the influence of the average integral throttle coefficient of the central unit engines k d av on the relative payload mass of the first 2 stages of the launch vehicle μ ΠΗ , we consider from (31) its partial derivative taking into account (16), (28) and (29):

9μ»  9μ »

Р(1 - μκ1) · «! - [μκ2(1 + α2) - α2 - ?2] - P(l - μκι) 1 «2 (32)P (1 - μ κ1 ) · « ! - [μ κ2 (1 + α 2 ) - α 2 -? 2 ] - P (l - μ κ ι) 1 «2 (32)

З/Сд ср S / Wed Wed

Найдем экстремум функции μΠΗ = f (кдср) Find the extremum of the function μ ΠΗ = f (cdsd)

—— = Ρ(1-μκ1)-α1 μκ2(1 + α2) - α2 - ?2 - = 0—— = Ρ (1-μ κ1 ) -α 1 μ κ2 (1 + α 2 ) - α 2 -? 2 - = 0

Figure imgf000019_0003
Figure imgf000019_0003

нас интересует случай, когда: we are interested in the case when:

μκ2(1 + α2)-α2-/?2-^=0 (33) μ κ2 (1 + α 2 ) -α 2 - /? 2 - ^ = 0 (33)

"1 Определим значение относительной конечной массы 2-й ступени, соответствующее точке экстремума: "one We determine the value of the relative final mass of the 2nd stage corresponding to the extremum point:

α21 + α2 + β2 α 2 / α 1 + α 2 + β 2

μΚ2 = : (34)μ Κ 2 =: (34)

^κΖ 1 + а2 ^ κΖ 1 + a 2

Рассмотрим левую и правую части выражения (34) применительно к существующим значениям переменных для ракеты-носителя, у которой центральный и боковые блоки используют одни и те же компоненты ракетного топлива. Тогда а2 « т.е. α2Λ*ι) » 1 и, таким образом, учитывая, что все массовые коэффициенты положительные, правая часть выражения (34):

Figure imgf000020_0001
Consider the left and right sides of expression (34) in relation to the existing values of variables for a launch vehicle, in which the central and side blocks use the same components of rocket fuel. Then a 2 "i.e. α 2 Λ * ι) »1 and, therefore, given that all mass coefficients are positive, the right-hand side of expression (34):
Figure imgf000020_0001

В то же время левая часть выражения (34) μκ2 < 1, т.к. конечная масса 2-й ступени всегда меньше начальной. Таким образом, для ракеты-носителя, у которой центральный и боковые блоки используют одни и те же компоненты ракетного топлива, выражение (34) необходимо записать в виде неравенства: At the same time, the left side of expression (34) μ κ2 <1, because the final mass of the 2nd stage is always less than the initial. Thus, for a launch vehicle in which the central and side blocks use the same components of rocket fuel, expression (34) must be written as inequality:

агх + α2 + β2 and g / a x + α 2 + β 2

μΚ2 < : (36)μ Κ 2 <: (36)

^κ2 1 + α2 ^ κ2 1 + α 2

Это говорит о том, что частная производная δμΠΗ/δ1ίΆ (.ρ < 0 , т.е. для увеличения относительной массы полезной нагрузки μπ„ первых 2-х ступеней ракеты-носителя, у которой центральный и боковые блоки используют одни и те же компоненты ракетного топлива, необходимо уменьшать среднеинтегральный коэффициент дросселирования двигателей центрального блока кд ср вплоть до их полного отключения. Однако отключение двигателей центрального блока возможно только при достижении устойчивого движения по траектории, поэтому на практике кд ср всегда будет больше нуля, иначе теряется основная идея пакета - создание дополнительной стартовой тяги двигателями ракетного блока 2-й ступени. This suggests that the partial derivative δμ ΠΗ / δ1ί Ά ( . Ρ <0, i.e., to increase the relative payload mass μ π „of the first 2 stages of the launch vehicle, in which the central and side blocks use the same and the same propellants, it is necessary to reduce the mean-rate throttling engines central unit to cf. d up to their complete failure. However, disabling motor of the central unit is only possible when the stable motion of the trajectory, so in practice to d always cf. udet greater than zero, otherwise lost the basic idea of the package - creation of an additional launch rocket thruster unit 2nd stage.

Оценим значение отношения массовых коэффициентов топливных отсеков центрального и боковых блоков, соответствующее точке экстремума, после которого частная производная δμΠΗ/δ!ίΆ (.ρ > 0 , и для увеличения массы полезной нагрузки μΠΗ необходимо наоборот повышать среднеинтегральный коэффициент дросселирования двигателей центрального блока кд ср. Для этого запишем выражение (33) в виде неравенства: Let us estimate the value of the ratio of the mass coefficients of the fuel compartments of the central and side blocks corresponding to the extremum point, after which the partial derivative δμ ΠΗ / δ! Ί Ά ( . Ρ > 0, and to increase the payload mass μ ΠΗ , on the contrary, it is necessary to increase the average integral throttle coefficient of the engines of the central block k d cf. For this, we write expression (33) in the form of the inequality:

а2  a2

μκ2(1 + α2) - а2 - β2 -— > 0 μ κ2 (1 + α 2 ) - a 2 - β 2 -—> 0

"1  "one

или: — < μκ2 + Κ2 · «2 - «2 - βζ (37) распишем относительно α2: or: - <μ κ2 + Κ 2 · «2 -« 2 - βζ (37) we write with respect to α 2 :

α2 - «ι - Κ2 · α2 + «ι ' «2 < «ι - μκ2 - <*ι · βζ α 2 - «ι - Κ 2 · α 2 +« ι '«2 <« ι - μ κ2 - <* ι · βζ

или: or:

α2 - [1 + «! · (1 - μκ2)] < «! - (μκ2 - /?2) α 2 - [1 + « ! · (1 - μ κ2 )] <« ! - (μ κ2 - /? 2 )

и окончательно: and finally:

— · [1 + «! · (1 - μκ2)] < μκ2 - β2 (38) - · [1 + " ! · (1 - μ κ2 )] <μ κ2 - β 2 (38)

Оценим выражение (38) с учетом того, что для существующих конструкций переменные в этом выражении могут принимать следующие значения:Let us evaluate expression (38), taking into account the fact that for existing structures, the variables in this expression can take the following values:

г = 0,05 ... 0,10  g = 0.05 ... 0.10

μκ2 = 0,3 ... 0,6 , μ κ2 = 0.3 ... 0.6,

β2 = 0,01 ... 0,02 β 2 = 0.01 ... 0.02

Тогда значение [1 + · (1— μκ2)] не превысит 1,07. Таким образом, с учетом диапазона значений β2, можно сделать заключение о том, что для прекращения роста относительной массы полезной нагрузки первых 2-х ступеней ракеты-носителя μΠΗ при уменьшении среднеинтегрального коэффициента дросселирования двигателей центрального блока кд ср, необходимо, чтобы отношение массовых коэффициентов топливных отсеков центрального и боковых блоков (а2/а, ) не превышало значение относительной конечной массы 2-й ступени, т.е.:

Figure imgf000021_0001
Then the value of [1 + · (1 - μ κ2 )] does not exceed 1.07. Thus, taking into account the range of values of β 2 , we can conclude that to stop the growth of the relative mass of the payload of the first 2 stages of the launch vehicle μ ΠΗ with a decrease in the average integral throttle coefficient of the engines of the central unit to q Wed , it is necessary that the ratio the mass coefficients of the fuel compartments of the central and side blocks (a 2 / a,) did not exceed the value of the relative final mass of the 2nd stage, i.e.:
Figure imgf000021_0001

или, другими словами, при одинаковых запасах топлива, баки центрального блока должны быть в 2 ... 3 раза легче баков бокового блока, что практически не реализуемо.  or, in other words, with the same fuel reserves, the tanks of the central unit should be 2 ... 3 times lighter than the tanks of the side unit, which is practically not feasible.

Claims

Формула изобретения Claim 1. Способ выведения на орбиту полезной нагрузки ракетой-носителем с полиблочным пакетом ракетных блоков комбинированной схемы включающий следующие этапы: a. при старте ракеты-носителя выводят маршевые жидкостные реактивные двигательные установки (ЖРДУ) боковых и центрального ракетных блоков на номинальную тягу, b. после достижения ракетой-носителем продольного ускорения, обеспечивающего устойчивое положение ракеты-носителя на траектории производят выключение, по крайней мере, одного двигателя маршевой ЖРДУ центрального ракетного блока или производят его дросселирование до уровня ниже 0,3 от номинальной тяги, c. до отключения маршевых ЖРДУ боковых ракетных блоков повторно включают или дросселируют до уровня выше 0,3 от номинальной тяги двигатель маршевой ЖРДУ центрального ракетного блока, тягу которого ранее понижали, d. отделяют и сбрасывают боковые ракетные блоки, при включённом ЖРДУ центрального ракетного блока, e. выводят головной блок, включая тандемно расположенные верхние ступени на заданную траекторию. 1. A method of launching a payload into orbit with a launch vehicle with a multiblock package of missile blocks of a combined circuit comprising the following steps: a. at the launch of the launch vehicle, marching liquid propellant propulsion systems (LRE) of the lateral and central missile units are launched for nominal thrust, b. after the launch vehicle reaches longitudinal acceleration ensuring a stable position of the launch vehicle on the trajectory, at least one engine of the mid-range main propellant rocket engine is switched off or throttled to a level below 0.3 of the nominal thrust, c. until the marching rocket engine of the side rocket blocks is turned off, the engine of the marching rocket engine of the central rocket block, the thrust of which was previously lowered, is repeatedly turned on or throttled to a level above 0.3 from the rated thrust d. separate and drop side rocket blocks, with the central rocket block LRE turned on, e. the head unit is brought out, including the tandemly located upper steps to a predetermined path. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что стадия Ь. наступает при достижении ракетой- носителем продольного ускорения 11,8...16,7 м/с . 2. The method according to p. 1, characterized in that stage b. occurs when the launch vehicle reaches longitudinal acceleration of 11.8 ... 16.7 m / s. 3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что формируют нижний полиблочный пакет из ракетных блоков с неидентичными топливными баками, габаритно-массовыми характеристиками и маршевыми ЖРДУ с одинаковой или различной номинальной тягой. 3. The method according to p. 1, characterized in that they form a lower multiblock package of rocket blocks with non-identical fuel tanks, mass-size characteristics and mid-range rocket engines with the same or different nominal thrust. 4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что формируют нижний полиблочный пакет из ракетных блоков с различными компонентами ракетного топлива. 4. The method according to p. 1, characterized in that they form a lower multiblock package of rocket blocks with various components of rocket fuel. 5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что формируют нижний полиблочный пакет из ракетных блоков с различным количеством ЖРДУ идентичных ЖРД с одинаковой номинальной тягой. 5. The method according to p. 1, characterized in that they form a lower multiblock package of missile blocks with a different number of LRE identical LRE with the same nominal thrust. 6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что при старте ракеты-носителя выводят и поддерживают неизменной тягу маршевой ЖРДУ центрального ракетного блока до значения, обеспечивающего достижение ракетой-носителем продольного ускорения 11,8...16,7 м/с2. 6. The method according to p. 1, characterized in that, at the launch of the launch vehicle, the thrust of the marching liquid propellant rocket engine of the central missile unit is output and maintained constant to a value that ensures that the launch vehicle reaches longitudinal acceleration of 11.8 ... 16.7 m / s 2 . 7. Способ по п. 1, отличающийся тем, что включение ЖРДУ производится за время до отключения маршевых ЖРДУ боковых ракетных блоков, достаточное для выхода ЖРДУ центрального блока на номинальный режим работы. 7. The method according to p. 1, characterized in that the inclusion of liquid propellant rocket engines is performed before the marching rocket propellant rocket engines of the side rocket units are turned off, sufficient for the central rocket engine to reach its nominal operating mode. 8. Способ по п. 1, отличающийся тем, что, по крайней мере, на один двигатель маршевой ЖРДУ центрального ракетного блока, который отключают или дросселируют до уровня менее 0,3 от номинальной тяги, устанавливают сдвижной сопловой насадок, который сдвигают после выключения или дросселирования двигателя до уровня менее 0,3 от номинальной тяги. 8. The method according to p. 1, characterized in that at least one marching propulsion engine of the central rocket engine, which is turned off or throttled to a level less than 0.3 of the nominal thrust, sets a movable nozzle nozzle, which is shifted after shutdown or throttling the engine to less than 0.3 of the rated thrust. 9. Способ по п. 1, отличающийся тем, что, по крайней мере, на два двигателя маршевой ЖРДУ центрального ракетного блока, которые отключают или дросселируют до уровня менее 0,3 от номинальной тяги, устанавливают единый сдвижной сопловой насадок, который сдвигают после выключения или дросселирования двигателей до уровня менее 0,3 от номинальной тяги. 9. The method according to p. 1, characterized in that at least two engines of the marching liquid propellant rocket engine of the central rocket block, which shut off or throttle to a level less than 0.3 of the nominal thrust, install a single movable nozzle nozzle, which is shifted after shutdown or throttling engines to less than 0.3 of the rated thrust.
PCT/RU2015/000473 2015-07-28 2015-07-28 Method for placing a payload into orbit using a carrier rocket Ceased WO2017018903A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/RU2015/000473 WO2017018903A1 (en) 2015-07-28 2015-07-28 Method for placing a payload into orbit using a carrier rocket

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/RU2015/000473 WO2017018903A1 (en) 2015-07-28 2015-07-28 Method for placing a payload into orbit using a carrier rocket

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2017018903A1 true WO2017018903A1 (en) 2017-02-02

Family

ID=57884866

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2015/000473 Ceased WO2017018903A1 (en) 2015-07-28 2015-07-28 Method for placing a payload into orbit using a carrier rocket

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2017018903A1 (en)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109711010A (en) * 2018-12-13 2019-05-03 北京航天自动控制研究所 An engine characteristic processing method for online trajectory planning of vertical take-off and landing rockets
CN112596537A (en) * 2020-11-27 2021-04-02 中国人民解放军国防科技大学 Model error compensation method, system and storage medium for online trajectory planning
CN112966340A (en) * 2021-01-19 2021-06-15 中国人民解放军63921部队 Small deviation quick correction method for carrying capacity of solid binding carrier rocket
CN113212808A (en) * 2021-05-08 2021-08-06 北京格锐德科技有限公司 Carrier rocket based on extrusion engine
CN113642097A (en) * 2021-06-28 2021-11-12 上海宇航系统工程研究所 High-frequency environment simulation prediction method for bound rocket based on statistical energy method
CN114018103A (en) * 2021-11-08 2022-02-08 航天科工火箭技术有限公司 Carrier rocket trajectory reconstruction method and system based on low thrust
CN114060171A (en) * 2021-09-14 2022-02-18 航天科工火箭技术有限公司 Rocket and rocket propellant sloshing inhibition method and device
CN114216376A (en) * 2021-12-09 2022-03-22 北京航天自动控制研究所 Multi-load hierarchical optimization method of carrier rocket

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5141181A (en) * 1989-10-05 1992-08-25 Leonard Byron P Launch vehicle with interstage propellant manifolding
EP0508609B1 (en) * 1991-04-08 1998-05-20 Trw Inc. Modular solid-propellant launch vehicle and related launch facility
RU2161108C1 (en) * 2000-02-07 2000-12-27 Государственный космический научно-производственный центр им. М.В. Хруничева Method for orbit injection of payload by multifunctional launch vehicle of combination arrangement with cruise liquid- propellant rocket engine installations (lrei), multifunctional launch vehicle with cruise lpei and method for its development

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5141181A (en) * 1989-10-05 1992-08-25 Leonard Byron P Launch vehicle with interstage propellant manifolding
EP0508609B1 (en) * 1991-04-08 1998-05-20 Trw Inc. Modular solid-propellant launch vehicle and related launch facility
RU2161108C1 (en) * 2000-02-07 2000-12-27 Государственный космический научно-производственный центр им. М.В. Хруничева Method for orbit injection of payload by multifunctional launch vehicle of combination arrangement with cruise liquid- propellant rocket engine installations (lrei), multifunctional launch vehicle with cruise lpei and method for its development

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109711010A (en) * 2018-12-13 2019-05-03 北京航天自动控制研究所 An engine characteristic processing method for online trajectory planning of vertical take-off and landing rockets
CN109711010B (en) * 2018-12-13 2023-05-12 北京航天自动控制研究所 A Method of Engine Characteristics Processing for Online Trajectory Planning of Vertical Takeoff and Landing Rocket
CN112596537B (en) * 2020-11-27 2022-03-29 中国人民解放军国防科技大学 Model error compensation method, system and storage medium for online trajectory planning
CN112596537A (en) * 2020-11-27 2021-04-02 中国人民解放军国防科技大学 Model error compensation method, system and storage medium for online trajectory planning
CN112966340A (en) * 2021-01-19 2021-06-15 中国人民解放军63921部队 Small deviation quick correction method for carrying capacity of solid binding carrier rocket
CN112966340B (en) * 2021-01-19 2023-12-29 中国人民解放军63921部队 Small deviation quick correction method for carrying capacity of solid binding carrier rocket
CN113212808A (en) * 2021-05-08 2021-08-06 北京格锐德科技有限公司 Carrier rocket based on extrusion engine
CN113642097B (en) * 2021-06-28 2023-07-14 上海宇航系统工程研究所 A Simulation and Prediction Method of Bundled Rocket High Frequency Environment Based on Statistical Energy Method
CN113642097A (en) * 2021-06-28 2021-11-12 上海宇航系统工程研究所 High-frequency environment simulation prediction method for bound rocket based on statistical energy method
CN114060171A (en) * 2021-09-14 2022-02-18 航天科工火箭技术有限公司 Rocket and rocket propellant sloshing inhibition method and device
CN114018103A (en) * 2021-11-08 2022-02-08 航天科工火箭技术有限公司 Carrier rocket trajectory reconstruction method and system based on low thrust
CN114216376A (en) * 2021-12-09 2022-03-22 北京航天自动控制研究所 Multi-load hierarchical optimization method of carrier rocket
CN114216376B (en) * 2021-12-09 2023-11-14 北京航天自动控制研究所 Multi-load hierarchical optimization method of carrier rocket

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2017018903A1 (en) Method for placing a payload into orbit using a carrier rocket
US12345217B2 (en) Ramjet propulsion method
Shotwell et al. Drivers, developments and options under consideration for a Mars ascent vehicle
Sippel et al. A viable and sustainable European path into space–for cargo and astronauts
RU2595092C1 (en) Method for payload orbital injection by carrier rocket
Chen et al. Development of a small launch vehicle with hybrid rocket propulsion
RU2562826C1 (en) Increasing efficiency of space rocket with mid-flight liquid-propellant engine
Villanueva et al. Small launch vehicle trajectory profile optimization using hybrid algorithm
US6059235A (en) Interplanetary transfer method
Carletta et al. An Earth-Mars microsatellite mission leveraging low-energy capture and low-thrust propulsion
US12466582B2 (en) Combined launch vehicle and satellite system
Villanueva et al. Small launch vehicle optimal design configuration from ballistic missile components
Freeman et al. Design options for advanced manned launch systems
Qian et al. A guidance scheme for air-launched solid launch vehicle
Pillai Space-capable sounding rocket design for collegiate teams
Schiller Innovation at united launch alliance
Johnson, MS et al. Architectural Study of Crew Launch Escape Systems with Ascent Assist Capability
Villanueva Sounding rocket development program for Perú
Cianciolo et al. Impact of Utilizing Photos and Deimos as Waypoints for Mars Human Surface Missions
Sippel System Design of the SpaceLiner Project and Its Latest Technical Progress
Barber et al. Final Dawn Reaction Control System (RCS) propulsion system in-flight characterization
Plokhikh Comparison of reusable space transportation systems with different types of start and assessment of the possibility of their unification on the basis of a winged module
Valles et al. LUNANOVA KICK STAGE STUDY: AN OVERVIEW OF THE SYSTEM PROPULSION TRADEOFFS
Van Allen et al. Responsive, Low-Cost Access to Space with ELVIS—an Expendable Launch Vehicle with Integrated Spacecraft
Donahue Two-stage launch vehicles for heavy payloads

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 15899764

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 15899764

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1