[1]Изобретение относится к устройствам заправки летательных аппаратов компонентами жидкого ракетного топлива и может быть использовано в ракетно-космической технике.
[2]Известен автомобильный полуприцеп для транспортирования компонента жидкого ракетного топлива, например, жидкого водорода, содержащий теплоизолированную цистерну, отсек для размещения контрольно-измерительных приборов, предохранительное устройство, сливо-наливное и другое необходимое оборудование (см. книгу: В.Н. Зрелов, Е.П. Серегин. Жидкие ракетные топлива. М.: Химия, 1975, с. 62-65, рис. 41).
[3]К недостаткам этого технического решения можно отнести отсутствие автоматизации и, следовательно, низкую надежность проведения работ, а также ограниченную возможность, связанную только с транспортированием компонента жидкого ракетного топлива.
[4]Известен автотопливозаправщик, содержащий тягач, соединенный с полуприцепом-цистерной, связанной с наполнительной магистралью, снабженной наполнительным клапаном, соединенным с сигнализатором наполнения (см. патент RU №2206478, МПК: B64F 1/28, B60S 5/02, B65D 88/12, B67D 5/04, В60Р 3/24, 20.06.2003 г.).
[5]К недостаткам известного топливозаправщика относятся низкая надежность работы и ограниченность его применения, поскольку он предназначен только для наполнения цистерны, поэтому без существенных доработок он не может быть использован для заправки, например ракет-носителей и космических аппаратов на стартовых комплексах.
[6]Известен автозаправщик для заправки летательных аппаратов компонентом жидкого ракетного топлива, содержащий тягач, соединенный с полуприцепом и цистерной, пневмогидросистему, включающую насосный агрегат, запорную арматуру, контрольно-измерительные приборы, раздаточные штуцеры с постоянно пристыкованными шлангами и систему управления (см. патент RU №2286289 С2, МПК: B64F 1/00, B67D 5/04, B60S 5/02, В60Р 3/22, 27.10.2006 г.).
[7]К недостаткам известного автозаправщика относятся невозможность заполнения цистерны автозаправщика компонентом (например, керосином) из средства его доставки - контейнера-цистерны, невозможность поддерживать температурные режимы заправки ракеты-носителя в требуемых пределах, невозможность охлаждения компонента топлива, например, керосина, в цистерне автозаправщика.
[8]Анализ патентов и научно-технической литературы показал, что по технической сущности и достигаемому результату подвижный агрегат по патенту RU 82677 U1 (МПК B64G 1/00, 10.05.2009 г.) является наиболее близким к предлагаемому изобретению и выбран в качестве прототипа.
[9]Известный подвижный агрегат предназначен для заправки летательных аппаратов компонентом жидкого ракетного топлива, для проведения охлаждения компонентов жидкого ракетного топлива с помощью внешних стационарных средств, содержит тягач, соединенный с полуприцепом и цистерной, пневмогидросистему, включающую насосный агрегат, запорную арматуру, контрольно-измерительные приборы, раздаточные штуцеры с постоянно пристыкованными шлангами и систему управления.
[10]К недостаткам прототипа можно отнести следующее:
[11]- невозможность проведения термостатирования компонентов ракетного топлива без использования стационарного оборудования;
[12]- невозможность нагрева компонентов ракетного топлива с целью обеспечения заданных температурных параметров;
[13]- невозможность подготовки компонентов ракетного топлива по степени газосодержания без использования дополнительных систем.
[14]Кроме того, в известном подвижном агрегате отсутствует возможность насыщения компонентов ракетного топлива растворенными газами, что приводит к невозможности долговременного хранения изделия в заправленном виде.
[15]Техническим результатом заявленного изобретения является:
[16]1. Сокращение количества опасных операций по перестыковке магистралей подачи компонентов ракетного топлива.
[17]2. Обеспечение мобильности при проведении термостатирования и газонасыщения компонентов ракетного топлива.
[18]3. Сокращение количества задействуемого оборудования при проведении технологических операций подготовки и заправки компонентов ракетного топлива.
[19]4. Сокращение численности расчета, задействуемого при проведении опасных операций.
[20]Предлагаемый подвижный агрегат позволяет выполнить безопасную перевозку компонентов ракетного топлива в герметичной емкости, уменьшить количество опасных операций, сократить вероятность утечки компонентов ракетного топлива в ходе сборки-разборки магистралей подачи компонентов ракетного топлива.
[21]Указанные технические результаты достигаются благодаря тому, что подвижный агрегат для термостатирования, газонасыщения и заправки ракетной техники компонентами ракетного топлива, содержит емкость для перевозки компонентов ракетного топлива (КРТ), размещенную на высокопроходимой колесной базе, транспортируемой тягачом повышенной проходимости, предназначенным для движения по всем видам дорог и местности, при этом емкость для перевозки компонентов ракетного топлива соединена с теплообменником, предназначенным для термостатирования компонентов ракетного топлива, и оснащена душевой установкой, выполненной в виде системы трубопроводов с форсунками, распыляющими компоненты ракетного топлива через газовую подушку, давление в которой поддерживается путем подачи сжатого газа из баллонов, размещенных в подвижном агрегате, насосный агрегат, осуществляющий перемешивание компонентов ракетного топлива в емкости для перевозки КРТ при проведении термостатирования и/или газонасыщения, соединен трубопроводом с емкостью для приема компонентов ракетного топлива и с дозирующей установкой, из которой по трубопроводу подачи компонентов ракетного топлива в заправляемую ракету-носитель поступает установленная доза компонентов, система управления технологическим оборудованием размещена в шкафах управления технологическим оборудованием и соединена с вышеперечисленными элементами подвижного агрегата трубопроводами, кабелями и магистралями.
[22]Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежами.
[23]На фиг. 1 представлен общий вид подвижного агрегата для термостатирования, газонасыщения и заправки ракетной техники компонентами ракетного топлива:
[24](1) - тягач повышенной проходимости;
[25](2) - высокопроходимая колесная база;
[26](3) - подвижный агрегат;
[27](4) - баллоны со сжатым газом;
[28](5) - душевая установка;
[30](7) - газовая подушка;
[31](8) - емкость для перевозки компонентов ракетного топлива;
[33](10) - трубопроводы подачи теплоносителя;
[34](11) - источник подачи теплоносителя;
[35](12) - трубопровод подачи компонентов ракетного топлива в заправляемое изделие (ракета-носитель);
[36](13) - дозирующая установка;
[37](14) - емкость для приема компонентов ракетного топлива;
[38](15) - насосный агрегат;
[39](16) - трубопровод забора компонентов ракетного топлива;
[40](17) - шкафы управления технологическим оборудованием.
[41]На фиг. 2 представлена пневмогидравлическая схема подвижного агрегата для термостатирования, газонасыщения и заправки ракетной техники компонентами ракетного топлива:
[42](3) - подвижный агрегат;
[43](4) - баллоны со сжатым газом;
[44](5) - душевая установка;
[46](8) - емкость для перевозки компонентов ракетного топлива;
[48](10) - трубопроводы подачи теплоносителя;
[49](12.1, 12.2) - трубопроводы подачи компонентов ракетного топлива в заправляемое изделие (ракета-носитель);
[50](13) - дозирующая установка;
[51](14) - емкость для приема компонентов ракетного топлива;
[52](15) - насосный агрегат;
[53](16) - трубопровод забора компонентов ракетного топлива;
[54](18) - штуцер для стыковки с дренажной магистралью второго заправочного агрегата (штуцер 20);
[55](19) - электропневмоклапаны К2, К4;
[56](20) - штуцер для стыковки с дренажной магистралью изделия (штуцером 18 второго агрегата), для дренажа при заборе КРТ в емкость для перевозки компонентов ракетного топлива;
[57](21) - трубопроводы отбора проб;
[58](22) - фильтр грубой очистки Ф1;
[59](23) - смотровое устройство УСМ1;
[60](24) - фильтр тонкой очистки АД1;
[61](25) - штуцер для стыковки с продуктовой магистралью второго заправочного агрегата (трубопровод 12.1), для забора КРТ в емкость для перевозки компонентов ракетного топлива;
[62](26) - манометры МН4, МН6;
[63](27) - клапан обратный К01;
[65](29) - штуцер зарядки баллонов (4) сжатым газом;
[66](30) - индикатор уровня ИУ;
[67](31) - сигнализатор уровня 2СУ;
[68](32) - датчик температуры;
[69](33) - дроссельная шайба ДРН2;
[70](34) - предохранительная мембрана МБ1;
[71](35) - предохранительный клапан КП2;
[72](36) - вентили ВН9, ВН10;
[73](37) - ручной насос HI;
[74](38) - шкаф управления электропневмоклапанами.
[75]Описание работы подвижного агрегата (3) для термостатирования и газонасыщения компонентов ракетного топлива и заправки ракетной техники компонентами ракетного топлива.
[76]Подвижный агрегат (3) представляет собой тягач повышенной проходимости (1), перевозящий высокопроходимую колесную базу (2) с размещенным на ней специальным оборудованием, включающим в себя емкость для перевозки компонентов ракетного топлива (8), теплообменник (9), баллоны со сжатым газом (4), дозирующую установку (13), емкость для приема компонентов ракетного топлива (14), насосный агрегат (15), пневмогидравлическое оборудование и другие необходимые элементы.
[78]Через штуцер зарядки баллонов (29) в магистрали подвижного агрегата (3) подается сжатый газ под высоким давлением. Для зарядки баллонов со сжатым газом (4) открыть вентили ВН1 и ВН3. Сжатый газ проходит через фильтр грубой очистки Ф1 (22). Контроль зарядки баллонов со сжатым газом производится по манометру МН2. По окончании зарядки баллонов со сжатым газом (4) закрыть вентиль ВН3 и сбросить давление из магистрали.
[79]2. Подача давления на шкаф управления электропневмоклапанами
[80]Давление на шкаф управления электропневмоклапанами (38) подается от баллонов (4). Для этого открыть вентили ВН3, ВН2 и настроить редуктор КР1 (28) по манометру МН1.
[81]3. Проливка насосного агрегата
[82]Для проливки насосного агрегата (15) наддуть емкость для перевозки компонентов ракетного топлива (8) с помощью баллонов со сжатым газом (4) до избыточного давления - 1 кгс/см2. Для наддува емкости для перевозки компонентов ракетного топлива (8) открыть вентили ВН3, ВН4 и установить по манометру МНЗ редуктором КР2 давление 1 кгс/см2. Далее открыть вентиль ВН6 и наддуть емкость для перевозки компонентов ракетного топлива (8) до давления 1 кгс/см2. Контроль избыточного давления в емкости для перевозки компонентов ракетного топлива производить по манометрам МН4 (26) и МН6 (26), открыв вентиль ВН7. По окончании наддува емкости для перевозки компонентов ракетного топлива (8) закрыть вентиль ВН6. Далее открыть вентили ВН14, ВН16, клапаны К12 и К10, контролировать поступление КРТ в емкость для приема компонента ракетного топлива (14) по смотровому устройству УСМ2, осуществлять пролив в течение 5 минут, закрыть клапан К10, открыть вентиль ВН17, контролировать поступление КРТ в емкость для приема компонентов ракетного топлива (14) по смотровым устройствам УСМ2 и УСМ3 в течение 5 минут. Далее закрыть вентиль ВН17.
[83]4. Термостатирование и газонасыщение КРТ
[84]Для проведения термостатирования и газонасыщения КРТ осуществить проливку насосного агрегата (15) (в соответствии с п. 3). Далее осуществить запуск насоса при открытых вентилях ВН14, ВН16, ВН15, ВН11 и ВН7 для контроля давления в емкости для перевозки компонентов ракетного топлива (8) и клапаны К12 и К4 (19). КРТ из емкости для перевозки КРТ (8) при открытых вентилях ВН14, ВН15, ВН16 и клапане К12 подается в межтрубное пространство теплообменника (9), а теплоноситель подается по трубопроводам подачи теплоносителя (10) от источника подачи теплоносителя (11) после открытия вентилей ВН12 и ВН13 в трубки теплообменника (9). КРТ, проходящий через теплообменник (9) поступает при открытом вентиле ВН11 и клапане К4 в емкость для перевозки компонентов ракетного топлива (8) через форсунки (6) душевой установки (5), распыляется через газовую подушку (7) и насыщается газом. Газовая подушка (7) поддерживается с помощью баллонов со сжатым газом (4) открытием вентилей ВН3, ВН4, ВН6 и настройкой редуктора КР2. Нагрев/охлаждение КРТ производится за счет подачи в теплообменник (9) нагретого/охлажденного теплоносителя. Термостатирование может проводиться как одновременно с газонасыщением, так и отдельно, для чего необходимо закрыть клапан К4 и открыть клапан К5.
[86]Заправка изделия (ракеты-носителя) производится после выполнения проливки насосного агрегата (15). К дренажной магистрали изделия пристыковать штуцер для стыковки с дренажной магистралью изделия (20), а трубопроводы подачи компонентов ракетного топлива в заправляемое изделие (12.1, 12.2) к штуцерам продуктовых магистралей изделия первой и второй ступени соответственно. После пролива насосного агрегата (15) при открытых клапанах К2 (19), К12, К6, вентилях ВН14 и ВН16 и открытых клапанах К7 или К8 (в зависимости от заправляемой ступени изделия) подают КРТ через дозирующую установку (13). Дренаж воздушной подушки баков изделия происходит через штуцер для стыковки с дренажной магистралью изделия (20).
[87]6. Удаление КРТ из емкости для приема компонентов ракетного топлива
[88]После проливки насосного агрегата (15) необходимо КРТ из емкости для приема компонентов ракетного топлива (14) удалить в емкость для перевозки компонентов ракетного топлива (8). Для этого открыть вентили ВН1, ВН4, ВН5, ВН18 и клапан К10, контролировать убытие КРТ по смотровому устройству УСМ2.
[89]7. Контроль параметров компонента
[90]Контроль параметров компонентов ракетного топлива в емкости для перевозки компонентов ракетного топлива (8) производить с помощью:
[91]- манометров МН4, МН6 (26) - давление в газовой подушке (7) при открытом вентиле ВН7:
[92]- датчика температуры (32) - температуру компонентов ракетного топлива в емкости для перевозки компонентов ракетного топлива (8);
[93]- индикатора уровня (30) - процент заполнения емкости для перевозки компонентов ракетного топлива КРТ;
[94]- сигнализаторов уровня (31) - верхний и нижний уровень КРТ в емкости для перевозки компонентов ракетного топлива (8).
[95]8. Отбор проб компонента ракетного топлива из емкости для перевозки компонентов ракетного топлива (8)
[96]Отбор проб компонента ракетного топлива производят для определения качества КРТ в емкости для перевозки компонентов ракетного топлива (8). Для этого подстыковать пробоотборный сосуд к штуцерам трубопроводов отбора проб (21), открыть вентиль ВН10, ВН9 и осуществить прокачку компонента с помощью ручного насоса H1 (37), прохождение КРТ в пробоотборный сосуд контролировать по смотровому устройству УСМ1.
[97]9. Заполнение емкости для перевозки компонентов ракетного топлива (8)
[98]Для заполнения емкости для перевозки компонентов ракетного топлива (8) подстыковать подвижный агрегат (3) к источнику подачи КРТ - штуцер для забора КРТ в емкость для перевозки компонентов ракетного топлива (25) и штуцер для дренажа при заборе КРТ в емкость для перевозки компонентов ракетного топлива (20), осуществить заполнение емкости для перевозки компонентов ракетного топлива (8) до срабатывания сигнализатора уровня 1СУ.
