Аджян А.П., Аким Э.Л., Алифанов О.М., Андреев А.Н. Ракетно-космическая техника. Машиностроение. Энциклопедия. T. IV-22 В двух книгах. Книга первая

АВИАЦИОННОЕ ТРАНСПОРТИРОВАНИЕ	381

даря этому обеспечивается успешное функ ционирование дренажных устройств, о чем свидетельствуют результаты измерений давле ния в полете (рис. 3.6.7), а также отсутствие замечаний к работе дренажных устройств в многочисленных пусках.

3.6.4. ДРЕНИРОВАНИЕ ЭЛЕМЕНТОВ КОНСТРУКЦИИ

Наряду с дренированием отсеков в про цессе проектирования решается порой не менее сложная задача обеспечения прочно сти обтекателей, например бортовой кабель4 ной сети (БКС), проложенной по наружной поверхности блоков РН, и мест их крепле ния к тонкостенным оболочкам топливных баков.

Как правило, обтекатели БКС имеют большую протяженность и крепятся не толь ко к каркасным отсекам, но и к тонкостен ным оболочкам баков. Ввиду большой протя распределение давления по наруж ной хности обтекателей оказывается

чрезвычайно неравномерным, что особенно характерно для многоблочных ракет (см. п. 3.5.4). В этом случае трудно выбрать место расположения дренажного устройства для стравливания воздуха из под обтекателя. В результате приходится искать решение в изменении конструкции самого обтекателя, в частности путем разделения пространства под обтекателем на отдельные секции с помощью перегородок и выполнения соответствующего дренажа на отдельных секциях или путем за пенивания его внутреннего объема. Исследо ванные варианты конструктивного выполне ния и дренирования обтекателей бортовой кабельной сети РН «Энергия» представлены на рис. 3.6.11.

Наиболее сложную задачу, несущую в себе много неопределенностей, представляет дренирование многослойных пакетов (матов)

экранно4вакуумной теплоизоляции (ЭВТИ) КА, а также объемов конструкции, расположен ных под ЭВТИ. Это связано с неопределен ностью расходных характеристик пакетов ЭВТИ и их наружных оболочек (проницаемо сти пакета).

Каждый слой пакета ЭВТИ в соответст вии с нормативной документацией перфори руется отверстиями диаметром 2 мм с шагом 10 мм. Однако смещение перфорируемых слоев относительно друг друга в процессе из

готовления матов и эксплуатации и деформа ция нежестких матов ЭВТИ под действием перепадов давления обуславливают сущест венное изменение расходных характеристик (проницаемости) матов, несмотря на специ альные сетчатые прокладки (стекловуаль) ме жду слоями.

Кроме того, для таких конструкций воз можно резкое уменьшение проницаемо сти при больших градиентах изменения на ружного давления (до 7,98…10,64 кПа (60… 80 мм рт. ст./с)), что характерно для измене ния давления под головными обтекателями ряда ракет на участке выведения. В этих слу чаях возможно «слипание» наружных слоев матов ЭВТИ с последующим увеличением давления внутри матов из за малой прони цаемости, что в результате изменения их конфигурации (увеличение объема) транс формируется в нормальную нагрузку на стенки конструкции, которые теплоизолиру ет ЭВТИ. Как правило, это сотовые конст рукции, например панели корпусов КА, для которых существуют жесткие ограничения по допустимой нагрузке ( Р ~ 196 Па (0,002 кгс/см2)), и которые сами дренируют ся специальным образом [8].

Для исключения такого явления требу ется дополнительный к нормативному (пер форации слоев ЭВТИ) сквозной дренаж ма тов ЭВТИ, гарантирующий надежное страв ливание воздуха как из объемов между слоя ми ЭВТИ, так и из пространства между ма том ЭВТИ и поверхностью конструкции, за щищаемой им.

Для сохранения в этом случае теплофи зических свойств матов целесообразно сквоз ные отверстия защитить клапанами козырька ми из наружного материала мата ЭВТИ.

3.6.5. АВИАЦИОННОЕ ТРАНСПОРТИРОВАНИЕ

Авиатранспортирование используется, в частности, при перевозке крупноразмерных негабаритных конструкций, доставка которых с заводов изготовителей к месту сборки РКН автомобильным, водным или железнодорож ным транспортом невозможна. В таких случа ях транспортирование осуществляется на внешней подвеске самолетов.

Характерными примерами авиатранспор тирования являются перевозки ОК «Буран» и баков центрального блока РН «Энергия» на

Аджян А.П., Аким Э.Л., Алифанов О.М., Андреев А.Н. Ракетно-космическая техника. Машиностроение. Энциклопедия. T. IV-22 В двух книгах. Книга первая

382	Глава 3.6. ДРЕНИРОВАНИЕ НЕГЕРМЕТИЧНЫХ ОТСЕКОВ

Рис. 3.6.11. Исследованные варианты конструктивного выполнения и дренирования обтекателей бортовой кабельной сети РН «Энергия»:

а, б — накладные и навесные обтекатели соответственно; в — обтекатель с наполнителем; Y Рн2

Pвн, н4, Z Рн3 Pн1

самолете 3МТ, а также ОК «Спейс Шаттл» на	аэродинамического воздействия осуществля
самолете «Боинг 747».	лась с помощью дренажных устройств. Схема
Баки РН «Энергия» имеют диаметр 7,7 м	дренирования обтекателя и стекателя при
и длину баков горючего ~32 м для водорода и	авиационном транспортировании бака горю
~ 20 м для кислорода. В целях снижения аэро	чего РН «Энергия» изображена на рис. 3.6.12.
динамического сопротивления и воздействия	После транспортирования баков носовой и
набегающего потока на баки в полете на них	хвостовой обтекатель собирались в единую
устанавливались сферический обтекатель в но	конструкцию для их обратной доставки и ис
совой части и стекатель оживальной формы в	пользования в последующих перевозках. Для
хвостовой части. Герметичные баки при пере	баков всех размеров использовались одни и те
возке надувались, а разгрузка обтекателей от	же обтекатели.

Аджян А.П., Аким Э.Л., Алифанов О.М., Андреев А.Н. Ракетно-космическая техника. Машиностроение. Энциклопедия. T. IV-22 В двух книгах. Книга первая

АВИАЦИОННОЕ ТРАНСПОРТИРОВАНИЕ	383

Рис. 3.6.12. Схема дренирования обтекателя и стекателя при авиационном транспортировании бака горючего РН «Энергия»:

1 — обтекатель; 2 — бак горючего; 3 — стекатель; 4 — дренажные устройства

С целью уменьшить перепады давлений, действующих на сжатие обтекателей (снаружи внутрь) требовалось обеспечить в полете, при взлете и посадке избыточное, по сравнению с атмосферным, давление под обтекателями на уровне ~9,8 кПа (0,1 кгс/см2). Эта задача ус пешно решена путем оснащения обтекателей специальными дренажными устройствами, расположенными в передней критической точ ке носового и в верхней части хвостового об текателей (рис. 3.6.12).

Форма и размеры дренажных устройств, а также эффективная площадь их проходных се чений рассчитываются с учетом эпюр распре деления давления по внешней поверхности грузов (рис. 3.6.13), коэффициентов сопротив ления дренажных устройств и параметров дви жения самолета (V, H, q). При выборе конфи гурации входной части дренажного устройства

хвостового обтекателя учтена толщина погра ничного слоя, формирующегося на поверхно сти бака, достигающая ~23…26 см, в связи с чем входное отверстие устройства поднято над поверхностью бака. Приемное отверстие дре нажного устройства переднего обтекателя ус тановлено в критической точке полусферы.

Результаты натурных измерений в полете давлений внутри обтекателей в составе рас смотренных вариантов грузов показали, что выбранные варианты и параметры дренажных устройств обеспечивают заданное избыточное давление внутри обтекателей как на режиме истечения газа (взлет самолета), так и на ре

втекания (посадка).

Грамотное решение вопросов дренирова ния х различных конструкций позволяет существенно снизить аэродинамические на грузки в полете.

Рис. 3.6.13. Распределение коэффициента давления сp по поверхности груза