Nothing Special   »   [go: up one dir, main page]

RU2781713C1 - Landing device for launch return stage and method for its landing - Google Patents

Landing device for launch return stage and method for its landing Download PDF

Info

Publication number
RU2781713C1
RU2781713C1 RU2022105281A RU2022105281A RU2781713C1 RU 2781713 C1 RU2781713 C1 RU 2781713C1 RU 2022105281 A RU2022105281 A RU 2022105281A RU 2022105281 A RU2022105281 A RU 2022105281A RU 2781713 C1 RU2781713 C1 RU 2781713C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
landing
stage
legs
site
landing legs
Prior art date
Application number
RU2022105281A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Федорович Петрищев
Original Assignee
Владимир Федорович Петрищев
Filing date
Publication date
Application filed by Владимир Федорович Петрищев filed Critical Владимир Федорович Петрищев
Application granted granted Critical
Publication of RU2781713C1 publication Critical patent/RU2781713C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: space technology.
SUBSTANCE: inventions group relates to space technology, and more specifically to landing gear. The landing gear of the return stage of the launch vehicle consists of four landing legs that are deployed to touch the landing pad with a low speed. The supports in the unfolded state have a small radius of removal of the landing support touch point with the landing platform from the longitudinal axis of the step. The method for landing the return stage of the launch vehicle consists in unfolding the lower landing legs and bringing the stage into a vertical position until the lower landing legs touch the landing site at low speed. In this case, the upper landing legs are deployed simultaneously with the lower landing legs are unfolded, and after the two lower landing legs touch the landing site, the landing stage is brought from vertical to a given horizontal position.
EFFECT: fail-safe landing is achieved.
5 cl, 3 dwg

Description

Область техникиTechnical field

Изобретение относится к области ракетно-космической техники и может найти применение при создании многоразовых ступеней ракет-носителей.The invention relates to the field of rocket and space technology and can be used in the creation of reusable stages of launch vehicles.

Уровень техникиState of the art

Известен проект посадочного устройства возвращаемой ступени ракеты-носителя (Журнал «ПРЕТИЧ» 25.01.2022, статья «Вертолет спасает космическую ракету - проект»), содержащего контейнер с парашютами, вертолет с устройством захвата троса вытяжного парашюта, и способ посадки ступени, заключающийся в том, что на заданной высоте парашюты вводятся в воздушный поток, после чего вертолет с помощью специального троса с устройством захвата цепляет трос вытяжного парашюта ступени и далее обеспечивает транспортировку и посадку ступени на посадочную площадку. В декабре 2021 года американская космическая компания Rocket Lab успешно реализовала этот проект, посадив первую ступень легкой ракеты «Электрон». Недостаток устройства и способа посадки ступени заключается в недостаточной надежности сохранения ступени и невозможности посадки таким способом тяжелых ступеней с помощью вертолета.A project of a landing device for the return stage of a launch vehicle is known (Journal "PRETICH" 01/25/2022, article "Helicopter saves a space rocket - project"), containing a container with parachutes, a helicopter with a device for grabbing an exhaust parachute cable, and a method for landing a stage, which consists in that at a given height the parachutes are introduced into the air stream, after which the helicopter, using a special cable with a gripping device, catches the stage pilot chute cable and then ensures the transportation and landing of the stage on the landing site. In December 2021, the American space company Rocket Lab successfully implemented this project by landing the first stage of the Elektron light rocket. The disadvantage of the device and the method of landing the stage is the lack of reliability of the preservation of the stage and the impossibility of landing in this way heavy stages using a helicopter.

Известно также посадочное устройство возвращаемой ступени ракеты-носителя (Журнал «Репортер», статья «Возрождение «Байкала»: что не так с российской многоразовой ракетой?»), принимаемое за аналог, содержащее в сложенном состоянии вдоль корпуса ступени раскладываемое крыло, а также элементы стабилизатора, убранные шасси для посадки «по-самолетному» на взлетно-посадочную полосу (ВПП) аэропорта, систему управления с турбореактивными двигателями для управляемого полета в атмосфере и с запасом топлива для них, и способ посадки ступени, заключающийся в том, что на заданной высоте после отделения ступени включается система управления, последовательно раскладывающая крыло, включающая турбореактивные двигатели и обеспечивающая выпуск шасси для посадки ступени на ВПП и управление полетом. Недостаток аналога и способа его посадки заключается в существенном увеличении веса ступени, снижающем эффективность ракеты-носителя в целом.It is also known that the landing device of the return stage of the launch vehicle (Reporter magazine, article “The revival of Baikal”: what is wrong with the Russian reusable rocket?”), Taken as an analogue, containing a folding wing in a folded state along the stage body, as well as elements stabilizer, retracted landing gear for landing "like an airplane" on the runway (runway) of the airport, a control system with turbojet engines for controlled flight in the atmosphere and with a supply of fuel for them, and a method of landing a stage, consisting in the fact that at a given altitude after stage separation, the control system is turned on, which sequentially unfolds the wing, includes turbojet engines and provides landing gear for landing the stage on the runway and flight control. The disadvantage of the analogue and the method of its landing is a significant increase in the weight of the stage, which reduces the efficiency of the launch vehicle as a whole.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и принимаемым в качестве прототипа, является посадочное устройство возвращаемой ступени ракеты-носителя и способ ее посадки, примененные в ракете-носителе Falcon-9 (Журнал «Все о космосе», статья «РН «Falcon-9»). Посадочное устройство состоит из четырех раскладываемых до касания посадочной площадки с малой скоростью посадочных опор, установленных симметрично в нижней части ступени и обеспечивающих сохранение конструкции ступени при посадке, системы управления посадкой, включающей до трех используемых для посадки дросселируемых маршевых двигателей, установленных в нижней части ступени, и системы ориентации с реактивными двигателями, осуществляющими приведение ступени перед посадкой в вертикальное положение, и способа посадки, заключающегося в раскладывании нижних посадочных опор и приведении ступени в вертикальное положение до момента касания посадочной площадки с малой скоростью нижними посадочными опорами. Недостаток прототипа заключается в возможной потере ступени при отклонении ступени от вертикального положения на нерасчетный угол в момент касания посадочной площадки за счет нерасчетных случайных погрешностей системы управления или за счет случайного в этот момент порыва ветра со скоростью, превышающей расчетную.The closest to the proposed invention in terms of technical essence and taken as a prototype is the landing device of the return stage of the launch vehicle and the method of its landing used in the Falcon-9 launch vehicle (Vse o kosmos magazine, article Falcon-9 launch vehicle). "). The landing gear consists of four low-speed landing legs deployed to touch the landing pad, installed symmetrically in the lower part of the stage and ensuring the preservation of the stage structure during landing, a landing control system that includes up to three throttled sustainer engines used for landing, installed in the lower part of the stage, and an orientation system with jet engines that bring the stage to a vertical position before landing, and a landing method that consists in unfolding the lower landing legs and bringing the stage to a vertical position until the lower landing legs touch the landing site at low speed. The disadvantage of the prototype is the possible loss of the stage when the stage deviates from the vertical position by an off-design angle at the moment it touches the landing site due to off-design random errors of the control system or due to a random gust of wind at this moment with a speed exceeding the calculated one.

Таким образом, известные технические решения не могут обеспечить безаварийную посадку возвращаемой ступени ракеты-носителя при отклонении ступени от вертикального положения на нерасчетный угол в момент касания посадочной площадки за счет нерасчетных случайных погрешностей системы управления или за счет случайного в этот момент порыва ветра со скоростью, превышающей расчетную.Thus, the known technical solutions cannot ensure an accident-free landing of the return stage of the launch vehicle when the stage deviates from the vertical position by an off-design angle at the moment it touches the landing site due to off-design random errors of the control system or due to a random gust of wind at this moment with a speed exceeding calculated.

Причиной, препятствующей решению этой технической проблемы, является конструктивная неприспособленность возвращаемой ступени ракеты-носителя к посадке в более устойчивое по отношению к указанным обстоятельствам горизонтальное положение.The reason preventing the solution of this technical problem is the structural inability of the return stage of the launch vehicle to land in a horizontal position that is more stable in relation to the indicated circumstances.

Раскрытие сущности изобретенияDisclosure of the essence of the invention

Предлагается посадочное устройство возвращаемой ступени ракеты-носителя и способ ее посадки, обеспечивающие перевод ступени из вертикального в горизонтальное положение на финальном этапе посадки.A landing device for the return stage of a launch vehicle and a method for its landing are proposed, which ensure the transfer of the stage from a vertical to a horizontal position at the final stage of landing.

а. Посадочное устройство возвращаемой ступени ракеты-носителя состоит из четырех раскладываемых посадочных опор, системы управления при посадке и системы ориентации. Посадочные опоры установлены в нижней части ступени симметрично относительно ее продольной оси. Система управления при посадке содержит один или несколько маршевых ракетных двигателей с изменяемым по модулю и отклоняемым по направлению вектором тяги, также установленных в нижней части ступени. Система ориентации содержит четыре решетчатых руля, размещенных в верхней части ступени, и ракетные двигатели, осуществляющие приведение ступени перед посадкой в вертикальное положение. С целью облегчения поворота ступени из вертикального в заданное горизонтальное положение нижние посадочные опоры ступени в разложенном состоянии имеют небольшой радиус удаления узла касания посадочной опоры с посадочной площадкой от продольной оси ступени, достаточный для сохранения целостности конструкции ступени при ее повороте.a. The landing gear of the launch vehicle return stage consists of four deployable landing legs, a landing control system and an attitude control system. Landing supports are installed in the lower part of the stage symmetrically with respect to its longitudinal axis. The landing control system contains one or more sustainer rocket engines with thrust vector variable and deflected in direction, also installed in the lower part of the stage. The attitude control system contains four lattice rudders located in the upper part of the stage, and rocket engines that bring the stage to a vertical position before landing. In order to facilitate the turn of the stage from the vertical to the given horizontal position, the lower landing supports of the stage in the unfolded state have a small radius of removal of the contact node of the landing support with the landing platform from the longitudinal axis of the stage, sufficient to maintain the integrity of the stage structure when it is rotated.

b. В состав посадочного устройства входят четыре верхние посадочные опоры, размещенные симметрично относительно поперечной оси ступени по плоскостям установки нижних посадочных опор, аналогичные нижним посадочным опорам, что в совокупности с уменьшенными нижними опорами смещает центр тяжести ступени к ее верхней части, что весьма важно при движении ступени в атмосфере.b. The landing gear includes four upper landing legs, placed symmetrically with respect to the transverse axis of the stage along the planes of installation of the lower landing legs, similar to the lower landing legs, which, together with the reduced lower legs, shifts the center of gravity of the stage to its upper part, which is very important when the stage moves. in the atmosphere.

c. Узел касания посадочной опоры с посадочной площадкой представляет собой плиту в форме круглого диска, к которой сверху в центре с помощью одноосного шарнира прикреплена выдвигаемая посадочная штанга и с боков приварены две боковые трубы посадочной опоры, а снизу к плите приварена полусфера с диаметром, равным диаметру плиты, что облегчает поворот ступени из вертикального в заданное горизонтальное положение относительно двух нижних опор, находящихся на посадочной площадке.c. The site of contact between the landing leg and the landing pad is a plate in the form of a round disk, to which a retractable landing bar is attached from the top in the center by means of a uniaxial hinge and two side tubes of the landing leg are welded from the sides, and a hemisphere with a diameter equal to the diameter of the plate is welded to the plate from below , which makes it easier to turn the stage from vertical to a given horizontal position relative to the two lower supports located on the landing site.

d. Система ориентации посадочной ступени содержит финальный алгоритм управления, обеспечивающий поворот ступени из исходного вертикального в заданное горизонтальное положение относительно двух нижних посадочных опор к моменту касания посадочной площадки с малой скоростью двумя верхними посадочными опорами.d. The landing stage orientation system contains the final control algorithm that ensures the turn of the stage from the initial vertical to the given horizontal position relative to the two lower landing legs by the moment the two upper landing legs touch the landing site at low speed.

е. Способ посадки возвращаемой ступени ракеты-носителя состоит в раскладывании верхних посадочных опор одновременно с нижними и приведении ступени в вертикальное положение до момента касания посадочной площадки с малой скоростью нижними посадочными опорами, после чего выполняется приведение ступени из вертикального в заданное горизонтальное положение к моменту касания посадочной площадки с малой скоростью верхними посадочными опорами.e. The method of landing of the return stage of the launch vehicle consists in unfolding the upper landing legs simultaneously with the lower ones and bringing the stage to a vertical position until the lower landing legs touch the landing site at low speed, after which the stage is brought from vertical to a given horizontal position by the time of contact landing pad at low speed with upper landing legs.

Задачей этого изобретения является разработка посадочного устройства возвращаемой ступени ракеты-носителя и способа ее посадки, учитывающие возможность появления нерасчетных случайных погрешностей системы управления в момент касания посадочной площадки нижними посадочными опорами или случайного порыва ветра в этот момент со скоростью, превышающей расчетную, и обеспечивающие более устойчивое горизонтальное положение возвращаемой ступени после посадки.The objective of this invention is to develop a landing device for the return stage of a launch vehicle and a method for its landing, taking into account the possibility of off-design random errors in the control system at the moment the landing site is touched by the lower landing supports or a random gust of wind at this moment at a speed exceeding the calculated one, and providing a more stable the horizontal position of the return stage after landing.

Поставленная задача решается тем, что посадочное устройство возвращаемой ступени ракеты-носителя, состоящее из четырех раскладываемых до касания посадочной площадки с малой скоростью посадочных опор, установленных в нижней части ступени симметрично относительно продольной оси ступени и обеспечивающих сохранение целостности конструкции ступени при посадке, системы управления при посадке, содержащей один или несколько маршевых ракетных двигателей с изменяемым и отклоняемым вектором тяги, установленных в нижней части ступени, системы ориентации с четырьмя решетчатыми рулями и с ракетными двигателями, осуществляющими приведение ступени перед посадкой в вертикальное положение, согласно изобретению эти опоры в разложенном состоянии имеют небольшой радиус удаления узла касания посадочной опоры с посадочной площадкой от продольной оси ступени, достаточный для сохранения целостности конструкции ступени при ее повороте.The problem is solved by the fact that the landing gear of the return stage of the launch vehicle, consisting of four landing legs unfolded to touch the landing site at low speed, installed in the lower part of the stage symmetrically with respect to the longitudinal axis of the stage and ensuring the integrity of the stage structure during landing, the control system during landing, containing one or more sustainer rocket engines with variable and deflectable thrust vector, installed in the lower part of the stage, the orientation system with four lattice rudders and with rocket engines that bring the stage to a vertical position before landing, according to the invention, these supports in the unfolded state have a small radius of removal of the contact node of the landing support with the landing platform from the longitudinal axis of the stage, sufficient to maintain the integrity of the stage structure when it is rotated.

На верхней части ступени симметрично относительно поперечной оси ступени установлены верхние посадочные опоры по плоскостям установки нижних посадочных опор, аналогичные нижним посадочным опорам, и раскладываемые одновременно с нижними посадочными опорами.On the upper part of the step, symmetrically with respect to the transverse axis of the step, upper landing supports are installed along the installation planes of the lower landing supports, similar to the lower landing supports, and deployed simultaneously with the lower landing supports.

Узел касания посадочной опоры с посадочной площадкой представляет собой плиту в форме круглого диска, к которой сверху в центре с помощью одноосного шарнира прикреплена выдвигаемая посадочная штанга и с боков приварены две боковые трубы посадочной опоры, а снизу приварена полусфера с диаметром, равным диаметру плиты.Landing leg contact unit with landing pad is a plate in the form of a round disk, to which a retractable landing bar is attached from the top in the center by means of a uniaxial hinge and two side tubes of the landing leg are welded from the sides, and a hemisphere with a diameter equal to the plate diameter is welded from below.

Система ориентации ступени содержит финальный алгоритм управления, обеспечивающий поворот ступени из исходного вертикального в заданное горизонтальное положение к моменту касания посадочной площадки с малой скоростью двумя верхними посадочными опорами.The stage orientation system contains the final control algorithm that ensures the turn of the stage from the initial vertical to the given horizontal position by the moment the two upper landing legs touch the landing site at low speed.

Способ посадки возвращаемой ступени ракеты-носителя, заключающийся в раскладывании нижних посадочных опор и приведении ступени в вертикальное положение до момента касания посадочной площадки с малой скоростью нижними посадочными опорами, согласно изобретению раскладывание верхних посадочных опор производится одновременно с раскладыванием нижних посадочных опор, а после момента касания посадочной площадки двумя нижними посадочными опорами осуществляется t приведение посадочной ступени из вертикального в заданное горизонтальное положение к моменту касания посадочной площадки с малой скоростью двумя верхними посадочными опорами.The method of landing the returnable stage of the launch vehicle, which consists in unfolding the lower landing legs and bringing the stage to a vertical position until the lower landing legs touch the landing site at low speed, according to the invention, the upper landing legs are unfolded simultaneously with the lower landing legs are unfolded, and after the moment of contact landing stage is carried out by two lower landing legs t bringing the landing stage from vertical to a given horizontal position by the moment the two upper landing legs touch the landing site at low speed.

Сущность изобретения поясняется чертежами.The essence of the invention is illustrated by drawings.

На фиг. 1 приведена проекция возвращаемой ступени на вертикальную, горизонтальную и нормальную плоскости перед посадкой.In FIG. 1 shows the projection of the return stage on the vertical, horizontal and normal planes before landing.

На фиг. 2 приведена проекция возвращаемой ступени на вертикальную, горизонтальную и нормальную плоскости после посадки.In FIG. 2 shows the projection of the return stage on the vertical, horizontal and normal planes after landing.

На фиг. 3 приведены проекции узла касания посадочной опоры с посадочной площадкой на вертикальную, горизонтальную и нормальную плоскости.In FIG. Figure 3 shows the projections of the touch point of the landing support with the landing pad on the vertical, horizontal and normal planes.

На этих фигурах:On these figures:

1 - возвращаемая ступень,1 - return stage,

2 - нижние посадочные опоры;2 - lower landing supports;

3 - верхние посадочные опоры;3 - upper landing supports;

4 - решетчатый руль;4 - lattice steering wheel;

5 - сопло маршевого двигателя;5 - main engine nozzle;

6 - плита;6 - plate;

7 - одноосный шарнир;7 - uniaxial hinge;

8 - выдвигаемая посадочная штанга;8 - retractable landing bar;

9 - боковая труба;9 - side pipe;

10 - полусфера.10 - hemisphere.

Осуществление изобретенияImplementation of the invention

Пример возможной реализации предложенного технического решения.An example of a possible implementation of the proposed technical solution.

Посадочное устройство возвращаемой ступени ракеты-носителя состоит из четырех нижних посадочных опор 2, установленных симметрично в нижней части ступени и имеющих в разложенном состоянии радиус удаления узла касания посадочной опоры с посадочной площадкой от продольной оси ступени, равный двум диаметрам ступени, и из четырех верхних посадочных опор 3, установленных симметрично относительно поперечной оси ступени по плоскостям установки нижних посадочных опор и аналогичных нижним посадочным опорам.The landing gear of the return stage of the launch vehicle consists of four lower landing legs 2, installed symmetrically in the lower part of the stage and having, in the unfolded state, the radius of removal of the landing leg contact node with the landing site from the longitudinal axis of the stage, equal to two stage diameters, and of four upper landing legs supports 3 installed symmetrically with respect to the transverse axis of the step along the installation planes of the lower landing supports and similar to the lower landing supports.

Посадочное устройство включает в себя также систему управления при посадке, включающую систему ориентации ступени с четырьмя решетчатыми рулями 4 и ракетными двигателями (на фиг. 1 и фиг. 2 не показано). Система ориентации содержит финальный алгоритм управления, который обеспечивает поворот ступени из вертикального в заданное горизонтальное положение к моменту касания посадочной площадки с малой скоростью верхними посадочными опорами.The landing gear also includes a landing control system, including a stage orientation system with four lattice rudders 4 and rocket engines (not shown in Fig. 1 and Fig. 2). The attitude control system contains a final control algorithm that ensures the turn of the stage from vertical to a given horizontal position by the moment the upper landing legs touch the landing site at low speed.

Система управления при посадке содержит пять маршевых ракетных двигателей с соплами 5 с изменяемым по модулю и отклоняемым по направлению вектором тяги.The landing control system contains five propulsion rocket engines with nozzles 5 with a variable in magnitude and deflected in the direction of the thrust vector.

Узел касания посадочной опоры с посадочной площадкой представляет собой плиту 6 в форме круглого диска диаметра 0,3 м, к которой сверху в центре с помощью одноосного шарнира 7 прикреплена выдвигаемая посадочная штанга 8 и с боков приварены две боковые трубы 9 посадочной опоры, а снизу приварена полусфера 10 с диаметром, равным диаметру плиты.The site of contact of the landing support with the landing platform is a plate 6 in the form of a round disk with a diameter of 0.3 m, to which a retractable landing bar 8 is attached to the top in the center with a uniaxial hinge 7 and two side pipes 9 of the landing support are welded from the sides, and welded from below hemisphere 10 with a diameter equal to the diameter of the plate.

Способ посадки возвращаемой ступени ракеты-носителя состоит в одновременном раскладывании нижних и верхних посадочных опор и приведении ступени в вертикальное положение перед касанием посадочной площадки с малой скоростью нижними посадочными опорами, а после касания - в приведении посадочной ступени из вертикального в заданное горизонтальное положение к моменту касания посадочной площадки верхними посадочными опорами.The method of landing the return stage of the launch vehicle consists in simultaneously unfolding the lower and upper landing legs and bringing the stage to a vertical position before touching the landing site at low speed by the lower landing legs, and after touching - in bringing the landing stage from vertical to a given horizontal position by the moment of touching landing pad with upper landing legs.

Посадочное устройство возвращаемой ступени ракеты-носителя работает следующим образом. Перед посадкой ступени система управления обеспечивает управляемое движение ступени по траектории посадки в заданную точку посадочной площадки и ее угловое движение таким образом, чтобы к моменту касания посадочной площадки нижними посадочными опорами ступень занимала вертикальное положение, а ее вертикальная и горизонтальная скорости равнялись нулю. Это достигается благодаря работе системы управления, которая обеспечивает необходимое изменение величины и направления вектора тяги маршевых ракетных двигателей, отклонение решетчатых рулей и управление работой ракетных двигателей, осуществляющих ориентацию ступени в пространстве. Непосредственно перед посадкой производится одновременное раскладывание нижних и верхних посадочных опор. После касания посадочной площадки нижними посадочными опорами включается финальный алгоритм управления, который переводит ступень из вертикального в заданное горизонтальное положение. После касания посадочной площадки верхними посадочными опорами система управления выключается.The landing gear of the return stage of the booster works as follows. Before landing the stage, the control system provides controlled movement of the stage along the landing trajectory to a given point of the landing site and its angular movement in such a way that by the moment the landing site is touched by the lower landing supports, the stage occupies a vertical position, and its vertical and horizontal speeds are equal to zero. This is achieved due to the operation of the control system, which provides the necessary change in the magnitude and direction of the thrust vector of sustainer rocket engines, the deflection of the lattice rudders and the control of the operation of rocket engines that orient the stage in space. Immediately before landing, the lower and upper landing legs are simultaneously unfolded. After touching the landing site with the lower landing legs, the final control algorithm is activated, which transfers the stage from vertical to a given horizontal position. After touching the landing area with the upper landing legs, the control system is turned off.

В результате применения настоящего изобретения техническое решение, обеспечивающее безаварийную посадку возвращаемой ступени ракеты-носителя при отклонении ступени от вертикального положения на нерасчетный угол в момент касания посадочной площадки за счет нерасчетных случайных погрешностей системы управления или за счет случайного в этот момент порыва ветра со скоростью, превышающей расчетную, реализуется за счет:As a result of the application of the present invention, a technical solution that ensures a trouble-free landing of the return stage of the launch vehicle when the stage deviates from the vertical position by an off-design angle at the moment it touches the landing site due to off-design random errors of the control system or due to a random gust of wind at this moment with a speed exceeding calculated, implemented through:

- использования конструкции посадочных опор с небольшим радиусом удаления узла касания посадочной опоры с посадочной площадкой от продольной оси ступени, достаточным для сохранения целостности конструкции ступени при ее повороте,- use of the design of landing supports with a small radius of removal of the contact node of the landing support with the landing site from the longitudinal axis of the stage, sufficient to maintain the integrity of the stage structure when it is rotated,

- применения верхних посадочных опор по плоскостям установки нижних посадочных опор симметрично относительно поперечной оси ступени, аналогичных нижним посадочным опорам,- the use of the upper landing legs along the installation planes of the lower landing legs symmetrically with respect to the transverse axis of the step, similar to the lower landing legs,

- применения узла касания посадочной опоры, имеющей плиту в форме круглого диска, к которому снизу приварена полусфера с диаметром, равным диаметру плиты,- the use of a landing support contact assembly having a plate in the form of a round disk, to which a hemisphere with a diameter equal to the diameter of the plate is welded from below,

- применения финального алгоритма управления, обеспечивающего поворот ступени из вертикального в заданное горизонтальное положение к моменту касания посадочной площадки с малой скоростью двумя верхними посадочными опорами,- application of the final control algorithm, which ensures the rotation of the stage from vertical to a given horizontal position by the moment the two upper landing legs touch the landing site at low speed,

- применении способа посадки возвращаемой ступени, состоящего из двух этапов: первого этапа посадки ступени в вертикальном положении, включающего момент одновременного раскладывания нижних и верхних посадочных опор, до момента касания посадочной площадки нижними посадочными опорами и второго этапа - от момента касания посадочной площадки нижними посадочными опорами и включения и работы финального алгоритма посадки до момента касания посадочной площадки верхними посадочными опорами.- application of the landing stage landing method, consisting of two stages: the first stage of stage landing in a vertical position, including the moment of simultaneous unfolding of the lower and upper landing legs, until the lower landing legs touch the landing site and the second stage - from the moment the lower landing legs touch the landing site and turning on and running the final landing algorithm until the upper landing legs touch the landing site.

Claims (5)

1. Посадочное устройство возвращаемой ступени ракеты-носителя, состоящее из четырех раскладываемых до касания посадочной площадки с малой скоростью посадочных опор, установленных в нижней части ступени симметрично относительно продольной оси ступени и обеспечивающих сохранение целостности конструкции ступени при посадке, системы управления при посадке, содержащей один или несколько маршевых ракетных двигателей с изменяемым и отклоняемым вектором тяги, установленных в нижней части ступени, системы ориентации с четырьмя решетчатыми рулями и с ракетными двигателями, осуществляющими приведение ступени перед посадкой в вертикальное положение, отличающееся тем, что эти опоры в разложенном состоянии имеют небольшой радиус удаления узла касания посадочной опоры с посадочной площадкой от продольной оси ступени, достаточный для сохранения целостности конструкции ступени при ее повороте.1. The landing gear of the return stage of the launch vehicle, consisting of four landing legs deployed to touch the landing site at low speed, installed in the lower part of the stage symmetrically about the longitudinal axis of the stage and ensuring the integrity of the stage structure during landing, the control system during landing, containing one or several sustainer rocket engines with variable and deflectable thrust vectoring installed at the bottom of the stage, attitude control systems with four lattice rudders and rocket engines that bring the stage to a vertical position before landing, characterized in that these supports in the unfolded state have a small radius removal of the contact node of the landing support with the landing platform from the longitudinal axis of the stage, sufficient to maintain the integrity of the stage structure when it is rotated. 2. Посадочное устройство по п. 1, отличающееся тем, что на верхней части ступени симметрично относительно поперечной оси ступени установлены верхние посадочные опоры по плоскостям установки нижних посадочных опор, аналогичные нижним посадочным опорам и раскладываемые одновременно с нижними посадочными опорами.2. Landing device according to claim 1, characterized in that on the upper part of the stage, symmetrically with respect to the transverse axis of the stage, upper landing legs are installed along the installation planes of the lower landing legs, similar to the lower landing legs and deployed simultaneously with the lower landing legs. 3. Посадочное устройство по п. 1, отличающееся тем, что узел касания посадочной опоры с посадочной площадкой представляет собой плиту в форме круглого диска, к которой сверху в центре с помощью одноосного шарнира прикреплена выдвигаемая посадочная штанга и с боков приварены две боковые трубы посадочной опоры, а снизу приварена полусфера с диаметром, равным диаметру плиты.3. Landing device according to claim 1, characterized in that the contact point of the landing support with the landing pad is a plate in the form of a round disk, to which a retractable landing rod is attached from the top in the center with a uniaxial hinge and two side pipes of the landing support are welded from the sides , and a hemisphere with a diameter equal to the diameter of the plate is welded from below. 4. Посадочное устройство по п. 1, отличающееся тем, что система ориентации ступени содержит финальный алгоритм управления, обеспечивающий поворот ступени из вертикального в заданное горизонтальное положение к моменту касания посадочной площадки с малой скоростью двумя верхними посадочными опорами.4. The landing device according to claim 1, characterized in that the stage orientation system contains the final control algorithm that ensures the stage turns from vertical to a given horizontal position by the time the two upper landing legs touch the landing site at low speed. 5. Способ посадки возвращаемой ступени ракеты-носителя, заключающийся в раскладывании нижних посадочных опор и приведении ступени в вертикальное положение до момента касания посадочной площадки с малой скоростью нижними посадочными опорами, отличающийся тем, что раскладывание верхних посадочных опор производится одновременно с раскладыванием нижних посадочных опор, а после момента касания посадочной площадки двумя нижними посадочными опорами осуществляется приведение посадочной ступени из вертикального в заданное горизонтальное положение к моменту касания посадочной площадки с малой скоростью двумя верхними посадочными опорами.5. The method of landing the return stage of the launch vehicle, which consists in unfolding the lower landing legs and bringing the stage to a vertical position until the lower landing legs touch the landing site at low speed, characterized in that the upper landing legs are unfolded simultaneously with the lower landing legs are unfolded, and after the moment of touching the landing site by the two lower landing legs, the landing stage is brought from the vertical to the given horizontal position by the moment of touching the landing site at low speed by the two upper landing legs.
RU2022105281A 2022-02-25 Landing device for launch return stage and method for its landing RU2781713C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2781713C1 true RU2781713C1 (en) 2022-10-17

Family

ID=

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2821808C1 (en) * 2023-09-11 2024-06-26 Владимир Федорович Петрищев Landing device of reusable first stage of carrier rocket and method of its landing

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2209155C1 (en) * 2001-12-05 2003-07-27 Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" им. С.П.Королева" Method of assembly of nose unit on adapter of launch vehicle (variants) and device for realization of this method
WO2016159806A1 (en) * 2015-03-27 2016-10-06 Сергей Петрович ЖДАНЮК Soft landing system for a reusable rocket stage
CN109436384A (en) * 2018-12-04 2019-03-08 燕山大学 Manipulator for rocket recycling
RU2740525C1 (en) * 2020-05-22 2021-01-15 Акционерное общество "Центральный научно-исследовательский институт машиностроения" (АО "ЦНИИмаш") Device for landing of return stage of carrier rocket

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2209155C1 (en) * 2001-12-05 2003-07-27 Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" им. С.П.Королева" Method of assembly of nose unit on adapter of launch vehicle (variants) and device for realization of this method
WO2016159806A1 (en) * 2015-03-27 2016-10-06 Сергей Петрович ЖДАНЮК Soft landing system for a reusable rocket stage
CN109436384A (en) * 2018-12-04 2019-03-08 燕山大学 Manipulator for rocket recycling
RU2740525C1 (en) * 2020-05-22 2021-01-15 Акционерное общество "Центральный научно-исследовательский институт машиностроения" (АО "ЦНИИмаш") Device for landing of return stage of carrier rocket

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2833381C1 (en) * 2023-07-28 2025-01-21 Владимир Федорович Петрищев Reusable space transportation system for flight to the moon and method of flight thereof
RU2821808C1 (en) * 2023-09-11 2024-06-26 Владимир Федорович Петрищев Landing device of reusable first stage of carrier rocket and method of its landing

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6450452B1 (en) Fly back booster
US3702688A (en) Space shuttle vehicle and system
EP4046912B1 (en) Recovery system for a rocket fairing and corresponding recovery method
RU2053168C1 (en) Recoverable rocket pod
GB2176451A (en) An aerospace vehicle having multiple propulsion systems on a relatively rotatable flying wing
US10669047B2 (en) System and method for hypersonic payload separation
RU2442727C1 (en) Reusable missile and aircraft unit and way to return it to spaceport
JP2019142476A (en) Fuel system and method for aerial vehicle
CN219368551U (en) Medium-sized carrier rocket and recoverable one-level medium-sized carrier rocket
CN111189364A (en) Rocket sublevel recovery method and system
CN117682111A (en) Rocket sub-level recovery system
RU2781713C1 (en) Landing device for launch return stage and method for its landing
US3204892A (en) Aerospace vehicle
JP2021055990A (en) Parasail controllable with ballistic trajectory expanded
Corda et al. Stratolaunch air-launched hypersonic testbed
CN114684387A (en) Reusable integral return type space cargo transportation aircraft
ES2982704T3 (en) Spacecraft with optimized design and architecture
RU2158214C1 (en) Aviation launch complex for transportation, filling and launch in air of launch vehicle
RU2489329C1 (en) Carrier rocket
US10815010B2 (en) High altitude air launched rocket
Nonaka et al. Aerodynamic design considerations in vertical landing rocket vehicle
US3028122A (en) Landing arrangement for aerial vehicles
RU2202500C2 (en) Method of recovery of recoverable launch vehicles and device for realization of this method
Mitcheltree et al. Mars Science Laboratory entry, descent and landing system verification and validation program
RU2821808C1 (en) Landing device of reusable first stage of carrier rocket and method of its landing