A fejburkolat a hordozórakéta kialakításának része , amelynek célja, hogy megvédje a rakományt a kilövési területen az aerodinamikai erőktől és a légkör sűrű rétegeinek áthaladásából származó hőhatásoktól . Egyes esetekben az orrburkolat nemcsak a hasznos terhet, hanem a hordozó utolsó szakaszát is megvédheti. A fejburkolat az űrfejrész része, amely egy vagy több általa elválasztó eszközzel védett űrhajót , egy átmeneti rekeszt és esetleg egy felső fokozatot tartalmaz [1] [2] . A fejburkolat másik funkciója, hogy megvédje az űrrobbanófejet a külső hatásoktól, amikor önállóan és a hordozórakéta részeként szállítják a kilövőkomplexumhoz, valamint az indítókomplexumban [3] .
A fejburkolat egy összetett csúcstechnológiás termék, amelynek a lehető legkisebb súlyt kell ötvöznie a nagy szilárdsággal és a hirtelen hőmérséklet-változásoknak, akár percenként több száz fokos ellenállással. A fejburkolatok gyártásához alumíniumötvözeteket és kompozit anyagokat használnak, a burkolatok szerkezeti és teljesítménysémája eltérő lehet: a rakétatechnika fejlődésének korai szakaszában szegecselt sima héjat használtak, amelyet húrokkal megerősítettek , később kicserélték. őrölt „ostyával” [a] , a modern rakétákhoz a burkolatokat főként többrétegű „szendvics” héjakból készítik, beleértve a méhsejt töltőanyagot és a széles körben használt polimer kompozit anyagokat. A modern hordozórakéták fejburkolatának ára egymillió dollártól több millió dollárig terjed [5] .
A fejburkolat kötelező eleme a kioldó rendszer, miután a hordozó leküzdötte a légkör sűrű rétegeit. Ebben az esetben ki kell zárni annak a lehetőségét, hogy az ejtőernyő a hasznos teherrel vagy a hordozóval ütközzen. A nagy méretű burkolatok több szárnyból állnak, amelyek szétválásuk és visszahúzódásuk előtt kinyílnak, a kis méretű burkolatok csappantyúi pedig az elválasztással egyidejűleg nyílnak. Kisebb, a hordozót érintő zavaró hatások mellett a „harisnya” sémát is alkalmazzák, amelyben a monolit szerkezetű burkolatot leejtik és visszahúzzák a hordozórakéta egészéről, így például a hordozórakéta burkolatát. Az R-7 rakétát a Szputnyik változatban dobták le . A burkolat leejtésekor az azt tartó zárakat piroboltok segítségével nyitják ki , a burkolat szárnyaira szerelt rugótolókat vagy kis szilárd hajtóanyagú rakétahajtóműveket pedig a szétválasztásra és visszahúzásra [6] .
A hordozórakéták modern fejburkolatainak kialakításakor nagy figyelmet fordítanak azok belső méreteire, ahol különféle hasznos terheket kell elhelyezni, amelyek között lehetnek nagy űrhajók és több tucat viszonylag kis űrhajó is, ezek elválasztásával. Ebben az esetben a burkolatnak aerodinamikailag kedvező formát kell tartania. Ez a "túlkaliberű" fejburkolatok [7] megjelenéséhez vezet , amelyek átmérője jelentősen meghaladhatja a hordozórakéta fokozatának átmérőjét, amelyre a burkolattal védett űrrobbanófejet felszerelik. Az ilyen burkolatok jellemzőek például az olyan rakétákra, mint a Szojuz-2 , Angara-A5 , Atlas-5 , Falcon-9 és mások. Ugyanahhoz a hordozóhoz többféle fejburkolat készíthető, amelyek lehetővé teszik, hogy ezek alá különféle hasznos terheket helyezzenek el [5] .
A hordozórakéták orrburkolata általában eldobható, és megsemmisül, amikor a kilökődés után a Földre esnek. A meglehetősen költséges fejburkolatok újrafelhasználása a hordozórakéták gazdasági hatékonyságának növelésének egyik módja lehet, és csökkenti a hordozórakéták elválasztott részeinek hatásterületét is, ami csökkenti a földi szolgáltatások fenntartási költségeit [8] . 2017-ben kísérletet végeztek a Falcon 9 hordozón a fejvédő burkolat megmentésére, amelynek ajtajait saját fékmotorral és ejtőernyős rendszerrel látták el [9] , 2019-ben a Falcon Heavy rakéta kilövésekor egy lágy. A fejvédő ajtók leszállását és a leeső védőburkolat lefogását egy speciálisan felszerelt hajóval [10] végezték el , majd a burkolatszárnyakat újra felhasználták e családba tartozó hordozókon [11] . A Rocket Lab Neutron részlegesen újrafelhasználható űrrakétája, amely tervezés alatt áll, az első fokozatba integrált, nem eltávolítható orrburkolat eredeti sémája. Ennek a rakétának a második fokozatát a ráhelyezett hasznos teherrel együtt a burkolat belsejébe kell helyezni, amelynek szárnyai a fokozatok szétválasztásakor kinyílnak, majd újra bezárják, és az első fokozattal együtt visszakerülnek a Földre újrafelhasználásra. [12] . Megfontolásra kerülnek a menthető fejburkolatok más típusú hordozókon való használatára vonatkozó sémák is [8] .