Перед Вами очередной выпуск тематического дайджеста патентной информации. Мы собираем самые важные новости и предлагаем их в удобном формате.
В настоящее время одной из тенденций развития ракетно-космической техники является переход от одноразовых ракет-носителей (РН) к многоразовым.
Одноразовая ракета-носитель имеет более высокую грузоподъёмность, так как ей не нужно резервировать часть топлива для посадки. К тому же, многоразовой ракете требуется более прочный корпус, посадочные опоры, решётчатые рули и другое оборудование, которое увеличивает общую массу РН, что, в свою очередь, ещё больше снижает максимальную грузоподъёмность. Однако одним из направлений развития РН является снижение стоимости выведения полезной нагрузки на орбиту, которая, в том числе, зависит от затрат на изготовление РН.
Минимизация стоимости изготовления РН может быть достигнута путем рационального сочетания применяемых конструкционных материалов и технологий, оптимизацией характеристик комплектующих изделий, а также обеспечением возможности многоразового использования РН или ее составных частей.
Попытки создания многоразовых космических систем ещё в прошлом веке предпринимались в США (программа «Спейс Шаттл»), и в СССР (комплекс «Энергия-Буран»). Однако программа «Энергия-Буран» была закрыта в 1993 г., а программу «Спейс Шаттл» закрыли в 2011 году. Одной из причин, по которой были закрыты данные программы, являлась их высокая стоимость.
Основными подходами к возврату первых ступеней РН являются:
возвращение первой ступени по баллистической траектории к месту старта или к другой подготовленной площадке за счет использования двигателей многоразового включения, работающих на бортовых запасах топлива (вертикальная посадка);
возвращение первой ступени с использованием парашютно-реактивных систем (в том числе с вертолетным подхватом ступени);
возвращение первой ступени посредством горизонтальной авиационной посадки (за счет наличия аэродинамических плоскостей и возможности перевода вертикальной скорости в горизонтальную).
Каждый из данных подходов имеет свои преимущества и недостатки.
Так, за счет использования двигателей многоразового включения вертикальная посадка обеспечивает торможение ракетного блока перед касанием посадочной площадки до скоростей порядка 1-2 м/с. Однако посадка должна осуществляться на подготовленную площадку. Также при посадке должна обеспечиваться правильная ориентация ракетного блока при выдаче тормозного импульса. Таким образом, в составе спускаемой ступени должны быть предусмотрены органы управления, ориентации и стабилизации.
Парашют позволяет при приемлемых его площадях и массах снизить скорость спуска до 8-12 м/с, что не позволяет обеспечить возможность мягкой посадки ступени. Для этого дополнительно нужны тормозные двигатели и амортизаторы. Также для посадки необходима ровная площадка.
Помимо этого классический купольный парашют не обеспечивает высокую точность посадки. При возвращении первой ступени посредством авиационной посадки первая ступень совершает посадку, как самолет. При этом ступень обладает минимальной вертикальной, но большой горизонтальной скоростью, вследствие чего возникает необходимость в использовании длинных посадочных полос высокого качества.
Поиск патентных публикаций (опубликованные заявки, патенты на изобретения, полезные модели) по теме «Ракета-носитель с возвращаемой ступенью (многоразовой)» проводился в следующих базах патентной информации:
база данных ФИПС (Российская Федерация);
база данных Patentscope (Всемирная организация интеллектуальной собственности – ВОИС);
база данных Espacenet (Европейское патентное ведомство – ЕПВ);
сервис патентной аналитики PatSeer (Индия).
Поиск проводился по следующим ключевым словам: ракета-носитель, возвращаемая, спасаемая, многоразовая, ступень, ускоритель, launch vehicle, returnable, salvageable, reusable, stage, booster.
Поиск патентной информации проводился по классу МПК B64G. При этом в ходе поиска было выявлено, что большинство патентных документов относятся к данному классу, но не ограничиваются им.
В результате поиска было отобрано 121 техническое решение, выраженное в 176 патентных документах (патенты на изобретения, полезные модели, опубликованные заявки), из которых 15 патентных документов имеют приоритет с 1961 г. до 2000 г.
На основании 108 технических решений (161 патентный документ), заявленных в период с 2000 г. до 2023 г., можно сделать выводы о современных тенденциях патентования по теме «Ракета-носитель с возвращаемой ступенью (многоразовой)».
Отобранные технические решения условно разделены на следующие направления:
На рисунке 1 представлено распределение выявленных технических решений по направлениям.
Рисунок 1 – Выявленные технические решения, отраженные в патентных публикациях, по теме «Ракета-носитель с возвращаемой ступенью (многоразовой)» за период с 2000 г. по 2023 г.
На основании диаграммы, представленной на рисунке 1, можно сделать вывод, что наиболее популярным и перспективным в настоящее время является возвращение РН по баллистической траектории (вертикальная посадка). На рисунке 2 представлены страны, в которых выявлены патентные публикации по теме «Ракета-носитель с возвращаемой ступенью (многоразовой)».
Рисунок 2 – Страны, в которых выявлены патентные публикации по теме «Ракета-носитель с возвращаемой ступенью (многоразовой)» за период с 2000 г. по 2023 г.
На рисунке 3 представлено распределение количества выявленных патентных документов по странам и ведомствам за период с 2000 г по 2023 г.
Рисунок 3 – Распределение количества выявленных патентных документов по странам и ведомствам
Из рисунков 2 и 3 можно сделать вывод, что страны, в которых осуществляются публикации патентных документов по рассматриваемому направлению, относятся, преимущественно, к ведущим странам в области ракетостроения. Лидерами по патентованию технических решений в данной области являются США, Россия, Китайская народная республика.
24 патентных документа относятся к публикациям Всемирной организации по интеллектуальной собственности (ВОИС), Европейского патентного ведомства (ЕПВ) и Евразийского патентного ведомства (ЕАПВ), что может свидетельствовать об интересе к рассматриваемой теме и стремлению заявителей к обеспечению широкой охраны технических решений.
На рисунке 4 представлено распределение выявленных патентных публикаций (с разделением по направлениям) по годам за период с 2000 г. по 2023 г.
Рисунок 4 – Распределение по годам патентных публикаций (с учетом выявленных направлений) по теме «Ракета-носитель с возвращаемой ступенью (многоразовой)» за период с 2000 г. по 2023 г.
На основании распределения, представленного на рисунке 4, можно сделать вывод о постепенном повышении интереса к многоразовым РН и увеличении количества разработок по данной теме. При этом необходимо отметить постепенное смещение интереса к многоразовым РН, возвращаемым по баллистической траектории за счет использования двигателей многоразового включения, работающих на бортовых запасах топлива (вертикальная посадка).
Также необходимо отметить, что в 2023 году количество опубликованных документов ниже, чем количество документов за предыдущие периоды. Это может быть связано с тем, что не все патентные документы, заявленные в 2023 году, опубликованы по состоянию на начало 2024 года.
На рисунке 5 представлено распределение выявленных патентных документов среди стран-лидеров и ведомств.
Рисунок 5 – Распределение патентных публикаций среди стран-лидеров по теме «Ракета-носитель с возвращаемой ступенью (многоразовой)» за период с 2000 г. по 2023 г.
Из распределения, представленного на рисунке 5, следует, что увеличение количества патентных публикаций в области многоразовых РН наблюдается начиная с 2013 года. В период с 2000 по 2013 годы лидерами по количеству патентных публикаций в данной области являлись Российская Федерация и США. С 2016 к лидерам в данной области присоединился Китай. Данные страны являются ведущими в области создания ракет-носителей.
На рисунке 6 представлено распределение количества патентных публикаций организаций-лидеров по теме «Ракета-носитель с возвращаемой ступенью (многоразовой)». Распределение представлено для организаций, имеющих наибольшее количество публикаций.
Рисунок 6 – Распределение патентных публикаций организаций-лидеров по теме «Ракета-носитель с возвращаемой ступенью (многоразовой)».
Из распределения, представленного на рисунке 6, следует, что лидерами по количеству патентных публикаций являются зарубежные компании и научно-исследовательские организации, осуществляющие разработки в области ракетно-космической техники. При этом лидерами в данной области, в основном, являются организации, зарегистрированные в США.
Ввиду того, что США и Китай являются одними из лидеров в области создания РН, в том числе многоразовых, целесообразно проанализировать патентные публикации в данных странах.
На рисунке 7 представлено распределение количества патентных публикаций патентного ведомства США по теме «Ракета-носитель с возвращаемой ступенью (многоразовой)» за период с 2000 по 2023 г. Распределение представлено среди организаций, имеющих наибольшее количество публикаций.
Рисунок 7 – Распределение публикаций патентного ведомства США среди организаций-лидеров по теме «Ракета-носитель с возвращаемой ступенью (многоразовой)» за период с 2000 по 2023 г.
На рисунке 8 представлено аналогичное распределение количества патентных публикаций патентного ведомства Китая.
Рисунок 8 – Распределение патентных публикаций в Китайской народной республике организаций-лидеров по теме «Ракета-носитель с возвращаемой ступенью (многоразовой)»
Из распределения, представленного на рисунке 5, следует, что в США наблюдается стабильный интерес к многоразовым РН в период с 2000 по 2023 годы. При этом из распределения, представленного на рисунке 7, следует, что на территории США охраняют свои разработки организации, зарегистрированные в разных странах и являющиеся ведущими в области разработки изделий ракетно-космической техники. Это может объясняться тем, что США являются одним из лидеров в данной области, в связи с чем ведущие организации стремятся охранять свои разработки на данной территории.
В Китае активный интерес в рассматриваемой области проявляется начиная с 2016 года (рисунок 5). При этом из распределения, представленного на рисунке 8, следует, что наибольшее количество патентных публикаций в данной области принадлежит китайским научно-исследовательским и образовательным организациям. Организациям промышленности Китая принадлежит относительно небольшое количество публикаций. Такая ситуация может быть обусловлена тем, что организации промышленности Китая выбирают альтернативные формы правовой охраны своих разработок, препятствующие ознакомлению третьих лиц с передовыми разработками (например, секрет производства). Также сравнительно малое количество патентных публикаций может быть обусловлено малым количеством разработок по рассматриваемому направлению среди организаций промышленности.
Необходимо отметить, что на территории Китая подают заявки и патентуют свои разработки промышленные организации, зарегистрированные в других странах, например, в США, Испании, Франции. Таким образом, можно сделать вывод, что Китай в настоящее время становится перспективным рынком, в связи с чем ведущие организации стремятся защищать свои разработки в том числе на данной территории.
На рисунке 9 представлено распределение количества патентных публикаций Федеральной службы по интеллектуальной собственности (Роспатент) по теме «Ракета-носитель с возвращаемой ступенью (многоразовой)» за период с 2000 г по 2023 г.
Рисунок 9 – Распределение патентных публикаций ФИПС по теме «Ракета-носитель с возвращаемой ступенью (многоразовой)» за период с 2000 г. по 2023 г.
Из распределения, представленного на рисунке 9, можно сделать вывод, что в России подают заявки и патентуют собственные разработки как организации промышленности, осуществляющие деятельность в области ракетно-космической техники, так и научно-исследовательские и образовательные организации. Это может говорить о том, что в России активно проводятся научные исследования в рассматриваемой области. При этом ряд технических решений внедряются в производство и могут быть использованы при создании перспективных многоразовых РН.
Также ряд патентных публикаций по рассматриваемому направлению принадлежит иностранным организациям, например, Blue Origin LLC (США), Space Access LLS (США), Astrium SAS (Франция), которые являются одними из ведущих в рассматриваемой области. Это может свидетельствовать о наличии интереса иностранных разработчиков к российскому рынку.
При этом на основании распределения, представленного на рисунке 6, можно сделать вывод, что российские организации не охраняют свои разработки за рубежом.
Кроме того, большое количество охранных документов получено на основании заявок, поданных физическими лицами. При этом в отношении большого количества патентных документов патентообладателями были опубликованы заявления о том, что в случае выдачи патента они обязуются заключить договор об отчуждении патента с любым гражданином Российской Федерации или российским юридическим лицом, кто первым изъявил такое желание. Опубликование данного заявления является обязательным условием процедуры «беспошлинного» патентования, которая предусмотрена ст. 1366 Гражданского кодекса Российской Федерации.
Таким образом, можно сделать вывод, что среди частных лиц в России также имеется интерес к рассматриваемой области. При этом возможность беспошлинного патентования существенно облегчает финансовое бремя авторов и способствует повышению изобретательской активности в Российской Федерации.
На основании изложенного можно сделать вывод, что в связи с присутствием иностранных организаций на российском рынке, а также в связи с наличием большого количества разработок физических лиц, российским разработчикам в данной области, с одной стороны, целесообразно активно охранять собственные разработки и технические решения, в том числе на иностранных рынках, а, с другой стороны, целесообразно проводить анализ разработок физических лиц с целью определения возможности использования разработок при создании перспективных изделий РН.
Также были проанализированы публикации непатентной литературы российских организаций.
На рисунке 10 представлено распределение публикаций непатентной литературы по теме «Ракета-носитель с возвращаемой ступенью (многоразовой)» за период с 2005 г. по 2023 г. (по данным портала eLibrary).
Рисунок 10 – Распределение публикаций непатентной литературы по теме «Ракета-носитель с возвращаемой ступенью (многоразовой)» за период с 2005 г. по 2023 г . (по данным портала eLibrary).
На рисунке 11 представлено распределение публикаций непатентной литературы по теме «Ракета-носитель с возвращаемой ступенью (многоразовой)» за период с 2005 г. по 2023 г. среди организаций-лидеров.
Рисунок 11 – Распределение публикаций непатентной литературы по теме «Ракета-носитель с возвращаемой ступенью (многоразовой)» за период с 2006 г. по 2023 г. по организациям (по данным портала eLlibrary)
Из распределений, представленных на рисунках 10 и 11, следует, что количество публикаций непатентной литературы начиная с 2018 года существенно возросло. Это свидетельствует об актуальности рассматриваемой темы. Наибольшее количество публикаций непатентной литературы имеют научно-исследовательские и образовательные организации. При этом среди лидеров по количеству публикаций также присутствуют организации промышленности. Это говорит о том, что научно-исследовательские работы по данному направлению выполняются, в том числе и данными организациями, а результаты исследований могут применяться при создании новых образцов техники.
При этом из анализа распределений, представленных на рисунках 10 и 12, следует, что научно- исследовательские организации, в основном, не патентуют свои разработки. Это может быть обусловлено тем, что в научных публикациях, в основном, представлены результаты теоретических и экспериментальных исследований и не содержатся описания конкретных технических решений.
По результатам анализа патентной информации по теме «Ракета-носитель с возвращаемой ступенью (многоразовой)» было выявлено, что патентные публикации распределяются, в основном, по следующим группам МПК:
B64G 1/62 – Системы для возвращения в атмосферу земли; устройства для торможения и посадки; B64G 1/00 – Космические летательные аппараты; B64G 1/14 – Космические транспортные корабли многократного применения; B64G 1/40 – Размещение и модификация двигательных систем; B64G 1/64 – Системы стыковки и расстыковки космических кораблей или их частей, например устройство для причаливания; B64G 5/00 – Наземное оборудование для космических кораблей, например стартовые установки, оборудование для заправки топливом; B64G 1/22 – Основные составные части летательного аппарата и оборудование, устанавливаемое на нем или внутри него; B64G 1/24 – Управляющие устройства летательного аппарата, например, для управления его положением в пространстве; F02K 9/80 – Ракетные двигательные установки, характеризуемые управлением величиной и направлением тяги.
Распределение количества публикаций по группам МПК представлено на рисунке 12.
Рисунок 12 – Распределение количества патентных публикаций по группам МПК
На основании проведенного анализа можно сделать вывод, что в период с 2016 по 2022 год наблюдается рост количества патентных публикаций по теме «Ракета-носитель с возвращаемой ступенью (многоразовой)». Это может свидетельствовать о росте интереса к рассматриваемому направлению и увеличении числа разработок в данной области.
Лидерами по количеству патентных публикаций по теме «Ракета-носитель с возвращаемой ступенью (многоразовой)» являются Россия, США и Китайская народная Республика. Данные страны являются лидерами в области ракетно-космической техники и осуществляют большое количество разработок в данной области. В связи с этим данные страны обладают достаточно большим количеством запатентованных технических решений, в том числе по направлению создания многоразовых РН.
Российская Федерация является одним из лидеров по количеству патентных публикаций по рассматриваемому направлению. При этом большое количество патентных публикаций осуществляются физическими лицами и научно-исследовательскими организациями. Кроме того, правообладателями ряда патентных документов являются иностранные организации.
Также в России проводятся научные исследования по рассматриваемому направлению, о чем говорит большое количество публикаций непатентной литературы. Лидерами по публикациям непатентной литературы являются научно-исследовательские и образовательные учреждения. Это может говорить об актуальности рассматриваемого направления. При этом организации, имеющие публикации непатентной литературы, в основном, не патентуют свои разработки. Это может говорить о том, что данные организации либо предпочитают не охранять свои разработки, либо выбирают иные формы правовой охраны, например, секрет производства (ноу-хау).
В связи с этим российским организациям-разработчикам перспективных многоразовых РН целесообразно учитывать уже имеющиеся охранные документы при осуществлении разработок, а также рассмотреть возможность патентования своих разработок, в том числе за рубежом.
Для идентификации принадлежности национальных патентных ведомств используется международный классификатор стран мира. Двухбуквенные коды стран и организаций соответствуют стандарту ВОИС ST.3
В России Постановлением Госстандарта от 14.12.2001 № 529-ст (в актуальной редакции) действует Общероссийский классификатор стран мира (ОКСМ). ОКСМ гармонизирован с Международным стандартом ИСО 3166-97 «Коды для представления наименований стран», разработанным Международной организацией по стандартизации (ИСО), и Межгосударственным классификатором стран мира МК (ИСО 3166) 004-97.
В настоящем дайджесте были использованы следующие сокращения:
AU
Австралия
CA
Канада
CN
Китайская народная Республика
DE
Германия
DK
Дания
EA
Евразийское патентное ведомство
EP
Европейское патентное ведомство
ES
Испания
FR
Франция
GB
Великобритания
IL
Израиль
JP
Япония
KR
Республика Корея
RU
Российская Федерация
UA
Украина
US
США
WO
Всемирная организация интеллектуальной собственности
До новых встреч, ваш #ДайджестПИ
Оставить отзыв о дайджесте
