Устройство выдвижения и отделения полезной нагрузки

Изобретение относится к космической технике, в частности к устройствам отделения на орбите космических аппаратов. Устройство выдвижения и отделения полезной нагрузки содержит три направляющие, закрепленные на одном отсеке, три опоры на другом и механизм перемещения с устройством синхронизации. Механизм перемещения выполнен в виде автономных приводов, смонтированных на каждой направляющей. Направляющая состоит из упругого элемента, канатного барабана, каната и блок-роликов, один из которых закреплен на конце направляющей. Упругий элемент выполнен в виде торсионов, закрепленных одними концами в направляющей, другими - с находящимися между собой в зацеплении зубчатыми колесами, одно из которых сопряжено с шестерней, установленной жестко на одном валу с канатным барабаном. Канат одним концом закреплен на барабане, другим - с огибанием блок-роликов - упирается посредством заделанной на нем пластины в корпус опоры. В опоре для этого выполнен сквозной паз шириной, превышающей ширину блок-ролика. Устройство синхронизации выполнено в виде цепной передачи, охватывающей звездочки с одинаковым числом зубьев, жестко закрепленные на валах канатных барабанов. Достигается повышение надежности конструкции. 7 ил.

 

Изобретение относится к космической технике, в частности к устройствам отделения на орбите космических аппаратов, переходных отсеков ракет-носителей (РН) и иных объектов, выдвигаемых по направляющим.

Известно устройство для транспортировки и отделения полезной нагрузки по патенту РФ 2151086 С, кл. B64G 1/64, 1/22 от 1999 г., в котором механизм перемещения по направляющим выполнен в виде реверсивного электропривода с редуктором и цепной передачей.

Недостатком этого устройства является конструктивная сложность и недостаточная надежность, связанная с необходимостью иметь на борту сопутствующее оборудование, как-то: агрегаты управления электроприводами, дублирующие системы, силовые кабели и т.д.

Наиболее близким техническим решением является взятое за прототип устройство для выдвижения и отделения полезной нагрузки (см. патент США 5253827 от 1993 г., кл. B64G 1/64), содержащее три направляющие, закрепленные на одном отсеке, три опоры (каретки) в двух поясах на другом и механизм перемещения с устройством синхронизации. Недостатком устройства, по мнению авторов, является конструктивная сложность, приводящая к снижению выводимой на орбиту полезной нагрузки, и снижение надежности из-за большого количества составных элементов и необходимости удлинения направляющих рельсов для второго пояса опор (кареток).

Задачей предлагаемого изобретения является создание устройства выдвижения и отделения с техническим результатом: повышение надежности отделения полезной нагрузки путем синхронизации приводных элементов на всех направляющих, упрощение конструкции приводных элементов и уменьшение длины направляющих и, как следствие, снижение массы.

Решение указанной задачи достигается тем, что в предлагаемом устройстве выдвижения и отделения полезной нагрузки, содержащем три направляющие на одном отсеке, три опоры (каретки) на другом и механизм перемещения с устройством синхронизации, механизм перемещения выполнен в виде автономных приводов, смонтированных на каждой направляющей и состоящих из упругого элемента, канатного барабана, каната и блок-роликов, один из которых закреплен на конце направляющей, при этом упругий элемент выполнен в виде торсионов, закрепленных одними концами в направляющей, другими - в находящихся между собой в зацеплении зубчатых колесах, одно из которых сопряжено с шестерней, установленной жестко на одном валу с канатным барабаном, а канат одним концом закреплен на барабане, другим - с огибанием блок-роликов - упирается посредством заделанной на нем пластины в корпус опоры (каретки), в котором для этого выполнен сквозной паз шириной, превышающей ширину блок-ролика, при этом устройство синхронизации выполнено в виде цепной передачи, охватывающей звездочки с одинаковым числом зубьев, жестко закрепленные на валах канатных барабанов.

При этом опоры (каретки) в минимальном количестве (три шт., по числу направляющих) располагаются только в одном поясе отсека.

Техническим результатом подобного конструктивного решения предлагаемого устройства является:

- уменьшение длины направляющих из-за отсутствия второго пояса опор (кареток) и, как следствие, снижения их массы и надежности схода полезной нагрузки с направляющих;

- повышение надежности приводных элементов из-за исключения электрооборудования;

- простота предполетной регулировки энергии торсионов (угла закрутки) и, соответственно, скорости отделения полезных нагрузок с различными массами;

- повышение надежности схода объекта с направляющих, достигаемой путем синхронизации приводных элементов на всех направляющих.

В качестве примера реализации предлагаемого изобретения представлены чертежи устройства выдвижения и отделения отсека, накрывающего космический аппарат, расположенный «тандемом» с верхним аппаратом.

На фиг.1 изображен общий вид устройства в исходном положении;

на фиг.2 - разрез по А-А фиг.1. Изображены три направляющие и кинематическая гибкая связь, синхронизирующая приводы;

на фиг.3 - в сечении Б-Б показана направляющая с размещенным в ней торсионным приводом, канатной системой и опорой (кареткой) на отделяемом отсеке, Т - плоскость разделения;

на фиг.4 - вид В на крепление торсионов к направляющей посредством рычагов, изображена опора (каретка) с открытым пазом;

на фиг.5 - вид в сечении Г-Г на блок-ролик, размещенный на конце направляющей, ограничитель и пластину, заделанную на канате;

на фиг.6 - вид в сечении Е-Е на торсион и его крепление в направляющей;

на фиг.7 - вид в сечении Д-Д на зубчатые колеса и канатный барабан с закрепленным на нем канатом.

Устройство выдвижения и отделения отсека 1 включает в себя узел центрирования в виде трех направляющих 2, закрепленных на проставке 3 ракеты-носителя. В каждой из направляющих установлено по одной опоре (каретке) 4, закрепленной на отделяемом отсеке в плоскости, перпендикулярной направлению перемещения. На каждой направляющей смонтированы торсионы 5 и в подшипниках установлены шестерни 6, 7 и канатный барабан 8. На канатном барабане закреплен канат 9, который, огибая блок-ролики 10 и 11, упирается в корпус опоры (каретки) 4 посредством заделанной на нем пластины 12.

На конце направляющей перед блок-роликом 11 закреплен ограничитель 13, причем ширина ограничителя и ширина блок-ролика существенно меньше ширины паза «П», выполненного в корпусе опоры (каретки) 4. Торсионы 5 в количестве двух штук закреплены одним концом в направляющей посредством рычагов 14, удерживаясь при закрутке валиками 15, другим - соединены с зубчатыми колесами 6 для передачи крутящего момента. Зубчатые колеса 6 находятся между собой в зацеплении. Одно из них сопряжено с шестерней 7, жестко закрепленной на оси канатного барабана 8. Таким образом, крутящие моменты обоих торсионов передаются на канатный барабан и, соответственно, передается усилие на канат 9.

На оси канатного барабана неподвижно закреплена звездочка 16 для приводной цепи. Все звездочки в количестве трех штук по числу направляющих охвачены приводной цепью 17. Приводная цепь в промежутках между звездочками удерживается роликами 18 и снабжена натяжителями (не показаны).

Работа устройства осуществляется следующим образом.

После выхода на орбиту и отделения «верхнего» космического аппарата срабатывают замки крепления отсека к проставке РН (не показаны). Отсек 1 под действием приложенного к нему через опоры (каретки) 4 усилия от трех канатов 9 перемещается по направляющим 2. При этом перекос (неперпендикулярность плоскости роликовых опор к направлению движения) отсутствует, поскольку все три каната наматываются на одну и ту же величину (длину) на канатные барабаны 8, синхронизированные цепной передачей. В конце хода отсека пластины 12, заделанные на канатах 9, упираются в ограничители 13 перед блок-роликами 11, и отсек по инерции беспрепятственно сходит с направляющих, поскольку в корпусах опор (кареток) 4 имеются достаточно широкие пазы, через которые свободно проходят как ограничители, так и блок-ролики.

Таким образом, предлагаемое устройство выдвижения и отделения позволяет выполнять надежное, без перекосов и заклинивания, перемещение отсека под усилием почти на всем ходе. При этом длина направляющих минимальна из-за отсутствия второго пояса опор (кареток), что, кроме снижения их массы, упрощает отделение нижнего космического аппарата. Привода на основе торсионных пружин достаточно надежны, просты в исполнении, компактны и допускают простую регулировку угла закрутки и, следовательно, энергии.

Устройство выдвижения и отделения полезной нагрузки, содержащее три направляющие, закрепленные на одном отсеке, три опоры на другом и механизм перемещения с устройством синхронизации, отличающееся тем, что механизм перемещения выполнен в виде автономных приводов, смонтированных на каждой направляющей и состоящих из упругого элемента, канатного барабана, каната и блок-роликов, один из которых закреплен на конце направляющей, при этом упругий элемент выполнен в виде торсионов, закрепленных одними концами в направляющей, а другими соединены с находящимися между собой в зацеплении зубчатыми колесами, одно из которых сопряжено с шестерней, установленной жестко на одном валу с канатным барабаном, а канат одним концом закреплен на барабане, другим с огибанием блок-роликов упирается посредством заделанной на нем пластины в корпус опоры, в котором для этого выполнен сквозной паз шириной, превышающей ширину блок-ролика, при этом устройство синхронизации выполнено в виде цепной передачи, охватывающей звездочки с одинаковым числом зубьев, жестко закрепленные на валах канатных барабанов.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к устройствам стыковки-разделения преимущественно элементов ракетно-космической техники, но может быть использовано и в других отраслях народного хозяйства для быстрого дистанционного разделения кабелей, тросов, труб небольших диаметров и т.д.

Изобретение относится к оборудованию космического летательного аппарата, а конкретнее - к средствам установки неосновной (попутной) полезной нагрузки на ракете-носителе.

Изобретение относится к области авиационной и ракетно-космической техники и может быть использовано при проектировании различных разделяющихся систем и устройств.

Изобретение относится к ракетно-космической технике, может быть использовано в других отраслях народного хозяйства, где необходимо соединение и последующее разделение элементов конструкций.

Изобретение относится к ракетно-космической технике, а именно к способу сборки космической головной части ракет космического назначения. .

Изобретение относится к средствам мгновенного разделения элементов конструкций ракетно-космической техники, но может быть использовано в авиационной и других отраслях промышленности, где необходимо мгновенное дистанционное разделение элементов конструкции.

Изобретение относится к устройствам крепления объектов, преимущественно космических аппаратов, к несущим конструкциям ракет-носителей и относится к ракетно-космической технике.

Изобретение относится к космической и авиационной технике и может быть использовано при проектировании и конструировании внешних обводов силовых частей и агрегатов космических аппаратов, ракет-носителей и летательных аппаратов, имеющих в процессе эксплуатации существенный перепад температур состыкованных частей или неравномерность их нагружения внешними и внутренними силовыми факторами, вызывающими контурные радиальные перемещения стыка, выраженные в увеличении или уменьшении размеров (диаметра) одного из стыкуемых контуров, например, стыки бакового отсека, неоднократно заправляемого криогенным компонентом, с межбаковым и приборным отсеками ракеты-носителя, стыки частей и агрегатов космических и летательных аппаратов, нагруженных разными внешним и внутренним давлениями.

Изобретение относится к устройствам фиксации поворотных платформ для закрепления объектов, преимущественно космических аппаратов и других полезных нагрузок, на адаптерах или приборных отсеках ракет-носителей и может быть использовано в ракетно-космической технике при групповом запуске.

Изобретение относится к устройствам, которые могут использоваться в системах обеспечения и инспектирования малых платформ, находящихся в свободном полете в космическом пространстве.

Изобретение относится к средствам соединения и разделения элементов космических объектов

Изобретение относится к системе сброса или отделения полезных нагрузок при их выводе на расчетную орбиту и может быть использовано в области ракетно-космической техники

Изобретение относится к монтажно-стыковочному оборудованию и может быть использовано в ракетно-космической отрасли для стыковки головной части с ракетой-носителем в вертикальном положении

Изобретение относится к области ракетной техники

Изобретение относится к средствам разделения частей космического объекта или ракеты

Изобретение относится к ракетно-космической технике и предназначено для крепления между собой ступеней и головной части к ракетоносителю

Изобретение относится к ракетно-космической технике, а именно к конструкции космической головной части

Изобретение относится к космической технике, точнее к устройствам крепления полезного груза к космическому кораблю

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к устройствам для соединения элементов конструкции и их быстрого последующего разделения в процессе эксплуатации, и преимущественно может быть использовано в ракетно-космической технике для стыковки ступеней ракеты-носителя
Наверх