Устройство отделения и раскрытия створок батареи солнечной космического аппарата

Авторы патента:

Инин Игорь Викторович (RU)

Афанасьев Анатолий Петрович (RU)

Малыхина Елена Николаевна (RU)

Городецкий Владимир Михайлович (RU)

B64G1/44 - с использованием радиации, например раскрываемые солнечные батареи (солнечные элементы как таковые H01L 31/00)

Владельцы патента RU 2554913:

Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство обороны Российской Федерации (RU)
Акционерное общество "Ракетно-космический центр "Прогресс" (АО "РКЦ "Прогресс") (RU)

Изобретение относится к космической технике и может быть использовано в раскрывающихся солнечных батареях космических аппаратов. Устройство отделения и раскрытия створок солнечной батареи (УОРССБ) космического аппарата содержит раму, два пакета створок, прижимные замки с крюками, качалки, подпружиненную тягу с коромыслами, взаимодействующими с верхними створками, подпружиненные штоки со сквозными отверстиями под шпильку с торцами, взаимодействующими с профильными пазами, упорные кольца с упорами. Изобретение позволяет повысить надежность и уменьшить габариты УОРССБ. 8 ил.

Изобретение относится к космической технике и может быть использовано при проектировании раскрывающихся конструкций космических аппаратов, таких как батарей солнечных (БС) или антенн.

Известно устройство отделения и раскрытия створок батареи солнечной космического аппарата, состоящее из рамы, закрепленной на изделии, двух пакетов створок и прижимных замков, расположенных вдоль створок, причем с одной стороны замки взаимодействуют жестко с рамой, а с другой стороны - с верхними створками пакетов, при этом на корпусе прижимных замков шарнирно закреплены крюки, взаимодействующие с подпружиненными штоками прижимных замков и с качалками, которые закреплены на подпружиненной тяге, взаимодействующей с поворотным рычагом, закрепленным на указанной тяге шарнирно (патент RU №2441817, МПК B64G 1/44 - прототип).

К недостаткам указанной конструкции следует отнести малую надежность заявленного устройства и его большие габариты из-за невозможности поворота при работе прижимного коромысла прижимного замка и его увеличенные габариты из-за большого вылета указанного коромысла для обеспечения свободного поворота верхней створки панели БС во время раскрытия.

Задачами настоящего изобретения является устранение указанных недостатков, а именно повышение надежности устройства и уменьшение его габаритов.

Поставленные задачи решаются тем, что в предлагаемой конструкции, содержащей раму, закрепленную на изделии, два пакета створок и прижимные замки, расположенные вдоль створок, причем с одной стороны замки взаимодействуют жестко с рамой, а с другой стороны - с верхними створками пакетов, причем на корпусе прижимных замков шарнирно закреплены крюки, взаимодействующие с подпружиненными штоками прижимных замков и с качалками, которые закреплены на подпружиненной тяге, а на подпружиненных штоках жестко закреплены коромысла, жестко взаимодействующие с верхними створками, при этом концы пружин подпружиненных штоков жестко взаимодействуют с упорами, которые выполнены на упорных кольцах, одни из которых установлены на корпусе каждого прижимного замка, а другие - с противоположной стороны на штоке, при этом в поперечной плоскости каждого штока выполнены сквозные отверстия под шпильку, торцы которой взаимодействуют с профильными пазами, выполненными диаметрально противоположно относительно друг друга в корпусе прижимного замка.

Заявляемая конструкция поясняется чертежами:

Фиг.1 - Общий вид предлагаемой конструкции.

Фиг.2 - Выносной элемент А на фиг.1.

Фиг.3 - Сечение Б-Б на фиг.2.

Фиг.4 - Общий вид прижимного замка.

Фиг.5 - Сечение В-В на фиг.4 (исходное положение).

Фиг.6 - Сечение В-В на фиг.4 (конечное положение).

Фиг.7 - Сечение Г-Г на фиг.6.

Фиг.8 - Сечение Д-Д на фиг.6.

Устройство состоит из рамы 1, закрепленной на изделии посредством кронштейна 2 с возможностью поворота, двух пакетов створок 3 и прижимных замков 4, расположенных вдоль пакетов створок 3, причем с одной стороны замки 4 взаимодействуют жестко с рамой 1, а с другой стороны - с верхними створками 5 пакетов 3, при этом на корпусе прижимных замков 4 шарнирно закреплены крюки 6 (фиг.5), взаимодействующие с подпружиненными штоками 7 прижимных замков 4 и с качалками 8, которые закреплены на подпружиненной тяге 9, размещенной на раме 1, а на подпружиненных штоках 7 установлены пружины сжатия 10, расположенные между упорными кольцами 11 (фиг.6), жестко закрепленными одно на корпусе прижимного замка 4, а другое - на самом подпружиненном штоке 7. Пружины сжатия 10 работают и как пружины кручения за счет своих концов 12, входящих во взаимодействие с упорами 13, которыми снабжены упорные кольца 11, причем поворот прижимных коромысел 14, закрепленных на подпружиненных штоках 7, на угол 90° происходит посредством профильных пазов 15 (фиг.4), расположенных диаметрально противоположно в корпусе каждого прижимного замка 4 и шпилек 16, взаимодействующих с профильными пазами 15 своими торцами и установленных в сквозные отверстия 17 (фиг.6) подпружиненных штоков 7.

Раскрытие БС происходит в следующей последовательности.

В определенный момент подается команда на прибор, освобождающий подпружиненную тягу 9 от взведенного состояния. При перемещении подпружиненной тяги 9 в направлении Е (фиг.1, 2, 5) поворачиваются качалки 8 вдоль пакета створок 3 и крюки 6 всех прижимных замков 4 под действием подпружиненных штоков 7 поворачиваются (фиг.6). Цилиндрическая поверхность Ж качалок 8 выходит из взаимодействия с поверхностью И крюков 6 (фиг.5), обеспечивая тем самым свободное перемещение подпружиненных штоков 7, которые с помощью шпилек 16 и профильных пазов 15 (фиг.4) поднимаются в направлении 3 (фиг.5) под действием пружины 10 и одновременно поворачиваются в направлении К (фиг.2) под действием той же пружины 10 и наличия упоров 13 (фиг.7, 8). Вместе с поворотом подпружиненных штоков 7 происходит поворот прижимных коромысел 14, закрепленных на указанных штоках 7 (фиг.6). Пакеты створок 3 освобождаются и происходит раскрытие створок 5 в направлении Л (фиг.3).

Таким образом, предложенное техническое решение позволит повысить надежность и уменьшить габариты, заявленного устройства в конечном положении работающего замка за счет применения пружины сжатия, работающей и как пружина кручения.

Устройство отделения и раскрытия створок батареи солнечной космического аппарата, содержащее раму, закрепленную на изделии, два пакета створок и прижимные замки, расположенные вдоль створок, причем с одной стороны замки взаимодействуют жестко с рамой, а с другой стороны - с верхними створками пакетов, причем на корпусе прижимных замков шарнирно закреплены крюки, взаимодействующие с подпружиненными штоками прижимных замков и с качалками, которые закреплены на подпружиненной тяге, при этом на подпружиненных штоках жестко закреплены коромысла, взаимодействующие с верхними створками, отличающееся тем, что концы пружин подпружиненных штоков жестко взаимодействуют с упорами, которые выполнены на упорных кольцах, одни из которых установлены на корпусе каждого прижимного замка, а другие - с противоположной стороны на штоке, при этом в поперечной плоскости каждого штока выполнены сквозные отверстия под шпильку, торцы которой взаимодействуют с профильными пазами, выполненными диаметрально противоположно относительно друг друга в корпусе прижимного замка.

Изобретение относится к механизмам ориентации (поворота) солнечных батарей (СБ). Система поворота СБ содержит корпус (1) с крышками (2), выходной вал, выполненный в виде двух частей (3) и (4) с фланцами (5) и (6) для стыковки с крыльями СБ, и центральный привод (7).

Способ ориентации искусственного спутника земли // 2544021

Изобретение относится к управлению ориентацией искусственных спутников Земли (ИСЗ) с солнечными батареями (СБ). В составе ИСЗ (3) дополнительно предусматривают автономный контур (АК) управления ориентацией ИСЗ относительно направления на Солнце (2).

Космический аппарат // 2540193

Изобретение относится к средствам крепления на космическом аппарате (КА) элементов оборудования, в частности солнечных батарей (СБ). КА содержит корпус (1) и панель (6) СБ, закрепленную на раме (2) в виде стержневой ферменной конструкции, имеющей форму скошенной пирамиды.

Способ управления ориентацией космического транспортного грузового корабля с неподвижными панелями солнечных батарей при проведении работ в условиях вращательного движения // 2539271

Изобретение относится к управлению ориентацией космического, в частности транспортного грузового корабля (ТГК) с неподвижными панелями солнечных батарей (СБ). Способ включает закрутку ТГК вокруг нормали к рабочей поверхности СБ, направленной на Солнце, с угловой скоростью не менее 1,5 град/сек.

Изобретение относится к управлению движением космического, в частности транспортного грузового корабля (ТГК) с неподвижными панелями солнечных батарей (СБ). Способ включает закрутку ТГК вокруг направления нормали к рабочей поверхности СБ, направленной на Солнце, с угловой скоростью не менее 1,5 град/сек.

Способ управления орбитальным космическим аппаратом // 2536765

Изобретение относится к управлению движением космического аппарата (КА), на котором размещены теплоизлучающий радиатор и солнечная батарея (СБ). Способ включает выполнение полета КА по орбите вокруг планеты с разворотом СБ в положение, соответствующее совмещению нормали к рабочей поверхности СБ с направлением на Солнце.

Система ориентации навигационного спутника // 2535979

Изобретение относится к управлению ориентацией искусственного спутника Земли (ИСЗ) с панелями солнечных батарей (ПСБ). Согласно предложенному способу осуществляют необходимые развороты ИСЗ вместе с ПСБ и, отдельно, ПСБ - вокруг первой и второй осей.

Способ управления орбитальным космическим аппаратом // 2535963

Способ формирования управляющих воздействий на космический аппарат // 2533873

Изобретение относится к управлению движением космических аппаратов (КА) с использованием сил давления солнечного излучения, распределенных по рабочим зонам КА. Последние формируют в виде плоских параллельных оптически прозрачных капельных потоков.

Космический аппарат // 2560199

Изобретение относится к энергоснабжению космического аппарата (КА) с помощью солнечных батарей (СБ). КА содержит корпус с множеством поверхностей (11), на которых расположены устройства (20) для собирания света внутрь корпуса, где установлена СБ (30). Привод (50) обеспечивает поворот СБ (30) к выбранному устройству (20), наиболее подходящему в данное время для выработки СБ электрической энергии. Техническим результатом изобретения является освобождение от СБ внешней поверхности КА и получение преимуществ от внутреннего размещения СБ. 3 з.п. ф-лы, 4 ил.

Устройство телеметрического контроля контактных датчиков механических устройств батареи солнечной // 2561663

Изобретение относится к системам контроля работы механических узлов солнечной батареи (СБ) космического аппарата (КА) в условиях эксплуатации. Устройство содержит цепочку из N (напр., N=5) последовательно соединенных контактных датчиков (КД) (21, …, 25), к которым параллельно подключены резисторы (61, …, 65) номинальным сопротивлением 1∗R0, 2∗R0, …, 2N-1∗R0. Крайние выводы цепочки через токосъемные кольца (41, 42) привода (3) СБ подключены к измерительным входам аналогового канала (5) для измерения сопротивления датчиков аппаратуры. В транспортном положении КА все КД разомкнуты, и на входах канала (5) фиксируется сопротивление, напр., 310 Ом. При раскрытии СБ и срабатывании любого из КД на замыкание или размыкание на измерительном входе канала (5) появится результирующее значение сопротивления: R(t)=1∗R0∗S1+2∗R0∗S2+4∗R0∗S4+8∗R0∗S4+16∗R0∗S5, где S1, …, S5 - цифровой код 0 или 1, соответствующий состоянию «замкнут» или «разомкнут» каждого из КД. Декодирование состояния любого из КД производится автоматически наземными средствами обработки телеметрической информации. Техническим результатом изобретения является снижение габаритов и массы привода СБ и бортовых кабелей без уменьшения количества контролируемых датчиков. 1 табл., 5 ил.

Способ управления ориентацией космического аппарата с неподвижными панелями солнечных батарей при выполнении экспериментов на орбитах с максимальной длительностью теневого участка // 2562903

Изобретение относится к космической технике. Способ управления ориентацией космического аппарата (КА) с неподвижными панелями солнечных батарей (СБ) при выполнении экспериментов на орбитах с максимальной длительностью теневого участка включает гравитационную ориентацию КА продольной осью вдоль местной вертикали и закрутку вокруг его продольной оси, соответствующей минимальному моменту инерции. Гравитационная ориентация КА и его закрутка выполняются при значении угла между направлением на Солнце и плоскостью орбиты, не превышающем заданного значения. Дополнительно определяют и фиксируют момент прохождения КА противосолнечной точки витка орбиты. Техническим результатом изобретения является максимизация суммарной освещенности рабочей поверхности СБ за виток. 4 ил.

Способ управления ориентацией космического аппарата с неподвижными панелями солнечных батарей при выполнении экспериментов // 2562904

Изобретение относится к космической технике. Способ управления ориентацией космического аппарата (КА) с неподвижными панелями солнечных батарей (СБ) при выполнении экспериментов включает гравитационную ориентацию КА продольной осью вдоль местной вертикали и закрутку вокруг продольной оси, соответствующей минимальному моменту инерции. Дополнительно определяют угол между направлением на Солнце и плоскостью орбиты. Определяют высоту орбиты. КА закручивают вокруг продольной оси с угловой скоростью, направленной в центр Земли или от центра Земли. Выбор направления закрутки зависит от величины угла между направлением на Солнце и плоскостью орбиты. Техническим результатом изобретения является максимизация суммарной освещенности СБ за виток. 3 ил.

Способ питания нагрузки постоянным током в автономной системе электропитания космического аппарата // 2567930

Изобретение относится к электротехнике, а именно к автономным системам электропитания (СЭП) космических аппаратов (КА), использующим в качестве первичных источников энергии батареи солнечные (БС), а в качестве накопителей энергии - аккумуляторные батареи (АБ). Технический результат - повышение надежности эксплуатации КА при возникновении аварийных ситуаций, связанных с нерасчетным понижением или повышением выходного напряжения системы электроснабжения. Способ питания нагрузки постоянным током в автономной системе электропитания космического аппарата состоит в том, что управляют стабилизатором напряжения, зарядными и разрядными устройствами в зависимости от входного и выходного напряжения системы электропитания. При этом с помощью измерительных шунтов контролируют ток нагрузки и токи заряда-разряда аккумуляторных батарей. Кроме того, контролируют выходное напряжение системы электропитания с помощью пороговых датчиков и отключают сеансную нагрузку при достижении пороговых значений выходного напряжения. Дополнительно контролируют динамику переходных процессов изменения выходного напряжения и тока нагрузки во времени с помощью быстродействующих запоминающих устройств, которые запускают по достижении пороговых значений выходного напряжения. Повторное включение сеансной нагрузки проводят после анализа результатов запомненной динамики переходных процессов. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Способ ориентации навигационного спутника // 2569999

Изобретение относится к управлению ориентацией навигационных спутников с антеннами и солнечными батареями (СБ). Способ включает ориентацию электрической оси антенны (первой оси спутника) на Землю и ориентацию панелей СБ на Солнце. Последняя достигается разворотом спутника вместе с панелями СБ вокруг указанной первой оси и разворотом панелей СБ вокруг второй оси, перпендикулярной первой. При прохождении особых участков орбиты, включающих теневые участки и участки больших углов Солнце-спутник-Земля (больше 175°), организуют прогнозируемое движение спутника. Для этого проводят упреждающие программные развороты вокруг первой оси спутника, симметричные относительно точек орбиты, отвечающих максимальному и минимальному углам Солнце-спутник-Земля. Техническим результатом изобретения является уменьшение ошибки прогнозирования движения центра масс спутника и погрешности знания положения фазового центра антенны. 3 з.п. ф-лы, 5 ил., 1 табл.

Система поворота солнечной батареи большой мощности // 2570006

Изобретение относится к системам поворота солнечной батареи (СПСБ) космического аппарата (КА). Изобретение предназначено для размещения элементов СПСБ для вращения солнечной батареи большой мощности и передачи электроэнергии с солнечной батареи на КА. Система поворота солнечной батареи большой мощности содержит вал привода с фланцем для стыковки солнечной батареи, привод для ее вращения, силовое и телеметрическое токосъемные устройства. Силовое токосъемное устройство разделено на силовое токосъемное устройство с положительными электрическими цепями и силовое токосъемное устройство с отрицательными электрическими цепями. Токосъемные устройства установлены на своих валах, связаны с валом привода и замкнуты на корпус СПСБ через демпфирующий элемент. Вал привода установлен в корпус привода системы поворота солнечной батареи на опорном подшипнике с предварительным натягом. Техническим результатом изобретения является обеспечение повышенной передаваемой мощности с солнечной батареи на КА, повышение надежности системы электропитания КА и снижение массы конструкции. 1 ил.

Солнечная батарея на гибкой подложке и способ ее раскрытия // 2574057

Группа изобретений относится к развертываемым солнечным батареям (СБ) космического аппарата. СБ снабжена штангой в виде шарнирно соединенных корневого (1) и телескопического (2) звеньев и выполнена в форме складываемых гармошкой створок (17). В транспортном положении звенья (1, 2) сложены вместе, а створки уложены в контейнеры с основаниями (19) и крышками (20). Крышки (20) и основания (19) закреплены соответственно на звеньях (2) и (1) и развернуты длинными сторонами вдоль оси сложенной штанги. Поворотная панель (24) служит для поджатия створок (17) к крышке (20) и их поворота на 45° для равномерного схода. При переводе СБ в рабочее положение сначала разворачивают контейнеры длинными сторонами перпендикулярно оси штанги и фиксируют крышки и основания на звеньях (2) и (1). Затем взаимным разворотом звеньев (1, 2) на угол 180° производят начальное раскрытие створок (17). Процесс развертывания СБ завершают выдвижением промежуточных труб телескопического звена (2). Технический результат группы изобретений состоит в повышении надежности раскрытия СБ, улучшении её массогабаритных и эксплуатационно-технологических характеристик. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 8 ил.

Способ управления автономной системой электроснабжения космического аппарата // 2576795

Изобретение относится к электротехнике, а именно к системам электроснабжения космических аппаратов с использованием в качестве первичных источников энергии солнечных батарей, а в качестве накопителей энергии - аккумуляторных батарей. Технический результат - повышение надежности эксплуатации аккумуляторной батареи. Способ электропитания заключается в том, что в случае пониженной температуры аккумуляторной батареи зарядный ток первоначально направляют на обогрев аккумуляторной батареи и только после того как температура аккумуляторной батареи достигнет значения выше минимального будет осуществляться заряд аккумуляторной батареи номинальным током заряда. В процессе заряда аккумуляторных батарей, уровень заряженности контролируют по их напряжению, либо напряжению аккумуляторов каждой аккумуляторной батареи, причем зарядный ток перенаправляют или на обогреватели, или на заряд аккумуляторов в зависимости от температуры аккумуляторной батареи. Термисторы, входящие в состав автономной системы электроснабжения космического аппарата, определяют температуру аккумуляторной батареи и сравнивают полученное значение с заданными значениями. 1 ил.

Космический аппарат для проведения исследований при наличии солнечных потоков повышенной плотности // 2577288

Изобретение относится к конструкции космических аппаратов (КА), преимущественно для исследований на близких (порядка радиуса орбиты Меркурия) расстояниях от Солнца. КА содержит корпус с теплозащитным экраном, научную и служебную аппаратуру, средства терморегулирования и две пары солнечных батарей (СБ). Панели одной из пар СБ закреплены с возможностью отделения на панелях другой пары СБ и имеют с ними общую ось вращения. Неотделяемые от КА панели СБ имеют две противоположные рабочие поверхности. На одной из них установлены только фотопреобразователи, а на другой - также и чередующиеся с последними теплоотражающие элементы. Выбор действующей рабочей поверхности панели, а также угол её установки определяются плотностью падающих солнечных потоков. Техническим результатом изобретения является снижение массы КА, повышение его надежности и упрощение алгоритма ориентации панелей СБ благодаря эффективной структуре СБ. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.