Устройство транспортировки и прокладки кабелей на внешней поверхности космического объекта космонавтом в скафандре и способ эксплуатации устройства



Устройство транспортировки и прокладки кабелей на внешней поверхности космического объекта космонавтом в скафандре и способ эксплуатации устройства
Устройство транспортировки и прокладки кабелей на внешней поверхности космического объекта космонавтом в скафандре и способ эксплуатации устройства
Устройство транспортировки и прокладки кабелей на внешней поверхности космического объекта космонавтом в скафандре и способ эксплуатации устройства
Устройство транспортировки и прокладки кабелей на внешней поверхности космического объекта космонавтом в скафандре и способ эксплуатации устройства
Устройство транспортировки и прокладки кабелей на внешней поверхности космического объекта космонавтом в скафандре и способ эксплуатации устройства
Устройство транспортировки и прокладки кабелей на внешней поверхности космического объекта космонавтом в скафандре и способ эксплуатации устройства

 


Владельцы патента RU 2556869:

Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королева" (RU)

Изобретение относится к космической технике, в частности к средствам и способам выполнения технологических операций в условиях открытого космоса космонавтом в скафандре, а именно к оборудованию для транспортировки и прокладки кабелей на внешней поверхности космических объектов, например, орбитальной станции. Устройство содержит несущий элемент для размещения кабелей, выполненный в виде полотнища из эластичного материала, на одной стороне которого продольно закреплены кабели, на противоположной стороне полотнища установлены мягкие ручки и средство фиксации устройства на поверхности объекта, полотнище в транспортном состоянии свернуто с концов к его середине в виде спиральных свитков, при этом посредством легкоразъемных соединителей витки спирали в спиральных свитках скреплены между собой последовательно, а спиральные свитки в транспортном состоянии скреплены между собой в блок. Способ эксплуатации устройства заключается в том, что разворачивают свитки в разные стороны на полную длину полотнища. Изобретение обеспечивает высокий уровень безопасности и эргономичности, стабильное местоположение кабелей на поверхности объекта в условиях невесомости. 2 н.п. ф-лы, 6 ил.

 

Изобретение относится к космической технике, в частности к средствам и способам выполнения технологических операций в условиях открытого космоса космонавтом в скафандре, а именно к оборудованию для транспортировки и прокладки кабелей на внешней поверхности космических объектов, например орбитальной станции.

Тенденция к увеличению габаритных размеров, структуры и сроков эксплуатации орбитальных станций неуклонно сохраняется в мировой космонавтике. Сборка многомодульных орбитальных станций производится на монтажных орбитах. Появляются задачи обеспечения межмодульных коммуникаций. Какая-то их часть осуществляется посредством электросоединителей, расположенных в плоскости стыковочных шпангоутов. Другая часть выполняется путем прокладки кабелей между модулями внутри отсеков. Но это крайне нежелательный подход, так как затрудняет закрытие люков между модулями в случае аварийной разгерметизации. Поэтому межмодульные коммуникации осуществляются преимущественно путем прокладки кабелей по наружной поверхности модулей станции силами экипажа.

Влияние невесомости сказывается не только на состоянии организма человека, но и на выполнении технологических операций, при которых требуется четкая фиксация всех предметов [1]. Особенно непредсказуемо ведут себя кабели, которым присуща внутренняя жесткость или пружинение, подавляемые в наземных условиях силой тяжести, а в невесомости вызывающие появление колец, спиралей, скручивания и пр., что не только затрудняет их прокладку, но иногда делает ее невозможной для космонавта в скафандре. Это проявляется особенно при прокладке групп кабелей, то есть более двух. При этом собрать группу кабелей в один жгут невозможно, так как жгут приобретает жесткость, препятствующую образованию необходимых изгибов при прокладке.

Трудовая деятельность космонавтов вне гермоотсеков выдвигает специфические требования к оборудованию, инструментам и инфраструктуре космических объектов. Применительно к технологическим операциям, осуществляемым в открытом космосе, предъявляется следующий комплекс технико-эргономических требований:

- соответствие функциональным возможностям космонавта в скафандре;

- обязательная фиксация объектов труда в невесомости;

- минимизация энерготрат космонавтов;

- минимизация затрат операционного времени;

- минимизация массы и габаритных размеров оборудования;

- обеспечение безопасности при контактах оборудования со скафандром и конструкциями на внешней поверхности космического объекта;

- исключение технологических отходов - космического мусора.

Известно устройство транспортировки кабеля, содержащее раму, на которой установлен пустотелый барабан с кабелем [2]. Недостатками данного устройства являются: неприспособленность его для использования космонавтом в скафандре в условиях невесомости; отсутствие средств закрепления рамы на поверхности объекта; невозможность минимизировать габаритные размеры; незащищенность кабеля от повреждения при транспортировке; в процессе прокладки кабель сворачивается в кольца, сохраняя форму барабана.

Близким по целевой и технической функции является известное устройство для транспортировки кабеля, в котором в качестве несущего элемента используется катушка в форме цилиндра с двумя торцевыми дисками, с намотанным на цилиндр кабелем, при этом катушка установлена на раму, которая выполнена из стержней, образующих замкнутый контур, охватывающий катушку. При разматывании кабеля необходимо перемещать раму с катушкой по поверхности космического объекта (прототип устройства и способа [3]).

Недостатки прототипа заключаются в следующем. В процессе перемещения рамы возможно повреждение элементов внешнего оборудования. После размотки кабеля требуется возвращение ее в гермоотсек, но при этом существует вероятность ее утраты, то есть засорение космического пространства. В процессе прокладки кабель сворачивается в кольца, повторяя форму катушки, что затрудняет работу космонавта. При прокладке двух и более кабелей потребуется такое же количество катушек с рамами, что неприемлемо для доставки с Земли и эксплуатации в открытом космосе. Разматывание кабеля с катушки занимает сравнительно много времени в процессе внекорабельной деятельности, чем увеличивается время пребывания космонавта за бортом объекта и повышается уровень риска.

Задачей изобретения является обеспечение безопасности, эргономичности эксплуатации устройства, минимизации временных, энергетических затрат космонавта и исключение технологических отходов при транспортировке и прокладке одновременно двух и более кабелей на внешней поверхности космических объектов космонавтом в скафандре.

Задача решается тем, что несущий элемент для размещения кабелей выполнен в виде полотнища из эластичного материала, на одной стороне которого продольно закреплены кабели, на противоположной стороне полотнища установлены мягкие ручки и средство фиксации устройства на поверхности объекта, полотнище в транспортном состоянии свернуто с концов к его середине в виде спиральных свитков, при этом посредством легкоразъемных соединителей витки спирали в свитках скреплены между собой последовательно, а спиральные свитки скреплены между собой в блок.

Способ эксплуатации устройства заключается в том, что устройство в транспортном состоянии в виде блока спиральных свитков фиксируется на поверхности объекта в середине планируемой кабельной трассы, космонавты за ручки, раскатывая в разные стороны полотнище из эластичного материала, разрушают легкоразъемные соединители и разворачивают спиральные свитки в разные стороны на полную длину полотнища.

На фиг.1 показано полотнище в развернутом состоянии при виде со стороны установки кабелей.

На фиг.2 показано полотнище в свернутом состоянии в виде двух спиральных свитков, соединенных в единый блок.

На фиг.3 показан пример крепления кабелей к полотнищу посредством неразъемных соединителей.

На фиг.4 показан порядок скрепления соседних витков спирали между собой посредством легкоразъемных соединителей.

На фиг.5 показано полотнище в развернутом состоянии при виде со стороны установки ручек.

На фиг.6 показана установка ручки.

На фигурах:

1 - полотнище;

2 - кабели;

3 - неразъемный соединитель;

4 - ручка;

5 - средство фиксации устройства на поверхности объекта;

6 - спиральный свиток;

7 - легкоразъемные соединители;

8 - виток спирали.

Устройство для транспортировки и прокладки кабелей на внешней поверхности космических объектов содержит полотнище 1 из эластичного материала, например ткани аримидной арт. 56420 ТУ 17-04-003-20-963-32-00, на котором продольно закреплены кабели 2, например, посредством неразъемных соединителей 3 в виде кольцевых стежков из ниток полиамидных ТУ 8.147-016-05/38074-01, на противоположной стороне полотнища 1 установлены ручки 4 из материала полотнища и средство фиксации устройства на поверхности объекта 5; полотнище 1 с концов свернуто (по стрелкам Г) в спиральные свитки 6 к середине полотнища; витки спирали 8 в спиральном свитке 6 между собой скреплены последовательно легкоразъемными соединителями 7, например, из ниток х/б "Экстра" 30, ГОСТ 6309-87; спиральные свитки 6 скреплены между собой в блок легкоразъемными соединителями 7, например, из ниток х/б "Экстра" 30, ГОСТ 6309-87.

Способ эксплуатации устройства заключается в том, что устройство в транспортном состоянии в виде блока спиральных свитков 6 фиксируется на поверхности объекта в середине планируемой трассы с помощью средства фиксации устройства на поверхности объекта 5, космонавты за ручки 4, раскатывая полотнище в разные стороны, разрушают (разрывая, например, нитки) легкоразъемные соединители 7 и разворачивают спиральные свитки 6 в разные стороны (по стрелкам Е) на полную длину полотнища 1 с кабелями 2.

Данное изобретение обеспечивает следующие преимущества:

- стабилизацию местоположения кабелей на внешней поверхности космического объекта, что достигается фиксацией полотнища, к которому прикреплены кабели;

- минимизированы масса и габаритные размеры устройства вследствие отсутствия металлической рамы и катушки в качестве несущих элементов для кабелей;

- минимизированы затраты времени на применения устройства, так как устройство разворачивается космонавтами одновременно в обе стороны; как следствие, минимизированы энерготраты космонавтов, время их пребывания в открытом космосе, чем снижаются уровни риска для жизнедеятельности космонавта;

- безопасность скафандра и объектов внешнего оборудования при контактах с устройством обеспечена отсутствием в устройстве металлической конструкции, острых углов, кромок, при этом кабели в процессе транспортировки и прокладки защищены от повреждения в процессе транспортировки и прокладки полотнищем из эластичного материала;

- отсутствуют технологические отходы, так как все составные части устройства использованы по прямому технологическому назначению - для транспортировки прокладки кабелей.

Литература

1. О.С. Цыганков. Трудовая деятельность в безопорном пространстве. «Полет», №3, 2012, с.3-12.

2. Патент RU №2077101, МПК7: H02G 11/02.

3. Патент RU №2296405, МПК7: H02G 11/02.

1. Устройство для транспортировки и прокладки кабелей на внешней поверхности космического объекта космонавтом в скафандре, содержащее несущий элемент для размещения кабелей, отличающееся тем, что несущий элемент выполнен в виде полотнища из эластичного материала, на одной стороне которого продольно закреплены кабели, на противоположной стороне полотнища установлены мягкие ручки и средство фиксации устройства на поверхности объекта, полотнище в транспортном состоянии свернуто с концов к его середине в виде спиральных свитков, при этом посредством легкоразъемных соединителей витки спирали в спиральных свитках скреплены между собой последовательно, а спиральные свитки в транспортном состоянии скреплены между собой в блок.

2. Способ эксплуатации устройства для транспортировки и прокладки кабелей на внешней поверхности космического объекта, отличающийся тем, что устройство в транспортном состоянии в виде блока спиральных свитков фиксируется на поверхности объекта в середине планируемой кабельной трассы, космонавты за ручки, раскатывая в разные стороны полотнище из эластичного материала, разрушают легкоразъемные соединители и разворачивают свитки в разные стороны на полную длину полотнища.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к плоскому энергетическому кабелю, назначением которого является вмещение, по меньшей мере, одной жилы, содержащей электрический проводник, изолированный изолирующим слоем, и, опционально, телекоммуникационные проводники, такие как оптоволокно и т.д., которые могут называться линиями.

Изобретение относится к устройству крепления переносного силового кабеля, питающего подвижных потребителей, таких как грузовые каретки подъемных кранов, монорельсовых подвесных вагонов, а также для погрузочно-разгрузочных и обрабатывающих устройств.

Изобретение относится к устройствам для прокладки электрических кабелей или проводов между неподвижной и подвижной частями элементов конструкции и может быть использовано в авиации, а именно, для бережной эксплуатации кабельных жгутов в ограниченном пространстве между неподвижной и подвижной частями систем и устройств.

Изобретение относится к области электротехники и электроэнергетики, в частности к устройствам передачи электроэнергии от неподвижной части к его поворотной части, и может быть использовано, например, во взаимоповоротных частях машин без вращающихся контактных устройств.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для одновременной, а также поочередной передачи измерительного сигнала и постоянного тока или тока промышленной частоты через токосъемное устройство с подвижными контактами для безопасной работы с измерительными цепями при этом.

Изобретение относится к оборудованию для передачи энергопитания к подвижным потребителям и может быть использовано в электротехнической и других областях. .

Изобретение относится к средствам передачи энергии движущимся конструктивным элементам, например кранам. .

Изобретение относится к устройствам передачи управляющих сигналов с выходных электрических разъемов гибкими кабелями между подвижными и неподвижными объектами. .

Изобретение относится к области электротехники, в частности к конструкции барабанов, используемых для намотки электрических кабелей, проводов и подобной продукции.

Изобретение относится к подвижному электрическому машинному оборудованию с подводящим кабелем, присоединенным к источнику питания. Предложены транспортная тележка (10) для транспортировки материала в подземных выработках (варианты), а также устройство для уменьшения повреждения электрического транспортного средства, питаемого подводящим кабелем (22), содержащее электрический датчик (54, 56) для определения положения подвижного оборудования относительно источника опасности и электрический контроллер, взаимодействующий с электрическим датчиком с обеспечением приведения в действие двигателя для изменения работы электрического транспортного средства для уменьшения вероятности неблагоприятных воздействий на подводящий кабель, если электрическое транспортное средство находится около источника опасности. Изобретение обеспечивает надежную индикацию положения транспортной тележки относительно некоторого известного положения. 3 н. и 18 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к сцепкам для соединения трубопроводов или электрических кабелей между железнодорожными вагонами. Коммутационное оборудование содержит, по меньшей мере, один гибкий силовой кабель (2) и, по крайней мере, один гибкий трубопровод для жидкости (3). По меньшей мере, один силовой кабель (2) и, по меньшей мере, один трубопровод для жидкости (3) собираются предварительно для образования единой целостной конструкции. Технический результат изобретения заключается в повышении надежности и в упрощении обслуживания коммутационного оборудования. 13 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к системе (1) электропроводки для позиционирования и направления линий электропитания между двумя точками (2.1, 2.2) подключения, подвижными относительно друг друга в круговом движении по отношению к оси (d) поворота в диапазоне углов поворота, причем система (1) электропроводки имеет удлиненный жгут (3.1, 3.2, 3.3), связанный с точками (2.1, 2.2) подключения, на котором или в котором линии электропитания могут размещаться направленным образом, и жгут (3.1, 3.2, 3.3) может направленно перемещаться вперед и назад по круговой дуге с образованием первой ветви (4.1), второй ветви (4.2) и связывающей первую и вторую ветвь направляющей дуги (5) внутри диапазона углов поворота. Для достижения поставленной цели - обеспечения возможности направления линий электропитания в расширенном диапазоне углов поворота, предложено, что предусмотрены по меньшей мере два жгута, первый жгут (3.1) и второй жгут (3.2), которые размещены связанными друг за другом. 19 з.п. ф-лы, 18 ил.
Наверх