Транспортно-пусковой контейнер
Владельцы патента RU 2558957:
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт космических исследований Российской академии наук (RU)
Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королёва" (RU)
Изобретение относится к космической технике и может быть использовано для доставки на орбиту полезной нагрузки небольшой массы. Транспортно-пусковой контейнер (ТПК) содержит корпус с крышкой и направляющими, узел фиксации полезной нагрузки, механизм выдвижения полезной нагрузки с подвижной кареткой или каретками с синхронизирующей тягой, полиспастом или полиспастами с тяговым элементом из аримидного шнура и пружиной. Изобретение позволяет повысить надежность функционирования ТПК. 2 з.п. ф-лы, 8 ил.
Изобретение относится к космической технике, в частности к транспортно-пусковым контейнерам (ТПК) для доставки полезной нагрузки (ПН) небольшой массы (например, микроспутников) на орбиту и ее отделения с требуемыми параметрами.
Из уровня техники известны контейнеры с направляющими-фиксаторами и пружинным механизмом для выталкивания малых космических аппаратов (см., например, WO 2008/034550 A1, B64G 1/64, опубл. 27.03.2008), которые предполагается использовать в рамках международного космического проекта «CubeSat». К недостаткам указанных устройств следует отнести прежде всего неэффективность самой силовой схемы воздействия на ПН, предполагающей размещение пружинных толкателей под ПН, из-за чего увеличивается длина контейнера и неэффективно используется его объем. Кроме этого, для обеспечения гарантированного полного выхода ПН из контейнера, пружины толкателей должны иметь соответствующий рабочий ход, что приводит к еще большему увеличению длины и массы контейнера.
Наиболее близким по технической сущности к заявленному изобретению является транспортно-пусковой контейнер, содержащий корпус, снабженный крышкой и направляющими, узел фиксации полезной нагрузки и механизм выдвижения полезной нагрузки с, по меньшей мере, одной подвижной кареткой (см. патент RU 2151086, кл. B64G 1/64, опубл. 20.06.2000). Недостатками известного устройства являются сложность конструкции (что снижает вероятность безотказной работы контейнера), значительные энергоемкость и масса (в том числе вспомогательных средств - электроприводов, механизмов поворота, замков и фиксаторов) и значительные затраты на создание, наземную отработку всех механизмов и доставку этой дополнительной массы на орбиту.
Задачей изобретения является устранение указанных недостатков. Технический результат заключается в улучшении массогабаритных, эксплуатационных и технологических характеристик устройства, а также в повышении надежности его функционирования и снижения себестоимости. Поставленная задача решается, а технический результат достигается тем, что в транспортно-пусковом контейнере, содержащем корпус, снабженный крышкой и направляющими, узел фиксации полезной нагрузки и механизм выдвижения полезной нагрузки с, по меньшей мере, одной подвижной кареткой, механизм выдвижения включает, по меньшей мере, один полиспаст, свободный конец тягового элемента которого закреплен на каретке, и пружину, являющуюся приводом подвижного блока полиспаста, причем рабочий ход пружины и кратность полиспаста обеспечивают возможность полного выхода полезной нагрузки из корпуса. Предпочтительно механизм выдвижения снабжен двумя каретками и двумя полиспастами, расположенными на противоположных сторонах корпуса, причем каретки связаны между собой синхронизирующей тягой. Тяговой элемент предпочтительно выполнен из аримидного шнура.
На фиг.1 представлен общий вид предлагаемого транспортно-пускового контейнера;
на фиг.2 - внутренняя часть корпуса без стенок;
на фиг.3 - вид сверху со снятой крышкой;
на фиг.4 - вид А по фиг.1;
на фиг.5 - вид Б по фиг.1;
на фиг.6 - вид В по фиг.2;
на фиг.7 - вид Г по фиг.3;
на фиг.8 - кинематическая схема механизма выдвижения микроспутника из ТПК.
Транспортно-пусковой контейнер содержит корпус 1, крышку 2, узел фиксации полезной нагрузки 3 и механизм выдвижения полезной нагрузки 4. Внутри корпуса 1 равномерно по периметру расположены жесткие направляющие 5, центрирующие полезную нагрузку (микроспутник).
Механизм выдвижения 4 выполнен в виде расположенных на противоположных сторонах корпуса 1 кареток 6, трубчатой направляющей 7, П-образной направляющей 8 и двух полиспастов 9. Приводом подвижных блоков 10 полиспастов 9, закрепленных на ползуне 11 и скользящих по трубчатой направляющей 7, является пружина сжатия 12. Свободный конец тягового элемента 13 (аримидного шнура), пропущенный через неподвижный блок 14, закреплен на каретке 6, перемещающейся своими роликами 17 по ребордам П-образной направляющей 8. Рабочий ход пружины 12, умноженный на кратность полиспаста 9, соответствует ходу микроспутника внутри ТПК до полного выхода из него. Каретки 6 могут быть связаны между собой дополнительной синхронизирующей тягой 15, пропущенной через блоки 16.
Транспортно-пусковой контейнер используется следующим образом.
Микроспутник в виде прямоугольного параллепипеда, снабженный двумя-тремя рядами роликов, вывешивается над контейнером 1 со снятой верхней крышкой 2. Совместив направляющие 5 корпуса 1 с роликами микроспутника, последний опускается до контакта нижнего фланца микроспутника с каретками 6. Далее, по мере перемещения микроспутника внутрь контейнера, за счет внешнего воздействия на каретки 6, усилие передается через тяговые элементы 13, подвижные блоки 10 ползуна 11 на пружину 12, сжимая ее на величину полного рабочего хода. При достижении нижнего фланца ТПК микроспутник закрепляется узлом фиксации 3. Пружина 12 механизма выдвижения 4 находится во взведенном положении. Крышка 2 закрывается. ТПК готов к транспортированию.
На МКС космонавты устанавливают ТПК со снятой крышкой 2 на стыковочный шпангоут ТГК «Прогресс». При обратном ходе ТГК «Прогресс» подается команда, срабатывает узел фиксации 3, освобожденный микроспутник за счет энергии взведенных пружин 12 механизма выдвижения 4 выталкивается из ТПК. При этом каретки 6 за счет применения полиспаста обеспечивают сопровождение микроспутника до верхнего фланца ТПК и полного его выхода.
Такая схема за счет упрощения конструкции, уменьшения количества вспомогательных механизмов и узлов, замены электропривода на полиспаст с пружинным толкателем повысит надежность эксперимента, значительно снизит затраты на его осуществление на всех этапах.
1. Транспортно-пусковой контейнер, содержащий корпус, снабженный крышкой и направляющими, узел фиксации полезной нагрузки и механизм выдвижения полезной нагрузки с, по меньшей мере, одной подвижной кареткой, отличающийся тем, что механизм выдвижения включает, по меньшей мере, один полиспаст, свободный конец тягового элемента которого закреплен на каретке, и пружину, являющуюся приводом подвижного блока полиспаста, причем рабочий ход пружины и кратность полиспаста обеспечивают возможность полного выхода полезной нагрузки из корпуса.
2. Контейнер по п. 1, отличающийся тем, что механизм выдвижения снабжен двумя каретками и двумя полиспастами, расположенными на противоположных сторонах корпуса, причем каретки связаны между собой синхронизирующей тягой.
3. Контейнер по п. 1, отличающийся тем, что тяговой элемент выполнен из аримидного шнура.
