Устройство для крепления пиротехнических узлов с остаточной деформацией после их срабатывания


 


Владельцы патента RU 2562925:

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

Изобретение относится к ракетно-космической технике и предназначено для крепления пиротехнических узлов с остаточной деформацией после их срабатывания, преимущественно пироножей. Устройство содержит опору, на которой установлен пиротехнический узел при помощи крепежных элементов, причем в местах крепления между пиротехническим узлом и опорой установлены пластины со скосом в направлении деформации пиротехнического узла. Угол скоса каждой из пластин равен или больше максимального угла деформации пиротехнического узла в поперечном сечении после его срабатывания. Толщина пластины больше максимальной величины деформации пиротехнического узла, причем в пластине и опоре соответственно выполнены отверстия под крепежные элементы. Техническим результатом изобретения является сохранение целостности опоры и крепежного элемента и обеспечение безопасности при разделении конструкции. 1 ил.

 

Изобретение относится к ракетно-космической технике и предназначено для крепления пиротехнических узлов с остаточной деформацией после их срабатывания, преимущественно пироножей. Оно может быть применено и в других отраслях народного хозяйства, где необходимо применение пиротехнических узлов такого типа.

Известно множество устройств для крепления всевозможного оборудования друг к другу или к специальным кронштейнам обычным крепежом: винтами, болтами с гайкой и т.п. Цель всех креплений - сохранение в целости как самого оборудования, так и мест его крепления (кронштейнов и т.п.). При анализе патентов и научно-технической информации специальных устройств для крепления пироножей не обнаружено. Из опыта работы с пироножами в ОАО РКК «Энергия» им. С.П. Королева стало известно, что надежное и легкое устройство для крепления пироножей к опоре является одним из определяющих условий для применения пироножей на космических кораблях и других космических объектах, так как разработка любых узлов, предназначенных для космических объектов, ведется с учетом большой надежности и малого веса узла. Однако испытания пиротехнического узла на штатном кронштейне с креплением общепринятым способом болтами и гайками или винтами, ввернутыми в корпус пироножа, дали отрицательные результаты. Пиронож за счет деформации корпуса либо разрушал кронштейн, на котором крепился, либо разрывал крепежные элементы и летел неуправляемо в окружающем пространстве, что недопустимо с точки зрения сохранения целостности и работоспособности окружающих конструкций. При попытке придания достаточной прочности кронштейну и крепежным элементам получалась конструкция, которая по габаритно-массовым характеристикам была неприемлема. Эти требования были реализованы в заявляемом техническом решении, давая возможность корпусу пиротехнического узла деформироваться в заданных пределах, не допускающих его разрушения. Таким образом удалось разработать легкую, но в то же время прочную и надежную конструкцию пиротехнического узла за счет применения заявляемого устройства для его крепления.

Задачей предлагаемого изобретения является создание устройства для крепления пиротехнических узлов, позволяющего сохранить целостность опоры и крепежного элемента и тем самым предотвратить неуправляемый полет пиротехнического узла и элементов разделяемой конструкции.

Технический результат, достигаемый при использовании изобретения, заключается в сохранении целостности опоры и крепежного элемента и обеспечении безопасности при разделении конструкции.

Указанный технический результат достигается тем, что предлагаемое устройство для крепления пиротехнических узлов, преимущественно пироножей, с остаточной деформацией после их срабатывания, содержащее опору, на которой установлен пиротехнический узел при помощи крепежных элементов, причем в местах крепления между пиротехническим узлом и опорой установлены пластины со скосом в направлении деформации пиротехнического узла, при этом угол скоса пластины равен или больше максимального угла деформации пиротехнического узла в поперечном сечении после его срабатывания, а толщина пластины больше максимальной величины деформации пиротехнического узла, причем в пластине и опоре соответственно выполнены отверстия под крепежные элементы, а с тыльной стороны опоры на крепежных элементах соосно с ними зафиксированы неподвижно втулки, внутренний диаметр которых совпадает с диаметром отверстий в опоре и пластине, опирающиеся одним торцом в опору, а другим в головки крепежных элементов, при этом твердость материала опоры и крепежных элементов больше твердости материала втулок.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором изображен общий вид устройства для крепления пиротехнических узлов с установленным на нем пиротехническим узлом (пироножом): сплошной основной линией изображен общий вид пиротехнического узла (пироножа) с устройством для крепления пиротехнических узлов до срабатывания пиротехнического узла, пунктирной линией - после срабатывания пиротехнического узла.

В качестве пиротехнического узла выбран пиронож 1, который установлен на опоре 2 при помощи крепежных элементов, например винтов 3. Между пироножом 1 и опорой 2 в местах крепления установлены пластины 4 со скосом в сторону деформации пироножа 1. В пластинах 4 выполнены отверстия, аналогичные отверстиям в опоре 2 под крепежные элементы, например винты 3, крепящие пиронож 1. Втулки 5, внутренний диаметр которых совпадает с диаметром отверстий в опоре 2 и пластинах 4, зафиксированы неподвижно с тыльной стороны опоры 2 на крепежных элементах, например винтах 3, и опираются одним торцом в опору 2, а другим - в головки крепежных элементов, например винтов 3. Крепежные элементы, например винты 3, проходят насквозь через втулки 5, опору 2 и пластины 4 через отверстия под крепежные элементы, например винты 3, и ввинчены в пиронож 1. При этом параметры пластины 4 и параметры остаточной деформации пироножа 1 после его срабатывания удовлетворяют соотношениям:

H>h,

где

H - толщина пластины;

h - максимальная величина остаточной деформации пироножа в поперечном сечении после срабатывания пироножа;

α≥β, где:

α - угол скоса пластины в направлении деформации пироножа;

β - максимальный угол остаточной деформации пироножа в поперечном сечении после его срабатывания.

Если крепежные элементы установить без пластины, то после срабатывания пиронож упрется в опору и может продавить опору, поэтому между опорой и пироножом устанавливают пластину, причем толщина пластины Н должна быть больше максимальной величины остаточной деформации h пироножа в поперечном сечении, проходящем через его геометрический центр после срабатывания. Величину деформации h измеряют на расстоянии L, являющемся половиной расстояния между центрами отверстий под крепеж. Так как пиронож оказывает силовое давление на опору только в местах расположения крепежного элемента, то, если толщина пластины будет меньше максимальной величины остаточной деформации пироножа в поперечном сечении, пиронож будет касаться опоры и может повредить опору и крепежные элементы. Для сглаживания деформации пластину изготавливают со скосом в направлении деформации пироножа. Если пластину изготовить без скоса, то после срабатывания пироножа корпус его упрется в пластину вследствие его деформации. Чтобы после срабатывания пироножа при его деформации не произошло соприкосновение корпуса пироножа с пластиной, угол α должен быть ≥ угла β.

Для определения максимальной величины остаточной деформации h и угла остаточной деформации β в плоскости, перпендикулярной пластине, в поперечном сечении пироножа после его срабатывания изготавливают опытное количество образцов пиротехнических узлов, оптимально 5-7 штук, производят срабатывание каждого пиротехнического узла и измеряют величину остаточной деформации h и угол остаточной деформации β в поперечном сечении каждого пиротехнического узла. Затем выбирают максимальные величины h и β для дальнейшего изготовления предложенного устройства (для изготовления пластин с выбранными характеристиками Н и α).

Опору и крепежные элементы изготавливают из материала, более твердого, чем втулки, так как в противном случае после срабатывания пироножа может прогнуться опора, а в заявляемом техническом решении после срабатывания пироножа втулки деформируются и гасят силовое давление пироножа.

Устройство работает следующим образом. После срабатывания пироножа 1, установленного на опоре 2 при помощи крепежных элементов 3, пиронож 1 деформируется под углом β на величину h в поперечном сечении пироножа. Так как угол α каждой из пластин 4, расположенных в местах крепления между пиротехническим узлом и опорой, равен или больше угла деформации β пироножа 1, а толщина Н каждой пластины 4 больше максимальной величины деформации h в поперечном сечении пироножа 1 в плоскости, перпендикулярной пластине, то пиронож 1 оказывает силовое давление на опору 2 только в местах расположения крепежных элементов 3, т.е. не происходит касания пиротехнического узла с опорой 2. Втулки 5 изготовлены из материала, менее твердого, чем опора 2, поэтому после срабатывания пироножа они деформируются и гасят силовое давление пироножа. В результате пиронож остается на месте и не причиняет вреда окружающим его приборам и конструкциям.

Устройство для крепления пиротехнических узлов, преимущественно пироножей, с остаточной деформацией после их срабатывания, содержащее опору, на которой установлен пиротехнический узел при помощи крепежных элементов, причем в местах крепления между пиротехническим узлом и опорой установлены пластины со скосом в направлении деформации пиротехнического узла, при этом угол скоса каждой из пластин равен или больше максимального угла деформации пиротехнического узла в поперечном сечении после его срабатывания, а толщина пластины больше максимальной величины деформации пиротехнического узла, причем в пластине и опоре соответственно выполнены отверстия под крепежные элементы, а с тыльной стороны опоры на крепежных элементах соосно с ними зафиксированы неподвижно втулки, внутренний диаметр которых совпадает с диаметром отверстий в опоре и пластине, опирающиеся одним торцом в опору, а другим в головки крепежных элементов, при этом твердость материала опоры и крепежных элементов больше твердости материала втулок.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к космической технике и может быть использовано для соединения и разъединения частей космического аппарата. Механический рычажный замок содержит кронштейн, закрепленный на первом отделяемом элементе, коромысло с возможностью поворота на оси и зафиксированное по цилиндрической поверхности второго отделяемого элемента или накладки, рычаг с возможностью поворота на кронштейне, штырь с резьбовой частью, гайкой, пружиной и опорой, контактирующей с кронштейном, пружину, расположенную на оси соединения рычага с кронштейном, с концами, выведенными наружу или внутрь и упруго поджимающими поверхности рычага и кронштейна, опору замка, контактирующую с первым отделяемым элементом.

Изобретение относится к средствам стыковки частей космических аппаратов и их оборудования, в частности, радиолокационной антенны (РЛА). Устройство содержит расположенные по осям симметрии РЛА опорные узлы (ОУ) и узлы связи (УС).

Изобретение относится к космической технике и может быть использовано для герметизации стыков стыковочных агрегатов. Механизм герметизации стыка стыковочных агрегатов содержит стыковочные шпангоуты с системами замков с пассивными крюками и активными крюками на эксцентриковых валах со шкивами с зубьями, электроприводы, торцевое уплотнение на шпангоуте, тяги в виде сегментов зубчатого колеса с цилиндрическими элементами на торцах и торцевыми зубьями для соединения шкивов и выходного вала привода, замки, стяжки в виде стержня со сферическими элементами по торцам и накидными гайками для соединения сегментов зубчатого колеса.

Держатель // 2558960
Изобретение относится к средствам временной фиксации различных устройств на космическом аппарате (КА), в частности панелей солнечных батарей. Держатель имеет корпус, из которого выступает стягивающий штырь (2), удерживающий элементы (4.1-4.n).

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 относится к крепежным элементам космического аппарата (КА) для установки оборудования наблюдения, размещаемого, как правило, на иллюминаторе стыковочного агрегата КА.

Изобретение относится к области безопасной эксплуатации опасных изделий, находящихся в окружении агрессивной среды, в частности к предохранительным герметизирующим устройствам, а именно к устройствам с разрушаемым элементом, обеспечивающим автоматическое срабатывание и открытие герметичных воздушных каналов при определенных внешних воздействующих факторах.

Изобретение относится к космической технике и может быть использовано для запуска спутников. Устройство управляемого запуска наноспутников и микроспутников содержит платформу с наноспутником или микроспутником, шток, конденсаторы, систему ориентации с внешним и внутренним корпусами, электродвигателями и подшипниками, магнитоиндукционный эжектор с двумя плотно прижатыми поджимной пружиной катушками индуктивности соленоидального типа, размещенными в сердечнике броневого типа из ферромагнитного материала и попарно запрессоваными в стаканы, электронную систему управления запуска с микроконтроллером, коммуникатором, блоком управления зарядом, драйверами электродвигателей, ключевыми устройствами и переключателем выводов обмотки.

Изобретение относится к ракетной технике и может быть использовано для разделения ступеней. Устройство разделения ступеней двухступенчатой ракеты в виде механизма управлением рулями содержит два звена, кинематически связанные с аэродинамическим и газовым рулями.

Изобретение относится к области оптических средств измерения параметров относительного сближения космических аппаратов (КА), а именно к оптико-электронным системам контроля скорости.

Изобретение относится к космической технике, а именно к устройствам отделения космического аппарата. Устройство отделения КА содержит разъединяемое удерживающее устройство между несущей конструкцией с отверстием и КА с отверстием с выступами для фиксации упора, механические замки со стержнем с шайбой и гайкой, упором и отверстием со смещением относительно оси стержня, фиксирующее звено, удерживающее звено с выемкой на оси вращения. Изобретение позволяет повысить надежность отделения полезной нагрузки. 4 ил.

Изобретение относится к управлению движением космического объекта (КО), например пилотируемого КО, после его отделения от другого КО, например ракеты-носителя (РН). Разворот КО в требуемую ориентацию начинают в момент Δt, отсчитываемый от момента его отделения от другого КО (далее - РН). Начальная ориентация КО определяется по номинальной ориентации РН в момент отделения. После включения, через время Δt, датчиков системы управления КО получают данные о текущей угловой скорости КО. Используя модель углового движения КО (на основе уравнений Эйлера) оценивают (обратным интегрированием) угловую скорость КО в момент отделения от РН. Далее по полученным начальным условиям на основе указанной модели углового движения определяют (прямым интегрированием) параметры текущей ориентации КО. Прикладывают к КО серию импульсов, величину которых определяют по разнице между текущей и требуемой ориентациями КО. Техническим результатом изобретения является сокращение продолжительности построения ориентации после отделения КО от РН независимо от светотеневых условий на орбите. 6 ил.

Изобретение относится к ракетной технике и может быть использовано для разделения и сброса головного обтекателя (ГО) ракеты-носителя (РН). Устройство разделения и сброса ГО РН содержит створки с возможностью вращения, толкатели, опирающиеся на фитинги РН, хвостовик со сферическими законцовками, пружины с противоположным направлением навивки и установленные одна в другую. Толкатель содержит телескопически соединенные между собой внешний цилиндр с гильзой с жестко закрепленной нижней крышкой с малым стаканом и внутренний цилиндр со штоком с жестко закрепленной верхней крышкой со стаканом. Стаканы телескопически соединены между собой с образованием полости между нижней и верхней крышками. Изобретение позволяет повысить надёжность разделения и сброса ГО. 2 ил.

Изобретение относится к малым космическим аппаратам, выводимым на орбиту из транспортно-пускового контейнера (ТПК) (напр., при возвращении грузового корабля после его расстыковки с МКС). На корпусе микроспутника в узлах крепления и поворота установлены раскрывающиеся солнечные панели и антенны, удерживаемые поворотными рычагами корпуса. Узлы крепления снабжены пружинными механизмами, а корпус и рычаги - элементами качения (колесами) по внутренней поверхности ТПК. При отделении микроспутника свободные концы антенн малой длины на верхнем торце его корпуса выходят за пределы ТПК и пружинами кручения переводятся в рабочее положение. При выходе из ТПК колес поворотных рычагов последние, вращаясь, освобождают фиксаторы солнечных панелей и антенн большой длины в виде упругих лент. Панели раскрываются, а антенны, разматываясь с барабанов, приобретают рабочую форму. Технический результат изобретения состоит в упрощении конструкции микроспутника и его вывода на орбиту. 2 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к космонавтике и может быть использовано для разделения силовых конструкций космических аппаратов. Система разделения (СР) содержит силовые узлы в виде двух силовых элементов, охватывающих шпангоуты разделяемых конструкций с обеспечением направления вектора нагрузки через нейтральные оси шпангоутов разделяемых конструкций, бандаж в виде каната из свитых между собой проволок, пироузлы, толкатели отделения. Изобретение позволяет увеличить массу полезной нагрузки, температурный диапазон применения СР, уменьшить ударный импульс на конструкцию от пиросредств. 3 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к ракетной технике и может быть использовано в устройствах разделения элементов ракет. Безимпульсный делитель, установленный на разделяемой оболочке пространственной формы, содержит детонирующий удлиненный заряд (ДУЗ), инициатор ДУЗа, вставку в виде выступа П-образной формы с завулканизированным эластомером, Г-образную разрезную пластмассовую втулку. Изобретение позволяет упростить конструкцию узла разделения, повысить уровень защиты внутренней полости разделяемых частей от действия ДУЗа. 1 ил.

Изобретение относится к ракетно-космической технике и может быть использовано в головных обтекателях (ГО) ракет космического назначения (РКН). ГО для РКН представляет собой трехслойную конструкцию из полимерных композиционных материалов в виде двухстворчатой оболочки переменной кривизны, содержит внешний несущий слой из углепластика, внутренний несущий слой, металлический сотовый заполнитель в виде одинаковых по массе и размеру пластин с термитно-зажигающей смесью (ТЗС) с окислителем, которым является хлорат калия или перхлорат калия, порошкообразным металлом, которым является магний, или алюминий, или титан, или сплав, и связующим, которым является коллоксилин. Масса ТЗС зависит от массы конструкции оболочки ГО, теплоты, выделяющейся при сгорании ТЗС, средней температуры конструкции оболочки ГО на момент вхождения в плотные слои атмосферы, температуры, необходимой для обеспечения начала самопроизвольного процесса горения конструкции оболочки ГО. Изобретение позволяет обеспечить сгорание ГО при движении по траектории спуска в слоях атмосферы, исключить необходимость выделения района падения для ГО. 9 з.п. ф-лы, 1 табл., 3 ил.

Изобретение относится к способам создания в космосе связки космического аппарата (КА) с космическим объектом (КО). Контролируют положение в пространстве троса (2), развернутого с борта КА (1), используя датчики видеонаблюдения (4) на КА и/или датчики положения (5) на тросе. Вводят в систему управления КА модель троса, описывающую его конфигурацию и её изменение по времени. Перемещают КА по траектории М0, М1, М2 … Мn его центра масс с помощью двигателей ориентации (6) и маршевых (7), формируя конфигурацию узла (8) вокруг КО (3). Конец троса (2) может быть закреплён на КО (3). Затягивание узла на КО производят дальнейшим движением КА, например, подобным буксировке. Технический результат изобретения заключается в расширении возможностей тросовых систем при решении традиционных и новых задач управления движением различных КО. 1 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к стыковочным средствам и инструментам внекорабельной деятельности. Устройство содержит корпус (1), закрепленный на внешней поверхности космического корабля, с кольцом (2), имеющим направляющие выступы (3) и датчики касания (4) с взаимодействующим активным устройством (АУ). В корпусе установлен диск (5) с приемным узлом (6). Диаметр его цилиндрической части (8) соответствует диаметру АУ. Внутренняя коническая поверхность (9) образует упор для элементов АУ при создании жесткого механического интерфейса. Перемещения диска (5) вверх-вниз обеспечиваются стаканом (10) в направляющем узле (11). На диске (5) установлены части электросоединителей, датчики (13) положения диска и штоки (14) блока пружин (15). Под действием этих пружин диск (5) находится в нижнем исходном положении. Тарельчатые пружины (17) обеспечивают усилие стяжки пассивного устройства с АУ. Мишень (18) служит для наведения манипулятора с АУ. Техническим результатом изобретения является автоматическая (без использования ручных операций) электромеханическая стыковка полезного груза с элементами космического корабля. 2 ил.

Изобретение относится к средствам и инструментам внекорабельной деятельности. Предлагаемое активное устройство фиксации использует привод инструмента манипулятора. На переднем торце корпуса устройства выполнены профилированные направляющие выступы. Выдвижная штанга выполнена в виде головки и самотормозящейся пары, взаимодействующей с указанным инструментом. Управляемые защелки головки снабжены элементами фиксации. В кинематической цепи привода установлена тормозная муфта для фиксации полезного груза. На заднем торце корпуса выполнен такелажный элемент с профилированными выступами и мишень для наведения манипулятора. Техническим результатом изобретения является создание механизма для многоразовой стыковки, управляемого с помощью одного привода манипулятора. 2 ил.
Наверх