Стенд для раскрытия батареи солнечной

Изобретение относится к космической технике и может быть использовано при проектировании стендов для наземных испытаний трансформируемых конструкций космических аппаратов, раскрывающихся в двух плоскостях, типа батареи солнечной (БС), с максимальным приближением к условиям невесомости. Панель БС и технологическая рама связаны между собой с обеспечением свободы перемещения в продольном направлении относительно друг друга в месте связи. Центр масс сборки «технологическая рама с балансировочным грузом + панель БС без подкосов» совпадает с осью вращения технологической рамы с балансировочным грузом. Вторые звенья подкосов панели БС шарнирно закреплены на вертикальной ферме стенда. Компенсатор выполнен в виде груза, вес которого должен быть таким, чтобы создать вращающий момент, компенсирующий работу сил тяжести звеньев раскладывающихся подкосов. Техническим результатом изобретения является упрощение конструкции стенда и создание условий максимального приближения процесса раскрытия панелей БС в наземных условиях к условиям невесомости. 2 ил.

 

Изобретение относится к космической технике и может быть использовано при проектировании стендов для наземных испытаний трансформируемых конструкций космических аппаратов, раскрывающихся в двух плоскостях, типа батареи солнечной (БС), с максимальным приближением к условиям невесомости.

Известен испытательный стенд для раскрытия батареи солнечной (см. патент RU 2468969), состоящий из фермы, неподвижно установленной и закрепленной на основании, в верхней части которой закреплена неподвижная балка с шарнирными рычагами, имитирующими кинематические характеристики створок панели БС и соединенными со створками при помощи тросов, на которой закреплены испытуемая панель БС и соосно с осью вращения панели БС технологическая рама с балансировочным грузом и моментом инерции, равным моменту инерции панели БС, которая взаимодействует с двухзвенным шарнирным подкосом панели БС, второе звено которого шарнирно закреплено на технологической раме, при этом вал вращения технологической рамы взаимодействует через кулачок и трос с пружинным компенсатором устранения влияния веса раскладывающегося подкоса. Конструкция стенда позволяет испытывать БС как с одним подкосом, так и с двумя и более.

Известный испытательный стенд имеет следующие недостатки:

- раскрытие БС происходит по «обратной» схеме, т.к. отводится не панель БС с подкосом, как на реальном космическом аппарате, а технологическая рама, имитирующая борт космического аппарата, с присоединенным к ней подкосом. Панель БС остается закрепленной на ферме стенда и не движется, а раскрываются только створки, из которых состоит панель. Таким образом, в процессе раскрытия панели БС не проверяется влияние деформаций панели на срабатывание защелок створок и подкоса, на саму динамику процесса раскрытия и отвода панели;

- размещение в верхней части фермы стенда системы обезвешивания створок панели БС усложняет его конструкцию, а само наличие системы обезвешивания искажает динамику раскрытия створок из-за присоединения к ним дополнительных инерционных масс в виде шарнирных рычагов и тросов. Система обезвешивания створок необходима, когда панель состоит из большого числа раскрываемых створок или створки имеют большую массу при их малом количестве, т.к. в обоих случаях створки своим весом сильно нагружают каркасы створок и их узлы вращения.

Технической задачей изобретения является максимальное приближение условий раскрытия створок и отвода панели БС к условиям невесомости и упрощение конструкции стенда.

Техническая задача решается тем, что в стенде для раскрытия батареи солнечной (БС), включающем вертикальную ферму, на которой по штатным посадочным местам зафиксирована в исходном положении панель БС, взаимодействующая с двухзвенными шарнирными подкосами, шарнирно установленную технологическую раму с балансировочным грузом, при этом вал вращения батареи солнечной установлен соосно с валом вращения технологической рамы, который охвачен кулачком, взаимодействующим через трос с компенсатором, а панель БС и технологическая рама с балансировочным грузом посредством узлов вращения закреплены в верхней части фермы с обеспечением их совместного вращения при раскрытии панели БС, и связаны между собой с обеспечением свободы перемещения в продольном направлении относительно друг друга в месте связи, центр масс сборки «технологическая рама с балансировочным грузом + панель БС без подкосов» совпадает с осью вращения технологической рамы с балансировочным грузом, при этом вторые звенья подкосов панели БС шарнирно закреплены на вертикальной ферме стенда, а компенсатор выполнен в виде груза, вес которого должен быть таким, чтобы создать вращающий момент, компенсирующий работу сил тяжести звеньев раскладывающихся подкосов, и определяется по формуле

,

где A=Gпод. ΔH - работа сил тяжести одного подкоса при его раскладывании;

n - количество подкосов;

Gпод. - вес подкоса;

ΔH - изменение высоты центра тяжести подкоса;

R - радиус сектора кулачка.

Заявляемая конструкция стенда поясняется чертежами:

- фиг. 1 - общий вид стенда для раскрытия батареи солнечной;

- фиг. 2 - вид А на фиг. 1.

Стенд для раскрытия панели батареи солнечной 1 состоит из фермы 2, неподвижно установленной и закрепленной на полу помещения, в верхней части которой закреплен узел вращения 3 панели СБ 1, а на боковой поверхности фермы 2, имитирующей борт космического аппарата, закреплены штатные узлы фиксации 4 панели БС 1 и один конец двухзвенных подкосов 5, расположенных между панелью БС 1 с валом вращения 6 и фермой 2 в сложенном положении. На ферме 2 шарнирно установлена технологическая рама 7 с балансировочным грузом 8, при этом вал вращения 9 технологической рамы 7 установлен соосно с валом вращения 6 панели БС 1, а технологическая рама 7 и панель БС 1 имеют свободу перемещения в продольном направлении относительно друг друга в месте связи 10. Для компенсации влияния веса звеньев двухзвенных подкосов 5 на процесс раскрытия панели БС 1 на валу (на оси) вращения 9 технологической рамы 7 закреплен кулачок 11, взаимодействующий при помощи троса 12 с компенсатором 13, выполненным в виде груза, вес которого создает момент вращения, выполняющий работу, равную, но противоположную по знаку, работе, совершаемой силами веса раскладывающихся двухзвенных подкосов 5. Вес груза определяется по формуле:

,

где A=Gпод. ΔН - работа сил тяжести одного подкоса при его раскладывании;

n - количество подкосов;

Gпод. - вес подкоса;

ΔН - изменение высоты центра тяжести подкоса;

R - радиус сектора кулачка.

Испытание на раскрытие панели БС 1 происходит следующим образом. В исходном состоянии панель БС 1 подвижно закреплена в верхней части фермы 2 и прижата к ее боковой поверхности, подвижные створки панели БС 1 сложены, панель БС 1 и ее створки зафиксированы штатными или технологическими замками (на чертеже не показаны) в зоне штатных посадочных мест 4, двухзвенные подкосы 5 сложены и занимают положение в соответствии с фиг. 1. Вал вращения 6 панели БС 1 установлен соосно с валом вращения 9 технологической рамы, причем технологическая рама 7 и панель БС 1 связаны между собой и имеют свободу перемещения в продольном направлении относительно друг друга в месте связи 10, а балансировочный груз 8 установлен так, чтобы центр масс сборки «технологическая рама + панель БС без подкосов» совпадал с осью вращения 9 технологической рамы 7. После срабатывания замков подвижные створки панели БС 1 освобождаются и под действием собственных пружин начинают раскрываться, при этом усилия в пружинных приводах вращения створок подобраны так, чтобы сначала, пока оси вращения створок панелей БС 1 оставались вертикальными и вес раскрывающихся створок не создавал паразитного момента, завершилось раскрытие створок, только потом начался отвод панели БС 1. После поворота створок панели БС 1 на определенный угол происходит окончательная расфиксация панели БС 1 от фермы 2, и, после полного раскрытия створок, панель БС 1 вместе с технологической рамой 7 и балансировочным грузом 8 под действием штатной пружины отвода панели БС 1 начинает отводиться от фермы 2. В процессе отвода панели БС 1 начинают раскрываться и подкосы 5, при этом собственный вес подкосов 5 создает тормозящий момент, что недопустимо, поэтому установленный компенсатор 13 с тросом 12, намотанным на кулачок 11, компенсирует тормозящую энергию движения подкосов 5 с помощью своего груза, вес которого подобран таким, чтобы работа, совершаемая грузом, была равна, но противоположна по знаку работе, совершаемой силами веса раскладывающихся подкосов 5. Начало и конец движения, и створок, и панели контролируются телеметрическими датчиками (на чертеже не показаны).

Заявленная конструкция стенда позволяет исключить систему обезвешивания и проводить испытания панелей солнечных батарей сложной конструкции с устранением влияния сил веса как панели, так и складываемых подкосов, что упрощает его конструкцию и создает условия максимального приближения процесса раскрытия панелей батарей солнечных в наземных условиях к условиям невесомости.

Стенд для раскрытия батареи солнечной (БС), содержащий вертикальную ферму, на которой по штатным посадочным местам зафиксирована в исходном положении панель БС, взаимодействующая с двухзвенными шарнирными подкосами, шарнирно установленную технологическую раму с балансировочным грузом, при этом вал вращения батареи солнечной установлен соосно с валом вращения технологической рамы, который охвачен кулачком, взаимодействующим через трос с компенсатором, отличающийся тем, что панель БС и технологическая рама с балансировочным грузом посредством узлов вращения закреплены в верхней части фермы с обеспечением их совместного вращения при раскрытии панели БС, и связаны между собой с обеспечением свободы перемещения в продольном направлении относительно друг друга в месте связи, причем центр масс сборки «технологическая рама с балансировочным грузом + панель БС без подкосов» совпадает с осью вращения технологической рамы с балансировочным грузом, при этом вторые звенья подкосов панели БС шарнирно закреплены на вертикальной ферме стенда, а компенсатор выполнен в виде груза, вес которого должен быть таким, чтобы создать вращающий момент, компенсирующий работу сил тяжести звеньев раскладывающихся подкосов, и определяется по формуле:
,
где A=Gпод.ΔН - работа сил тяжести одного подкоса при его раскладывании;
n - количество подкосов;
Gпод. - вес подкоса;
ΔН - изменение высоты центра тяжести подкоса;
R - радиус сектора кулачка.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области космической техники. Устройство для тепловакуумных испытаний содержит стационарный цилиндрический криогенный экран, расположенный в вакуумной камере, пространственно позиционируемый экран (ППКЭ) с размероизменяемым кронштейном и приводом трехмерной дислокации.

Изобретение относится к области космической техники, а именно к наземной отработке теплового режима космических аппаратов. Способ тепловакуумных испытаний космического аппарата заключается в вакуумировании камеры с размещенным в ней КА до давления, исключающего конвективный теплообмен в камере, и воздействии на КА натурных тепловых потоков с помощью имитатора внешних тепловых потоков.

Изобретение относится к экспериментальной технике и может быть использовано для теплопрочностных статических испытаний конструкций летательных аппаратов, в частности к средствам, обеспечивающим воспроизведение нестационарных температурных полей в испытываемых конструкциях воздушно-космических самолетов (ВКС).

Изобретение относится к наземным испытаниям, в т.ч. при изготовлении космических аппаратов (КА).

Изобретение относится к тепловым имитационным стендам для испытаний аппаратуры космических аппаратов, выводимых на околоземную орбиту. Стенд содержит малогабаритную вакуумную камеру (ВК) с криогенным и соосным ему дополнительным экранами.

Изобретение относится к учебным пособиям для наглядной имитации движения природных и искусственных небесных тел. Устройство содержит стальной шар (1), имитирующий астероид, круговой желоб (2) и подвижное основание (4), имитирующее космический аппарат (КА).

Изобретение относится преимущественно к наземным испытаниям и отработке системы терморегулирования (СТР) космического аппарата. Согласно изобретению, заблаговременно определяют недостающее количество теплоносителя в системе, состоящей из имитатора СТР и модуля полезной нагрузки (ПН).

Изобретение относится к космической технике и может быть использовано для изготовления космического аппарата (КА). Изготавливают комплектующие, собирают КА из системы электропитания с солнечными и аккумуляторными батареями (САБ), стабилизированным преобразователем с зарядным и разрядным преобразователями, модуля служебных систем, полезной нагрузки, проводят электрические испытания КА на функционирование, термовакуумные, заключительные с применением имитаторов САБ, подключенных к промышленной сети через систему гарантированного электроснабжения с блокированием работы зарядных преобразователей стабилизированного преобразователя напряжения системы электропитания наземными средствами либо работающих по зарядному интерфейсу без рекуперации энергии заряда в промышленную сеть, проводят испытания на воздействие механических нагрузок и на контроль стыковки солнечных и аккумуляторных батарей с применением штатных аккумуляторных и солнечных батарей.

Изобретение относится к системам терморегулирования (СТР) космических аппаратов (КА), преимущественно телекоммуникационных спутников. СТР содержит два независимых, одинаковых по составу, бортовых циркуляционных тракта с теплоносителем, которые размещены рядом друг с другом в сотовых панелях (или на них).

Изобретение относится к электропитанию космических аппаратов (КА), в частности телекоммуникационных КА. Способ включает сборку КА, в т.ч.
Тренажер для отработки комплекса задач по исследованию астрономического объекта участниками космической экспедиции содержит рабочее место оператора, средства имитации и визуализации реальных условий проведения исследований, графическую станцию, джойстики интерактивного управления объектами, соединенные определенным образом. Графическая станция содержит по меньшей мере два монитора отображения закабинной обстановки, нашлемную систему отображения с очками с OLED матрицей и магнитным датчиком позиционирования. Обеспечивается повышение уровня и качества обучения. 2 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к области испытаний оптико-электронных и оптико-механических устройств и касается вакуумно-криогенного стенда. Стенд включает в себя вакуумно-криогенную камеру, охлаждаемые радиационные экраны, универсальный и динамический источники излучения, коллиматор, поворотное и ломающие зеркала, спектрорадиометр, систему криогенного обеспечения, систему вакуумирования, модуль канала оптического фона и интерферометр сдвига. При этом охлаждаемые внутрикамерные функциональные оптико-механические устройства выполнены в виде отдельных модулей, установленных в собственных секциях вакуумно-криогенной камеры, имеющих свои охлаждаемые экраны и собирающихся по мере необходимости в единый функционирующий имитационно-испытательный блок. Технический результат заключается в уменьшении габаритов, сокращении пускового периода и уменьшении энергопотребления устройства. 2 ил.
Наверх