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.

Группа изобретений относится к способу и системе контроля готовности экипажа космического аппарата (КА) к внештатным ситуациям. Для контроля готовности экипажа к внештатным ситуациям моделируют внештатную ситуацию, определяют готовность космонавтов к внештатной ситуации путем сравнения параметров текущих координат космонавтов, используя излучатели и детекторы инфракрасного излучения, с заданными значениями, Система контроля готовности экипажа содержит средства отображения визуальной информации, блок моделей систем КА, блок управления тренировкой, блок задания внештатных ситуаций, блок задания параметров эталонных действий, блок определения уровня подготовки, блоки излучателей инфракрасных импульсных сигналов, радиоприемные устройства, позиционно-чувствительные детекторы инфракрасного излучения, оптические системы, блоки формирования данных приема инфракрасных сигналов, радиоприемо-передающие устройства, блок формирования команд управления излучением и приемом инфракрасных сигналов, синхронизатор, блок задания расположения детекторов инфракрасного излучения, блок задания параметров оптических систем, блок определения параметров направлений от детекторов на излучатели, блок определения координат местоположений излучателей, блок индикации фиксированных положений космонавтов и блок определения параметров относительного положения излучателей при фиксированном положении, блок определения параметров положения космонавтов, блок анализа и регистрации информации о выполненных действиях космонавтов, блок задания эталонных положений космонавтов, блок моделирования параметров событий нештатных ситуаций, блоки аудиовоспроизведения, блоки аудиозаписей, средства сопряжения радиоустройства с экраном и блоками аудиозаписи и воспроизведения, система обмена данными, соединенные определенным образом. Обеспечивается определение точного текущего положения членов экипажа относительно систем и элементов КА. 2 н.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано при экспериментальной отработке системы электропитания КА. Автоматизированное рабочее место для исследований и испытания систем электропитания КА содержит имитатор батареи солнечной, имитатор аккумуляторной батареи, имитатор нагрузки, систему управления и аппаратуру регулирования и контроля. Силовые выводы аппаратуры регулирования и контроля подключены к выходам соответствующих имитаторов. Имитатор батареи солнечной содержит блок управления и последовательно соединенные выпрямитель, регулируемый источник питания и цепь из параллельно соединенных стабилизаторов тока. Имитатор нагрузки содержит блок управления стабилизаторами тока и цепь из параллельно соединенных стабилизаторов тока. Имитатор аккумуляторной батареи содержит последовательно соединенные модули, включающие электрохимические источники тока. Техническим результатом изобретения является повышение точности моделирования и эффективности испытания автоматизированного рабочего места. 2 ил.

Способ сборки оптико-механического блока космического аппарата относится к области космического оптического приборостроения и может быть использован при сборке, юстировке и калибровке крупногабаритных оптико-механических блоков, предназначенных для работы в космосе. Способ включает следующие операции: соединение оптических и механических деталей в единую конструкцию и юстировку с последующим контролем ее оптико-механических параметров в наземных условиях до и после имитации запуска, которые осуществляют на стенде, при температуре, соответствующей температуре эксплуатации конструкции на рабочей орбите, кроме того, дополнительно осуществляют калибровку в условиях, имитирующих параметры среды на рабочей орбите, по результатам которой судят о качестве юстировки. Технический результат предлагаемого изобретения заключается в том, что юстировка оптических элементов сохраняется не только после воздействия перегрузок, вибрации и ударов при запуске, но и при температурных воздействиях при работе на орбите. 2 ил.

Изобретение относится к радиотехническому испытательному оборудованию, предназначенному для проведения стендовых испытаний ракетных двигателей космических аппаратов, в частности для измерения электромагнитного излучения. Реверберационная камера содержит корпус, источник электромагнитного излучения, измерительную антенну, экран, выполненный из электропроводящего материала, узлы крепления элементов конструкции камеры к корпусу камеры, переизлучатель электромагнитного излучения, выполненный с возможностью вращения, и узел вращательного движения переизлучателя. Экран расположен в полости камеры между источником электромагнитного излучения и измерительной антенной. Переизлучатель выполнен в виде цилиндрической обечайки с расположенными на ее поверхности щелевыми отверстиями. В качестве источника электромагнитного излучения использован ракетный двигатель, генерирующий направленный поток заряженных частиц, а в качестве корпуса - осесимметричный корпус вакуумной камеры. Выходной канал ракетного двигателя ориентирован в направлении продольной оси симметрии корпуса вакуумной камеры. Переизлучатель расположен со стороны выходного канала ракетного двигателя, выполнен с возможностью вращения относительно продольной оси симметрии и соединен с узлом вращательного движения. Внутренний диаметр переизлучателя превышает поперечный размер ракетного двигателя, а продольная ось симметрии переизлучателя ориентирована вдоль направления движения генерируемого ракетным двигателем потока заряженных частиц. Изобретение позволяет повысить достоверность и точность измерения возбуждаемых ракетным двигателем электромагнитных колебаний в процессе испытаний на электромагнитную совместимость с радиотехническим оборудованием космического аппарата. 14 з.п. ф-лы, 4 ил.

Имитатор может быть применен для фотометрической градуировки крупногабаритных оптико-электронных каналов космических спутников. Имитатор содержит дуговой источник света, вокруг которого равномерно установлены одинаковые каналы, каждый из которых содержит конденсор с апертурной диафрагмой, зеркало, установленное под углом к оптической оси, полевую диафрагму и коллимирующий объектив. Ось дугового источника света расположена параллельно оптической оси коллимирующего объектива. Выполняются соотношения: где Dк - диаметр коллимирующего объектива; Dгл.з., Dконтр.з. - диаметры главного и вторичного зеркал испытуемого зеркально-линзового объектива; Nк - число каналов в имитаторе; Δукон.mах - величина поперечной сферической аберрации конденсора при максимальном значении апертурной диафрагмы; dп.д. - диаметр полевой диафрагмы. Технический результат - уменьшение диаметра коллимирующего объектива с сохранением равномерного распределения яркости по полю испытуемого объектива, возможность измерения крупногабаритных зеркально-линзовых объективов. 4 ил., 1 табл.

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, 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.

Наверх