Устройство крепления и расфиксации развертываемых панелей

Изобретение относится к средствам фиксации и быстрого дистанционного разделения элементов конструкций космических аппаратов (КА), их частей и других изделий. Устройство содержит узлы крепления панелей и сочленения в виде стаканов с коническими впадинами и выступами, взаимодействующими между собой и несущей конструкцией. Панели установлены на КА по сопрягаемым выступам и впадинам стаканов. В стаканах установлены стержни с поясами звездообразных зубьев и выступами. Эти зубья сцепляются с зубьями во впадинах стаканов. Выступы (9) одного стержня совмещаются с впадинами (10) следующего за ним другого стержня. Сверху сборки установлен пружинный привод. Стержни управляются промежуточными стержнями (12) с рычагами (13), объединенными в единый механизм тягами (14). Имеется замыкающий рычаг с одним или более (при поэтапном разделении) пирофиксаторами. При подаче команды на разделение пирофиксатор освобождает замыкающий рычаг, а с ним и все промежуточные рычаги (13), которые пружиной указанного привода перемещаются в положение «РАСЧЕКОВАНО». Техническим результатом изобретения является отсутствие разрушаемых и извлекаемых элементов, снижение количества и мощности пиротехнических средств и упрощение обслуживания устройства. 8 ил.

 

Изобретение относится к ракетно-космической технике и может быть использовано для обеспечения доставки с последующим разделением пакета несущих панелей на космических объектах. Изобретение относится к средствам фиксации и мгновенного разделения элементов конструкций космических кораблей и их частей и может быть использовано в других отраслях промышленности, где необходимо мгновенное дистанционное разделение элементов конструкций.

Известно устройство крепления и расфиксации подвижных элементов космического аппарата (патент РФ №2422334 C1 B64G 1/22, 24.05.2010), содержащего ряд узлов контакта панелей между собой и с пиротехническим устройством в каждом, предназначенном для разрезания или освобождения стягивающего элемента (троса или жесткой тяги).

Наиболее близким аналогом к заявленному изобретению является устройство крепления и расфиксации солнечной батареи (патент РФ №2258640 C1, B64G 1/44, 20.08.2005), в которой описаны гармоникообразно складываемые панели, соединенные между собой и посредством первой панели с рамой соосными шарнирными соединениями, расположенными по краям, фиксируемыми в транспортном положении пирочеками и точками контакта между панелями (узлами крепления и расфиксации) в виде стаканов с впадинами и выступами.

Недостатком этих устройств, описанных в вышеупомянутых патентах, является то, что для каждого узла связи требуется свое пиротехническое устройство для разрушения стягивающего элемента, а для панелей большой площади этих элементов крепления может требоваться значительное количество (до десяти и более) и при большом количестве панелей в пакете стягивающие элементы достигают значительной длины, что может создать проблемы при развертывании пакета. Из-за ограничений по выводимой массе панели проектируются под орбитальные эксплуатационные нагрузки, что для условий наземной эксплуатации и выведения требует специального крепления.

Задачей изобретения является обеспечение фиксации панелей большой площади с ограниченной несущей способностью и составленной из большого количества различных групп панелей, с высокой надежностью срабатывания, при снижении количества и мощности пиросредств и обеспечение возможности поэтапного развертывания групп панелей в пакете.

Техническим результатом изобретения является обеспечение крепления и расфиксации пакетов панелей, составленных из различных групп, отсутствие разрушаемых и извлекаемых элементов, снижение количества и мощности пиротехнических средств и упрощение технического обслуживания при технологическом и контрольном развертывании-складывании панелей.

Технический результат достигается тем, что в устройстве крепления и расфиксации развертываемых панелей, содержащем управляемое фиксирующее устройство, узлы крепления и сочленения в виде полых деталей с коническими впадинами и выступами, взаимодействующими между собой и несущей конструкцией, в узлах крепления и сочленения размещены стержни, снабженные поясами из звездообразных зубьев, взаимодействующих с зубьями в отверстиях впадин узлов крепления и сочленения соседних панелей, а на торцах стержней выполнены углубление и выступ, взаимодействующие между собой, а также с промежуточными стержнями, на которых установлены рычаги, последовательно и шарнирно соединенные тягами, взаимодействующими с управляемым рычажным механизмом, расположенным на одной из панелей или корпусе, с приводом и управляемым фиксирующим устройством.

Сущность изобретения поясняется чертежами.

На фиг. 1, 2 изображен общий вид расположения точек крепления панелей с устройством крепления и расфиксации.

На фиг. 3, 4 изображен разрез развертываемых панелей по узлу сочленения с приводом.

На фиг. 5 изображен разрез развертываемых панелей по узлу сочленения с пирофиксатором.

На фиг. 6 изображен разрез развертываемых панелей по промежуточному узлу сочленения.

На фиг. 7 изображен вид развертываемых панелей на узел сочленения с двумя пирофиксаторами для поэтапного разделения.

На фиг. 8 изображены виды развертываемых панелей с положением механизма в зафиксированном и расфиксированном состояниях.

Узлы крепления и сочленения устройства крепления и расфиксации развертываемых панелей могут располагаться (фиг. 1, 2) на панелях, как в основании, так на промежуточных и конечных панелях, сообразуясь с технологической доступностью к элементам фиксации и управления в процессе сборки и обслуживания. Например, конструкция, состоящая из развертываемых пакетов панелей 1, 2, с расположенными на них устройствами крепления и расфиксации развертываемых панелей, узлы крепления и сочленения которых выполнены в виде полых деталей - стаканов 3. Корневая панель пакета 1 закреплена на корпусе космического аппарата, остальные панели после разделения могут уводиться механизмами развертывания. В каждом стакане 3, содержащем конический выступ 4 и впадину 5 (фиг. 3, 5), расположен стержень 6 с поясом из звездообразных зубьев 7, которые взаимодействуют с зубьями 8 стакана 3 (фиг. 4, 6, 8), а впадины 10 одного стержня 6 взаимодействуют с выступами 9 следующего стержня 6. Для управления стержнями 6 в промежуточных корпусах 11 установлены промежуточные стержни 12 с рычагами 13, объединенными в единый механизм тягами 14. Для приведения в действие устройства крепления и расфиксации на крайний корпус 15 (фиг. 4) установлен пружинный привод 16, а на противоположный крайний корпус 17 устанавливается один или несколько пиротехнических фиксаторов замыкающего рычага 18 (фиг. 7).

Устройство крепления и расфиксации развертываемых панелей работает следующим образом. Панели установлены на космический аппарат по сопрягаемым элементам конического выступа 4 и впадины 5 в стаканах 3, при этом стержни 6 с поясами звездообразных зубьев 7 также совмещаются своими выступами 9 с впадинами 10 и рычаги 13 ориентируют стержни 6 с поясами зубьев 7 в положении «РАСЧЕКОВАНО» (фиг. 8). С помощью технологического приспособления сжимается пружина привода 16 и рычаги 18 переводятся в положение «ЗАЧЕКОВАНО», при этом пояса зубьев 7 стержней 6 сцепляются с зубьями 8 во впадинах стаканов 3. В положении «ЗАЧЕКОВАНО» замыкающий рычаг 18 блокируется пирофиксатором, которых может быть несколько при поэтапном разделении и развертывании. Поэтапное разделение может осуществляться с помощью промежуточного пирофиксатора и установки стаканов 3 в пакете 2 на меньший угол, позволяющий разделение (фиг. 7). При подаче команды на разделение происходит освобождение рычага 18, а с ним и всех промежуточных рычагов 14, которые пружиной привода 16 перемещаются в положение «РАСЧЕКОВАНО», и осуществляется разделение панелей для осуществления операций по развертыванию пакетов панелей и перемещению их в заданное положение.

Согласно изобретению панели с размещенными на них антенными полями и солнечными батареями, укладываемые в пакет, снабжены необходимым количеством узлов крепления и сочленения, содержащих стержень с поясом из звездообразных зубьев, расположенный в опорном стакане для крепления и сочленения панелей между собой и предназначенного для организации мест фиксации панелей на момент их перемещения и хранения в процессе эксплуатации. Устройство крепления и расфиксации состоит из ряда корпусов, по количеству точек сопряжения панелей, с расположенными в них рычажными механизмами и в двух крайних, с приводом и фиксирующим устройством. Все рычаги шарнирно связаны между собой цепью тяг, которые обеспечивают синхронную работу механизма фиксации и разделения. В качестве привода может быть применена пружина сжатия или растяжения, а фиксирующим устройством может служить пирочека-фиксатор с устройством для ручного управления фиксацией-разделением.

При небольших габаритах таких панелей требуется небольшое количество точек крепления для обеспечения их доставки на орбиту, но по мере возрастания требуемых площадей панелей этих точек контакта требуется все больше и больше. Так для доставки на орбиту панелей площадью до 3 м2 было достаточно четырех точек контакта, то при возрастании требуемых площадей, для обеспечения сохранности панелей, этих точек требуется гораздо больше.

Изобретение обеспечивает надежную фиксацию пакетов панелей на этапах наземного обслуживания, выведения и поэтапного разделения перед развертыванием. Кроме того, данное изобретение позволяет увеличить количество панелей в пакете, причем составленных из различных групп и требующих поэтапного развертывания.

Устройство крепления и расфиксации развертываемых панелей, содержащее управляемое фиксирующее устройство, узлы крепления и сочленения в виде полых деталей с коническими впадинами и выступами, взаимодействующими между собой и несущей конструкцией, отличающееся тем, что в узлах крепления и сочленения размещены стержни, снабженные поясами из звездообразных зубьев, взаимодействующих с зубьями в отверстиях впадин узлов крепления и сочленения соседних панелей, а на торцах стержней выполнены углубление и выступ, взаимодействующие между собой, а также с промежуточными стержнями, на которых установлены рычаги, последовательно и шарнирно соединенные тягами, взаимодействующими с управляемым рычажным механизмом, расположенным на одной из панелей или корпусе, с приводом и управляемым фиксирующим устройством.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к космической технике, а именно к устройствам, предназначенным для управляемого разделения конструктивных элементов летательных аппаратов. В устройстве для разделения элементов конструкций летательных аппаратов содержится замок электростатический (ЗЭС), удерживаемый в закрытом состоянии силой электростатического притяжения, возникающей между электрическими зарядами противоположного знака.
Изобретение относится к управлению движением стыкуемых космических аппаратов (КА). Способ обеспечивает касание активного (АК) и пассивного (ПА) КА с требуемыми значениями скорости, для чего регулируют скорость причаливания в зависимости от дальности.
Изобретение относится к области управления движением космических аппаратов (КА) и может быть использовано, в частности, для стыковки активного КА с пассивным КА. Способ включает управление угловыми скоростями активного КА по данным наблюдения с его борта пассивного КА.

Группа изобретений относится к методам и средствам соединения и разделения космических объектов. При запуске двух спутников один из них прикрепляют к подвижной части (4В), а другой помещают в неподвижную часть (4А) камеры (4).

Изобретение относится к обслуживанию на околоземной орбите группировки автоматических космических аппаратов (КА). Способ включает выведение КА обслуживания (КАО) в орбитальную плоскость группировки КА, стыковку КАО и КА, техническое обслуживание КА, расстыковку КАО и КА.

Изобретение относится к ракетно-космической технике и может быть использовано в системах отделения космических аппаратов (КА). Система отделения КА, установленная между несущей конструкцией ракеты-носителя (РН) и КА, содержит корпус, состоящий из силовых опор и стенок с замками и толкателями, болтовые соединения, дискретно размещенные по периметру корпуса демпфирующие узлы, состоящие из резиновых прокладок и пластинчатых упоров с резьбовыми отверстиями, промежуточную раму, элементы крепления, резьбовые стыковочные элементы.

Изобретение относится к космической технике и предназначено для обеспечения автоматической стыковки космических аппаратов. Стыковочное устройство для космических аппаратов содержит стыковочный агрегат со шпангоутом, закрепленным на корпусе космического аппарата, и крышку люка, на внешней стороне которой закреплен приемный конус, заканчивающийся гнездом в форме стакана с продольными прорезями.

Изобретение относится к средствам и инструментам внекорабельной деятельности. Предлагаемое активное устройство фиксации использует привод инструмента манипулятора.

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).

Изобретение относится к средствам фиксации и разделения элементов космического аппарата. Устройство состоит из отделяемой (ОЧ) и стационарной (СЧ) частей. ОЧ включает в себя крышку с отверстием под штырь (4), гайку (5), пружину (6), шайбу (7) и др. элементы. СЧ включает в себя корпус, шайбу, взаимодействующие с сухарями ролики (14) и с конической частью штыря (4) – ролики (15), пружину кручения (16), датчик разделения (20) и др. элементы. Корпус СЧ закрепляется на корпусе космического аппарата. При разделении ОЧ и СЧ в результате срабатывания пироузла освобождается и поворачивается под действием пружины (16) шайба, приводящая во вращение ролики (14). Ролики перекатываются по внутренней поверхности шайбы и по поверхности сухарей – до освобождения сухарей (для их поворота в осях (19)) и роликов (15) (для отпускания штыря (4)). Штырь вытягивается из корпуса СЧ в крышку ОЧ под действием пружины (6). Вследствие перемещения стакана (21) срабатывает датчик (20). От заклинивания при разделении служат пружина (22) в стакане (21) и рессора, расположенная между крышкой ОЧ и корпусом СЧ. Технический результат изобретения заключается в более высокой надежности освобождения раскрываемых элементов космических аппаратов, меньших габаритах и большей информативности устройства. 6 ил.

Изобретение относится к ракетно-космической технике. В способе минимизации зон отчуждения для отделяемых частей (ОЧ) ракеты-носителя (РН) на этапе предполетной подготовки РН производят расчет параметров движения ОЧ до момента падения их на землю. По результатам расчетов определяют участки на траектории спуска для воздействия на ОЧ, формируют сигнал в процессе автономного полета ОЧ и осуществляют воздействие на конструкцию ОЧ. На ОЧ размещают пиротехнический состав. При сжигании пиротехнический состав обеспечивает нагрев ОЧ до температуры, при которой происходит их горение в набегающем потоке атмосферного воздуха, по достижении высоты 25-30 км осуществляют зажигание ОЧ с использованием зажигающего состава. Техническим результатом изобретения является максимальное снижение площадей, выделяемых под районы падения ОЧ РН. 5 з.п. ф-лы, 1 табл.

Предложенное изобретение относится к области ракетной техники, а более конкретно к устройствам разъединения тяг, относящихся к разным, разделяемым между собой ступенями. Устройство разделения ступеней двухступенчатой ракеты выполнено в виде установленного на корпусе ракеты с возможностью разъединения двух звеньев (в момент разделения ступеней ракеты) механизма управления рулями. Одно звено кинематически связано с валом аэродинамического руля, который размещен на маршевой ступени ракеты. Другое звено связано с газовым рулем, который размещен на стартовой ступени. Звено, связанное с валом аэродинамического руля, содержит качалку, шарнирно установленную на маршевой ступени, на концах которой выполнены два паза. Один паз предназначен для размещения пальца, жестко закрепленного на рычаге вала аэродинамического руля. Другой паз предназначен для размещения пальца, жестко закрепленного на шарнирно установленной на стартовой ступени качалке звена, связанного с газовым рулем. При этом концы качалки шарнирно соединены с парой тяг, шарнирно соединенных с качалкой газового руля. Упрощает конструкцию устройства разделения ступеней двухступенчатой ракеты с возможностью разъединения звеньев механизма управления рулями. 2 ил.

Изобретение относится к бортовой автоматике изделий ракетной, ракетно-космической, авиационной, специальной техники, главным образом к агрегатам и системам стыковки и разделения частей летательных аппаратов, в частности к системам разведения детонационных команд от инициирующих устройств к исполнительным узлам, например системам разделения, а также к устройствам взрывной логики - пиротехническим временным устройствам. Заряд-усилитель для трансляторов детонации бортовой автоматики летательных аппаратов содержит металлический корпус в виде тонкостенного металлического колпачка с размещенным внутри него комбинированным зарядом взрывчатого вещества, состоящим из двух запрессовок разной плотности, причем высокоплотная часть заряда расположена в донной части колпачка. Заряд-усилитель дополнительно снабжен кольцевым зарядом, установленным заподлицо во втулке из инертного неметаллического материала и контактирующим с комбинированным зарядом со стороны его низкоплотной части. В заряде-усилителе со стороны открытого торца колпачка выполнен глухой осевой канал, у которого глубина доходит до половины длины низкоплотной части комбинированного заряда, а диаметр соответствует наружному диаметру транслятора детонации. Наружный диаметр кольцевого заряда не менее чем в три раза превышает диаметр транслятора детонации, а края колпачка со стороны его открытого торца закатаны вовнутрь к оси корпуса с образованием буртика, обеспечивающего плотный контакт всех частей заряда. Изобретение позволяет повысить надежность инициирования детонации в ДУЗ чрезвычайно малого калибра, диаметром порядка 0,5-0,7 мм, снизить уровень ударно-волновых нагрузок при срабатывании таких зарядов, улучшить технологичность и повысить безопасность работ с устройством. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к устройствам стыковки и управления относительным движением космических объектов. Устройство (1) включает в себя корпус (10) с отсеком (11) и вал (20), выполненный с возможностью вращения вокруг первой оси (А1). Вращающийся узел (30) выполнен с возможностью вращения вокруг второй оси (А2) с той же скоростью - благодаря средству (70) - что и вал (20). Средство (40) для захвата целевого объекта, например космического мусора (D), закреплено на узле (30). Тормозной узел (50) служит для подавления вращения валов (20) и (32а), а узел (60) (маховик) – для подавления реактивного момента вращения корпуса (10), возникающего при запуске узла (50). Соединение средства (40) с объектом (D) может быть осуществлено с помощью клея. Техническим результатом изобретения является возможность подавления вращения целевого объекта, совершающего произвольное (заранее не заданное) вращательное движение в космосе. 7 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к космической технике и может быть использовано для освобождения отделяемых в процессе эксплуатации и многоразовой отработки силовых крупногабаритных агрегатов, например головных обтекателей, отсеков и ступеней ракет-носителей, подвесных баков летательных аппаратов, космических аппаратов и других полезных нагрузок (ПН). В способе отделения полезной нагрузки применяют подбор пружинных толкателей с различной энергией, при этом пружинные толкатели с максимальной и минимальной энергией располагают диаметрально противоположно друг другу, определяют смещение энергии пружин толкателей и радиус смещения энергии пружин толкателей относительно геометрического центра масс. С целью исключения закручивания ПН относительно продольной оси продольные толкатели располагают попеременно с правой и левой навивкой. Техническим результатом изобретения является обеспечение отделения ПН с заданной линейной скоростью и исключение закручивания ПН относительно продольной оси. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к космической технике и может быть использовано для освобождения отделяемых в процессе эксплуатации и многоразовой отработки силовых крупногабаритных агрегатов, например головных обтекателей, отсеков и ступеней ракет-носителей, подвесных баков летательных аппаратов, космических аппаратов и других полезных нагрузок (ПН). В способе отделения полезной нагрузки применяют подбор пружинных толкателей с различной энергией, при этом пружинные толкатели с максимальной и минимальной энергией располагают диаметрально противоположно друг другу, определяют смещение энергии пружин толкателей и радиус смещения энергии пружин толкателей относительно геометрического центра масс. С целью исключения закручивания ПН относительно продольной оси продольные толкатели располагают попеременно с правой и левой навивкой. Техническим результатом изобретения является обеспечение отделения ПН с заданной линейной скоростью и исключение закручивания ПН относительно продольной оси. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к ракетно-космической технике. Способ проведения летно-конструкторских испытаний (ЛКИ) автономного стыковочного модуля (АСМ) для очистки орбит от крупногабаритного космического мусора основан на выборе мишени из имеющихся на орбитах для их увода на орбиты утилизации, выведении с помощью ракеты-носителя, разгонного блока (РБ) и АСМ в область орбиты очистки от объектов космического мусора (мишеней), маневрах дальнего и ближнего наведения для стыковки и захвата мишени, сведении на орбиту утилизации. ЛКИ проводят при попутном пуске ракеты-носителя (РН) для выведения полезной нагрузки КАпн на заданную орбиту. Выбор полезной нагрузки КАпн и ее орбиты, мишени и ее орбиты осуществляют из условия обеспечения возможности реализации маневров дальнего, ближнего наведения на мишень связки «РБ + АСМ» с помощью РБ после отделения КАпн, стыковки, маневров по спуску связки «РБ + АСМ + мишень» в заданный район падения на поверхности Земли с помощью РБ. Время на реализацию всех событий не должно превышать времени активного функционирования РБ. Техническим результатом изобретения является обеспечение проведения ЛКИ при попутном пуске РН и расширение области выбора мишени. 3 ил.

Группа изобретений относится к построению и управлению космическими аппаратами на орбитах ИСЗ. Система включает в себя орбитальную станцию, целевые (ЦМ) и обеспечивающие модули на компланарных орбитах. ЦМ имеют в своем составе многоразовые возвращаемые аппараты (МВА) крылатой схемы. В МВА размещены отсеки с целевой аппаратурой, используемые многократно бортовые системы модуля и ракеты-носителя и др. необходимые системы. Предусмотрен пилотируемый транспортно-целевой модуль с пилотируемым МВА. Модули системы выводятся на рабочие орбиты и управляются на них системами управления МВА с корректировкой программы наземными средствами. По завершении жизненного цикла элементов системы они переводятся на траекторию спуска в зону захоронения в Мировом океане. МВА совершают самолетную посадку на выбранный аэродром и, после прохождения регламента, используются повторно. Техническим результатом группы изобретений является создание с минимальными затратами и экологическим ущербом многоцелевой перестраиваемой орбитальной системы на компланарных орбитах. 2 н.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к системам отделения полезной нагрузки (ПН) от несущих конструкций при выводе на расчетную орбиту. Устройство отделения состоит из цилиндрического корпуса, силовых элементов - стержней, шарнирно установленных в цилиндрическом корпусе, устройства их фиксации, толкателя, обеспечивающего параметры отделения ПН. Стержень выполнен с выступом, находящимся в зацеплении с фланцем ПН. Стержни упираются в бандажное кольцо фиксирующего устройства. Бандажное кольцо удерживается с помощью четырех двухзвенных рычагов. Каждый двухзвенный рычаг состоит из двух шарнирно соединенных между собой звеньев, одним концом шарнирно крепится к бандажному кольцу, а другим - к корпусу. Оси шарнирного соединения звеньев входят в зацепления с поворотным кольцом. Для обеспечения поворота кольца установлены пружины растяжения, закрепленные одним концом к двухзвенному рычагу, другим - к цилиндрическому корпусу. В исходном положении поворотное кольцо удерживается инициирующим устройством. В цилиндрическом корпусе установлен толкатель, состоящий из пружин сжатия с направляющими телескопическими стержнями. Техническим результатом изобретения является уменьшение нагрузок на ПН и равномерное распределение усилия на стержни при отделении. 5 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к средствам фиксации и быстрого дистанционного разделения элементов конструкций космических аппаратов, их частей и других изделий. Устройство содержит узлы крепления панелей и сочленения в виде стаканов с коническими впадинами и выступами, взаимодействующими между собой и несущей конструкцией. Панели установлены на КА по сопрягаемым выступам и впадинам стаканов. В стаканах установлены стержни с поясами звездообразных зубьев и выступами. Эти зубья сцепляются с зубьями во впадинах стаканов. Выступы одного стержня совмещаются с впадинами следующего за ним другого стержня. Сверху сборки установлен пружинный привод. Стержни управляются промежуточными стержнями с рычагами, объединенными в единый механизм тягами. Имеется замыкающий рычаг с одним или более пирофиксаторами. При подаче команды на разделение пирофиксатор освобождает замыкающий рычаг, а с ним и все промежуточные рычаги, которые пружиной указанного привода перемещаются в положение «РАСЧЕКОВАНО». Техническим результатом изобретения является отсутствие разрушаемых и извлекаемых элементов, снижение количества и мощности пиротехнических средств и упрощение обслуживания устройства. 8 ил.

Наверх