Способ развертывания многосекционных конструкций и многосекционная конструкция для его реализации

 

Использование: при развертывании многосекционных конструкций, преимущественно космических аппаратов, например штанг, солнечных батарей. Сущность изобретения: при развертывании многосекционных конструкций снятие основных связей, обеспечивающих жесткое кинематическое крепление компактно сложенных секций с опорным основанием, разворот секций по программной траектории при помощи приводов и дополнительных связей, ограничивающих взаимовращение секций, и фиксация секций в заданном конечном положении осуществляется так, что разворот производят в сложенном положении секций, накладывая дополнительные жесткие связи, после чего секции раскрывают последовательно, снимая упомянутые связи. Многосекционная солнечная батарея содержит опорное основание и секции, связанные шарнирами, основные держатели, обеспечивающие наложение и снятие жесткой фиксации компактно сложенных секций с опорным основанием, в которой шарниры снабжены дополнительными фиксаторами взаимоположения секций. 2 с.п.ф-лы, 4 ил.

Изобретение используется при развертывании многосекционных конструкций, преимущественно космических аппаратов, например штанг, солнечных батарей.

Наиболее близким аналогом является способ развертывания многосекционных конструкций, заключающийся в снятии основных связей, обеспечивающих жесткое кинематическое крепление компактно сложенных секций с опорным основанием, развороте секций по программной траектории при помощи приводов и дополнительных связей, ограничивающих взаимовращение секций, и фиксации секций в заданном конечном положении.

Примером реализации этого способа служит развертывание солнечных батарей, содержащих раму и три секции панели с помощью синхронизирующего устройства (Аэрокосмическая техника, N 5, май, 1987, стр. 161 - 168).

Развертывание секций панели осуществляется пружинными приводами после расфиксации вышеупомянутых известных держателей, при этом для разворота используют тросовые петли, соединяемые с солнечными батареями в следующей последовательности: первая петля троса связывает первую секцию панели с корпусом спутника, вторая петля - вторую секцию с рамой панели и третья - третью и первую секции панели. Петли троса синхронизируют углы поворота каждой секции, создавая "пассивный управляющий" момент, пропорционально разности углов поворота, накладывая тем самым ограничения на взаимовращение секций и недопуская отклонений от программной траектории движения.

Недостатками развертывающихся многосекционных конструкций, содержащих подобные синхронизирующие устройства, являются сложность процессов взаимовлияния подвижных частей конструкции при движении в условиях температурных перемещений и упругости, а также необходимость задания жестких требований по уровню момента сопротивления в шарнирных узлах, что в целом снижает надежность развертывания.

Технической задачей является повышение надежности развертывания многосекционных конструкций.

Задача достигается тем, что при развертывании многосекционных конструкций снятие основных связей, обеспечивающих жесткое кинематическое крепление компактно сложенных секций с опорным основанием, разворот секций по программной траектории при помощи приводов и дополнительных связей, ограничивающих взаимовращение секций, и фиксация секций в заданном конечном положении секций осуществляют так, что разворот производят в сложенном положении, накладывая дополнительные жесткие секции связи, после чего секции раскрывают последовательно, снимая упомянутые связи.

Примером реализации способа служит многосекционная солнечная батарея, содержащая опорное основание и секции, связанные шарнирами, основные держатели, обеспечивающие наложение и снятие жесткой фиксации компактно сложенных секций с опорным основанием, в которой шарниры снабжены дополнительными фиксаторами взаимоположения секций.

На фиг. 1 показано положение солнечных батарей после снятия основных связей. На фиг. 2 показано положение солнечных батарей в момент срабатывания дополнительных фиксаторов после поворота на заданный угол в первом шарнире. На фиг. 3 показано положение дополнительного фиксатора, которое соответствует положению солнечных батарей на фиг. 1. На фиг. 4 показано положение дополнительного фиксатора, которое соответствует положению солнечных батарей на фиг.2.

Солнечные батареи состоят из рамы 1, прикрепленной к космическому аппарату, и трех секций 2, 3 и 4, которые удерживаются основными держателями с аппаратом (держатели на чертежах не показаны, как не содержащие новизны) и дополнительно между собой фиксатором 5, который удерживает попарно секции 2 и 3 и фиксатором 6, который удерживает попарно секции 3 и 4. Секции соединены между собой и с рамой при помощи шарниров 7, 8 и 9 с раскрывающими элементами, например пружинными приводами (привода на чертежах не показаны).

Основные держатели удерживают конструкцию солнечных батарей в сложенном положении на опорном основании, предохраняя ее от разрушения при эксплуатации. Дополнительные фиксаторы удерживают секции в сложенном положении при развороте в шарнире по направлению A, после снятия основных держателей.

Дополнительный фиксатор 5 выполнен в виде двух опорных элементов 10 и 11 (см. фиг. 3), которые принадлежат смежным секциям 2 и 3 и удерживаются в состоянии контакта рычагом 12 с помощью пружины 13, один конец которой соединен с опорным элементом 10, а другой - с рычагом 12. Рычаг 12 имеет опорную площадку 14, которая предназначена для взаимодействия с упором 15, принадлежащим раме 1, и установленного так, что при повороте на заданный угол в шарнире 7, например, в момент фиксации секции 2 в рабочем положении (см. фиг. 4), опорная площадка 13 наваливается на упор 14 и отводит рычаг 12, освобождая секцию 3 для дальнейшего разворота.

Устройство и работа дополнительного фиксатора 6 аналогична описанию фиксатора 5, с тем отличием, что он удерживает секции 3 и 4 в сложенном положении, вначале, при развороте в шарнире 7, а затем после разворота и фиксации секции 2a, при развороте в шарнире 8 по направлению Б до заданного угла.

Таким образом способ развертывания многосекционных конструкций и многосекционная конструкция для его реализации позволяют упростить процесс развертывания и в то же время сохранить возможность регулирования траектории движения секций, аналогично с прототипом, обеспечивая безотказность функционирования.

Формула изобретения

1. Способ развертывания многосекционных конструкций, преимущественно космических аппаратов, заключающийся в снятии основных связей, обеспечивающих жесткое кинематическое крепление компактно сложенных секций с опорным основанием, развороте секций по программной траектории при помощи приводов и дополнительных связей, ограничивающих взаимовращение секций, и фиксации секций в заданном конечном положении, отличающийся тем, что разворот производят в сложенном положении секции, накладывая дополнительные жесткие связи, после чего секции раскрывают последовательно, снимая упомянутые связи.

2. Многосекционная конструкция, содержащая опорное основание и секции, связанные шарнирами, основные держатели, обеспечивающие наложение и снятие жесткой фиксации компактно сложенных секций с опорным основанием, отличающаяся тем, что шарниры снабжены дополнительными фиксаторами взаимоположения секций, выполненными, например, в виде подпружиненного рычага, одно из плеч которого представляет захват, удерживающий в состоянии контакта опоры секций, а другое плечо выполнено свободным и содержит опорную площадку для освобождения захвата при наваливании на упор.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4