Противометеорная защита слаботочных электрокоммуникаций на космических ядерных энергоустановках

 

Изобретение относится к средствам противометеорной защиты элементов космических объектов, преимущественно слаботочных электрокоммуникаций в виде жгутов-проводов на космических ядерных энергоустановках. Согласно изобретению, защита выполнена на базе элементов космической ядерной энергоустановки, включающей приборный отсек, энергетический блок и систему его отодвижения, и содержит силовые элементы раскрытия холодильника-излучателя в виде ряда складывающихся ветвей, равномерно расположенных по сечению и соединенных шпангоутами. Причем слаботочные электрокоммуникации (жгуты) заключены в гибкие металлические шланги и расположены внутри складывающихся ветвей между шпангоутами, которые снабжены элементами укладки шлангов. Коммуникации и гибкие шланги выполнены в виде пружин с правой навивкой до половины своей длины между шпангоутами, а далее - с левой навивкой. Изобретение обеспечивает высокую надежность противометеорной защиты слаботочных коммуникаций за счет конструктивного выполнения мест их гиба и размещения в элементах конструкции энергоустановки, а также путем их заключения в металлические шланги. 4 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к средствам противометеорной защиты элементов космических объектов, преимущественно слаботочных электрокоммуникаций в виде жгутов-проводов на космических ядерных энергоустановках (КЯЭУ).

Эффективным средством противометеорной защиты являются экраны, установленные с зазором около защищаемой стенки (см. О.Н.Фаворский, Я.С.Каданер. Вопросы теплообмена в космосе. "Высшая школа", М., 1967 г., с.173).

Разрабатываемые в настоящее время КЯЭУ относятся к установкам второго поколения с электрической мощностью от десятков до ста и более кВт. Малогабаритность КЯЭУ в стартовом режиме может быть обеспечена только развертыванием составных частей и наличием мест гиба по всем трактам, в том числе и электрических коммуникаций.

Наиболее близким техническим решением к заявленному является конструктивная схема КЯЭУ, которая включает энергетический блок, отодвигаемый от приборного отсека после вывода космического аппарата на рабочую орбиту, систему отодвижения с расположенными на ней электрокоммуникациями и другими системами (см. Андреев П.В. и др. Принципы построения и основные характеристики космических термоэмиссионных ЯЭУ с тепловым реактором длительного ресурса. "Атомная энергия", т.70, вып.4, апрель 1991 г., с.217).

Недостатком применения круговой противометеорной защиты на КЯЭУ с мощностью порядка 25-150 кВт и более является сложность выполнения в местах гиба слаботочных электрических коммуникаций (информационных) и их метеорная уязвимость в развернутом состоянии.

Задачей, на выполнение которой направлено заявляемое изобретение, является обеспечение высокой надежности противометеорной защиты слаботочных электрических коммуникаций.

Технический результат заключается в конструктивных особенностях выполнения в местах гиба слаботочных электрических коммуникаций и их размещения внутри элементов конструкции КЯЭУ, исключающих метеорную уязвимость в развернутом состоянии, за счет заключения электрических коммуникаций в гибкий металлический шланг.

Этот результат достигается тем, что противометеорная защита слаботочных электрокоммуникаций в виде жгутов-проводов на космической ядерной энергоустановке, включающей приборный отсек, энергетический блок и систему его отодвижения, содержащая силовые элементы раскрытия холодильника-излучателя в виде ряда складывающихся ветвей, равнорасположенных по сечению и соединенных шпангоутами, отличается тем, что слаботочные электрокоммуникации заключены в гибкие металлические шланги и расположены внутри складывающихся ветвей между шпангоутами, которые снабжены элементами укладки металлических шлангов.

Слаботочные электрокоммуникации и гибкие металлические шланги выполнены в виде пружин с правой навивкой до половины своей длины между шпангоутами, а далее с левой навивкой соответственно.

Элемент укладки выполнен на шпангоутах в виде конических бобин, оси которых совпадают с направлением продольной оси установки, и упругих складывающихся элементов, которые расположены снаружи металлических шлангов и установлены только при наземных испытаниях.

Упругие складывающиеся элементы выполнены в виде пружин.

Упругие складывающиеся элементы выполнены в виде перфорированного телескопического стакана.

На фиг. 1 показана типовая компоновка КЯЭУ в стартовом и развернутом (рабочем) виде.

На фиг. 2 - сечение двух шпангоутов в развернутом положении установки.

На фиг. 3 - поперечное сечение складывающихся ветвей установки.

На фиг. 4 - поперечное сечение конической бобины в стартовом положении КЯЭУ.

На фиг. 5 - поперечное сечение металлического шланга и жгутов-проводов.

Противометеорная защита слаботочных электрокоммуникаций в виде жгутов-проводов 1 на космической ядерной энергоустановке, включающей приборный отсек 2, энергетический блок 3 и систему его отодвижения, содержащую силовые элементы 4 раскрытия холодильника-излучателя в виде ряда складывающихся ветвей 5, равнорасположенных по сечению и соединенныx шпангоутами 6, слаботочные электрокоммуникации 1 заключены в гибкие металлические шланги 7 и расположены внутри складывающихся ветвей 5 между шпангоутами 6, которые снабжены элементами укладки 8 металлических шлангов 7 и соединены с ветвями 5 через шарниры 9.

Слаботочные электрокоммуникации коммуникации 1 и гибкие металлические шланги 7 выполнены в виде пружин 10 с правой навивкой до половины своей длины между шпангоутами 6, а далее с левой навивкой соответственно.

Элемент укладки 8 выполнен на шпангоутах 6 в виде конических бобин 8, оси которых совпадают с направлением продольной оси установки 2, и упругих складывающихся элементов, которые расположены снаружи металлических шлангов 7 и установлены только при наземных испытаниях.

Упругие складывающиеся элементы выполнены в виде пружин 10.

Упругие складывающиеся элементы выполнены в виде перфорированного телескопического стакана.

Предложенное устройство работает следующим образом.

Слаботочные электрокоммуникации 1 в виде многочисленных жгутов-проводов, используемых для сбора, передачи и дальнейшей обработки телеметрической информации о рабочем состоянии энергетического блока 3 и различных частей КЯЭУ, помещены в гибкие металлические шланги 7, расположенные под конструкцией складывающихся ветвей 5 внутри системы отодвижения энергетического блока 3 от приборного отсека 2. Энергетический блок 3 содержит реактор, радиационную защиту, систему теплоотвода, кабельную сеть, датчики САУ и телеметрии, силовые элементы конструкции.

Конфигурация энергетического блока 3 системы отодвижения и приборного отсека 2 в стартовом и орбитальном-развернутом (рабочем) положениях различны, что в основном вызвано ограничениями по габаритам зоны размещения КЯЭУ под обтекателем ракеты-носителя.

Система отодвижения содержит силовые элементы 4 раскрытия холодильника-излучателя в виде складывающихся ветвей 5, равнорасположенных по сечению и соединенных шпангоутами 6 с ветвями 5 через шарниры 9, что обеспечивает раскрытие и жесткость конструкции в стартовом и рабочем положении КЯЭУ.

Для укладки гибких металлических шлангов 7 с двух сторон шпангоуты 6 снабжены элементами укладки, выполненными в виде конических бобин 8, имеющих диаметр порядка 300-400 мм.

В условиях наземных испытаниях для повторного складывания ветвей 5 могут быть использованы упругие складывающиеся элементы, выполненные в виде пружин 10 или перфорированного телескопического стакана, которые помогают автономной укладке металлических шлангов на бобины 8.

Для уменьшения массогабаритных характеристик конические бобины 8 могут быть выполнены в виде выштамповок на шпангоутах, улучшая прочностные характеристики их.

С той же целью конические бобины могут быть установлены на элементах энергетического блока 3 и приборного отсека 2.

На отдельных участках системы отодвижения прокладка коммуникации может быть осуществлена непосредственно по силовым элементам 4 конструкции ветвей 5 (см. фиг. 1, вариант прокладки).

При развертывании установки в орбитальное (рабочее) положение движитель, например электромотор, плавно отодвигает энергетический блок 3 от приборного отсека 2.

В процессе раздвижения происходит сход намотанных на конические бобины 8 металлических шлангов 7, и при окончании раздвижения они представляют чуть "провисшие" провода с опорой на шпангоутах 6.

Таким образом, с наивысшей надежностью слаботочные коммуникации предохраняются от наружного метеорного потока за счет новой конструкции ветвей, а от метеорного потока через щели между ветвями - наличием металлических шлангов 7.

В качестве гибких металлических шлангов 7 в конструкции используются рукава металлические негерметичные типа РЗ ТУ22-5570-83.

Формула изобретения

1. Противометеорная защита слаботочных электрокоммуникаций в виде жгутов-проводов на космической ядерной энергоустановке, включающей приборный отсек, энергетический блок и систему его отодвижения, содержащая силовые элементы раскрытия холодильника-излучателя в виде ряда складывающихся ветвей, равнорасположенных по сечению и соединенных шпангоутами, отличающаяся тем, что слаботочные электрокоммуникации заключены в гибкие металлические шланги и расположены внутри складывающихся ветвей между шпангоутами, которые снабжены элементами укладки металлических шлангов.

2. Противометеорная защита по п.1, отличающаяся тем, что слаботочные электрокоммуникации и гибкие металлические шланги выполнены в виде пружин с правой навивкой до половины своей длины между шпангоутами, а далее с левой навивкой.

3. Противометеорная защита по п.1, отличающаяся тем, что элемент укладки выполнен на шпангоутах в виде конических бобин, оси которых совпадают с направлением продольной оси установки, и упругих складывающихся элементов, которые расположены снаружи металлических шлангов и установлены только при наземных испытаниях.

4. Противометеорная защита по п.3, отличающаяся тем, что упругие складывающие элементы выполнены в виде пружин.

5. Противометеорная защита по п.3, отличающаяся тем, что упругие складывающие элементы выполнены в виде перфорированного телескопического стакана.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5