Надувной отражатель

 

Изобретение относится к технической физике, более конкретно к устройствам отражателей, например, для космических информационных средств. Предлагаемая конструкция отражателя выполнена в виде многосекционного контейнера, в котором размещаются друг в друге сложенные надувные оболочки под избыточным давлением. Оболочки зафиксированы с возможностью разделения сбрасываемыми кожухами. При этом внутренняя поверхность каждой оболочки связана с замком раскрыва последующей оболочки таким образом, что после разрушения предыдущей оболочки и раскрытия замка, раскрывается следующая. Изобретение обеспечивает повышенную живучесть отражателя при внешних воздействиях, которая достигается за счет создания конструкции, обеспечивающей многократное формирование отражателей. 4 ил.

Настоящее предложение относится к области технической физики, в частности, к устройствам надувных отражателей.

Известны варианты устройств и способов создания (формирования) различных отражателей (патенты США [1, 2], патент Франции [3], а также Великанов В.Д. и др. Радиотехнические системы в ракетной технике, МО, М., 1974 г. [4], "Зарубежные космические объекты", ГОНТИ-1, 1974 г. [5]). Свое место занимают трансформируемые отражатели, в том числе надувные, использование которых дает ряд преимуществ при транспортировании и доставке к месту применения. С этих позиций наиболее приемлемы надувные отражатели, формируемые избыточным давлением газа - за счет предварительного наддува, задействования генератора газа внутри оболочки и т.д. Их использование определяет прежде всего компактность, меньший по сравнению с жесткими устройствами вес, возможность по транспортированию людьми, возможность транспортирования в составе объекта (самолета, вертолета, космического объекта), наконец, возможность сброса или задействования иным способом в нужное время в нужном месте. Основной недостаток надувных отражателей - их малая стойкость к внешним воздействиям, что уменьшает сроки их функционирования.

Сроки работы надувных отражателей, используемых на практике для создания различных меток, обозначения районов и мест в интересах Министерства по чрезвычайным ситуациям (МЧС), обозначения в течение длительного времени в условиях внешних воздействий на отражатель-веху попавших в бедствие представляет проблему, решение которой и рассматривается в предлагаемом изобретении.

Следует отметить, что практически все без исключения решения по надувным отражателям представляют собой одноразовые устройства, используемые для исследований параметров атмосферы, в качестве связных спутников, воздушных и космических мишений, а также для других целей.

В известном аналоге-патенте США N 3115631, кл. 343-18 [1] надувной отражатель радиоволн заключает в себе цилиндрическую основу из двойной связанной текстильной ткани, листы которой надежно соединены в параллельном положении, образуя элемент, который при наддуве газом превращается в плоское основание, к которому прикреплены надувные ребра, выполненные конструктивно как и основание. К основанию и к ребрам отражателя прикреплены листы гибкого радиоотражающего материала. Посредством надувания основания и ребер образуется жесткий отражатель с плоскими во взаимно перпендикулярном положении ребрами и основанием.

В аэростате Kannilae, состоящем из внешней и внутренней оболочек [6] внутренняя оболочка закрытого типа (повышенного давления), наполненная подъемным газом, помещается во внешнюю оболочку открытого типа, наполненную забортным воздухом и снабженную газовым клапаном и насосом. При увеличении массы аэростатной системы в процессе обледенения подается команда на стравливание воздуха из внешней оболочки, которое продолжается до тех пор, пока аэростат не поднимется выше зоны обледенения. Для снижения аэростата на заданный уровень полета подается команда на нагнетание забортного воздуха с помощью насоса. Аэростат может быть также использован в качестве вертикально зондирующей системы [6].

В качестве прототипа - выбран экспериментальный надувной связной спутник-отражатель, предназначенный для пассивной ретрансляции радиосигналов [7] . Форма корпуса - шар диаметром 30-40 м из эластичного радио- и светоотражающего материала под избыточным внутренним давлением (толщина оболочки 0,013-0,018 мм). Преимущество прототипа - малый начальный объем.

Основной недостаток прототипа - малая устойчивость к комплексному воздействию космических факторов, повреждению метеоритами, приводящих к потере формы, а следовательно, к уменьшению срока функционирования. Таким образом, основной недостаток прототипа его одноразовость. Устройство отражателя (спутника) выполнено таким образом, что надувная оболочка после разрушающего воздействия теряет свойства сигнализирующего (отражающего) элемента.

Целью предлагаемого изобретения является повышение стойкости к внешнему воздействию надувного отражателя за счет введения размещенных друг в друге оболочек, выполненных из радио- и светоотражающего материала с последовательным раскрытием и формированием.

Цель достигается тем, что отражатель выполнен в виде многосекционной конструкции, в которой в каждой секции размещена сложенная оболочка, наддуваемая в сложенном состоянии избыточным давлением, то есть по сравнению с прототипом внутри оболочки дополнительно размещаются N оболочек в зависимости от планируемого времени "работы" отражателя и ожидаемых внешних воздействий в течение этого времени.

Предложенное устройство надувного отражателя по сравнению с прототипом и аналогами обеспечивает повышение времени работы функционирования, позволяет проводить многократное образование отражателя - после разрушения оболочки сразу же образовывать следующую.

Использование предложенного отражателя обеспечивает повышение надежности функционирования отражателя при многократном воздействии разрушающих нагрузок.

Устройство представлено на фиг.1 - общий вид отражателя и на фиг. 2, 3, 4 функциональные связи элементов отражателя (фиг. 2) и схема задействования.

Устройство содержит: кожух 1, N+1 двухслойных оболочек 2 с образованием полости между ними, скрепленных с основанием 3, в которое запрессован трубопровод 4 с клапаном 5 и ниппельными устройствами 6 к полости каждой оболочки для предварительного наддува оболочек 2.

Первая оболочка 2 в уложенном состоянии фиксируются кожухом 1 из распадающихся сегментов 7 кожуха из сегментов 8, фиксируют последующие N оболочек. Одними концами сегменты 7 и 8 закреплены скобками 9 и 10 с возможностью выхода из зацеплений после срабатывания замков 11 и распаде сегментов. Другие концы сегментов 8 закреплены замками 11, содержащих фиксаторы 12, пружины 13, шайбы 14 и штифты 15. Гибкой связью ограниченной длины 16 замки 11 связаны механически с внутренней поверхностью оболочки 2.

Кожух 7 из сегментов 7 в предлагаемом варианте устройства размещается в пусковом устройстве 77, в котором установлен выталкивающий шток 18, приводимый, каким-либо способом в поступательное движение.

Устройство работает следующим образом. После выбрасывания штоком 18 контейнера 1 из пускового устройства 17 (или расчековки) сегменты 7 распадаются при формировании первой из числа N+1 оболочек 2 на основании 3, внутри которой размещены следующие надувные оболочки, замок второй секции натяжением гибкой связи 16 ограниченной длины взводится путем разворота фиксатора 12 на штифте 15 в вертикальное положение. При разрыве оболочки 2 фиксатор 12 при ослаблении натяжения тяги выходит из зацепления и под действием пружины 13 замок открывается. Концы сегментов 8 в этом случае освобождаются и под действием формируемой оболочки 2 распадается и при изменении угла от вертикали нижними концами выходят из зацепления со скобами 9.

Формируется следующая оболочка и т.д. (возможны другие варианты начального задействования отражателя, ручным, например, способом).

Положительный результат, заявленный в предлагаемом техническом решении, достигается таким образом тем, что конструкция устройства предусматривает и позволяет в случае разрушения оболочки задействование новой оболочки отражателя.

В течение планируемого времени использования отражателя могут быть задействованы все N+1 оболочки (одна основная и N дополнительных) или только их часть в зависимости от воздействующих внешних факторов, что особенно важно при использовании надувного отражателя.

Таким образом предлагаемое техническое решение позволяет создать надувной отражатель повышенной стойкости при различных механических и климатических воздействиях на него. Повышенная стойкость отражателя обеспечивается за счет введения вложенных друг в друга оболочек, последовательно раскрывающихся и формируемых при разрушении внешней оболочки.

Литература 1. Патент США N 3115631, НКИ 343-18, 1963.

2. Патент США N 1392628, НКИ 250-338.

3. Патент Франции N 2547474, МКИ F 41 H 9/00, 1969.

4. Великанов В.Д. и др. Радиотехнические системы в ракетной технике. - М.: Военниздат, 1974.

5. Зарубежные космические объекты, ГОНТИ-1, 1974.

6. Е. П. Борисенков и др. Зондирование атмосферы метеорологическими аэростатами, Ленгодиромет, 1982, с.20.

7. Ball-Amer. Met. Soe, 1969, v.50, N 11, p.867-874.

Формула изобретения

Надувной отражатель, содержащий оболочку из эластичного радио- и светоотражающего материала под избыточным внутренним давлением, отличающийся тем, что оболочка закреплена на основании, внутри оболочки дополнительно размещено несколько вложенных друг в друга оболочек, причем все оболочки разделены сегментированными кожухами, выполненными с возможностью распадания сегментов, одни концы которых в каждом кожухе закреплены на основании с возможностью выхода из зацепления с ним, а другие скреплены замком с фиксатором, механически связанным с внутренней поверхностью предыдущей оболочки гибкой связью ограниченной длины, при этом отражатель снабжен общим распадающимся кожухом.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4