Устройство для разделения элементов космического аппарата

 

Изобретение относится к системам стыковки космических кораблей и их частей и может быть использовано для быстрого разъединения элементов космического аппарата. Предлагаемое устройство содержит корпус, в котором установлены патронник с пиропатронами, мембрана, гильза, шток и вкладыши с опорными буртиками. На хвостовике мембраны закреплен шток. Для ограничения прогиба мембраны в корпусе выполнена сферическая поверхность. Между патронником и мембраной напротив пиропатронов установлен отражатель. При срабатывании пиропатронов струи пороховых газов рассеиваются об отражатель, происходят выравнивание давления в пирокамере и деформация мембраны. Шток перемещается относительно буртиков вкладышей, которые западают в кольцевые проточки штока, освобождая гильзу, стягивающую разделяемые элементы. Изобретение обеспечивает герметичность пирокамеры, исключая тем самым выход пороховых газов и загрязнение близлежащих элементов конструкции. 4 ил.

Изобретение относится к системам стыковки и расстыковки космических кораблей и их частей и может быть использовано для стыковки и быстрого разъединения связи между объектами, например элементами космического аппарата (КА).

Известен пиротехнический механизм, содержащий корпус, в котором расположен поршень, несущий шток, связанный срезаемой чекой с гильзой, соединенной посредством шарикового фиксатора с корпусом. При подаче давления на поршень он толкает шток и раскрывает шариковый замок [1].

К недостаткам этой конструкции можно отнести то, что в процессе раскрытия возникают местные ударные импульсы, которые отрицательно влияют на аппаратуру, расположенную в непосредственной близости к плоскости разделения КА.

Наиболее близким по технической сущности является устройство для соединения разделяемых элементов космического аппарата, содержащее корпус, в котором установлены патронник с пиропатронами, мембрана, гильза, шток и вкладыши с опорными буртиками [2]. При срабатывании пиропатронов под давлением газов происходит деформация мембраны и перемещение штока. Опорные буртики вкладышей западают в кольцевые проточки штока, освобождая стягивающую разделяемые элементы гильзу.

Недостатком данного устройства является то, что при срабатывании пиропатронов образуются концентрированные струи пороховых газов высокого давления, которые бьют по стенке мембраны, образуя в ней местные кратеры. Эти кратеры являются концентраторами, способствующими возможному разрыву мембраны при ее деформации и потере герметичности пирокамеры, образованной объемом между патронником и стенкой мембраны, что приводит к выходу пороховых газов из устройства и загрязнению близлежащих элементов конструкции, в том числе оптики приборов.

Технической задачей, решаемой данным изобретением, является обеспечение герметичности пирокамеры.

Указанная задача решается за счет того, что в известном устройстве для разделения элементов космического аппарата, состоящем из корпуса, в котором установлен патронник с пиропатронами, мембрана, гильза, шток и вкладыши с опорными буртиками, между патронником и мембраной установлен отражатель, расположенный напротив пиропатронов.

На фиг. 1 представлен общий вид устройства в состыкованном состоянии.

На фиг. 2 - выносной элемент А по фиг. 1.

На фиг. 3 - сечение Б-Б по фиг. 1.

На фиг. 4 - положение элементов устройства после разъединения связи между элементами.

Устройство для соединения разделяемых в полете элементов космического аппарата состоит из корпуса 1, закрепленного на разделяемом элементе 2, например ракеты-носителя, винтами 3. В корпусе 1 установлены патронник 4 с пиропатронами 5, гильза 6, вкладыши 7, шток 8, мембрана 9, отражатель 10. Мембрана 9 установлена внутри корпуса 1 и жестко зажата патронником 4 через герметизирующий элемент 11, установленный в замок между патронником 4, мембраной 9 и корпусом 1. В корпусе 1 со стороны мембраны 9 выполнена сферическая поверхность 12, являющаяся ограничивающей опорой при деформации мембраны 9. Хвостовик 13 мембраны 9 жестко соединен со штоком 8. На наружной поверхности штока выполнены опорные буртики 14, на которые опираются опорные буртики 15 вкладышей 7, размещенных в пазах 16 корпуса 1. Расстояние H от мембраны 9 до начала сферической поверхности 12 должно превышать ширину H₁ и H₂ опорных буртиков 14 и 15. На наружной поверхности вкладышей 7 и внутренней поверхности гильзы 6 выполнены кольцевые проточки 17 и 18. Выступы вкладышей 7, образованные кольцевыми проточками 17, входят в соответствующие впадины гильзы 6. На хвостовой части 19 гильзы 6 закреплены разделяемые элементы 2 и 20 гайкой 21. В пирокамере 22, образованной объемом между патронником 4 и стенкой 23 мембраны 9, установлен отражатель 10, расположенный напротив пиропатронов 5. Отражатель 10 может быть выполнен в виде планки, установленной симметрично относительно линии, соединяющей центры отверстий в патроннике под пиропатроны 5.

При подаче сигнала на разъединение связи между разделяемыми элементами срабатывают пиропатроны 5. Концентрированные струи пороховых газов высокого давления от пиропатронов 5 бьют по отражателю 10, рассеиваются, происходят выравнивание давления во всем объеме пирокамеры 22 и деформация мембраны 9 до касания ее со сферической поверхностью 12 корпуса 1 и соответственно перемещение штока 8. Опорные буртики 15 вкладышей 7 западают в кольцевые проточки 24 штока 8, освобождая стягивающую разделяемые элементы гильзу 6. Под действием, например, толкателей (не показано) разделяемым элементам 2 и 20 придается необходимая скорость разделения.

За счет того, что концентрированный удар пороховых газов при срабатывании пиропатронов 5 воспринимает отражатель 10, на стенке 23 мембраны 9 исключается образование местных кратеров и соответственно ее разрыв в процессе деформации, что обеспечивает герметичность пирокамеры.

Функционирование устройства подтверждено результатами испытаний, проведенных на опытных образцах.

Литература 1. Авторское свидетельство N 576443, кл. F 16 B 2/16, 1973.

2. Патент RU 2144892 C1, кл. B 64 G 1/64, F 15 B 2/16, 2000.

Формула изобретения

Устройство для разделения элементов космического аппарата содержащее корпус, в котором установлены патронник с пиропатронами, мембрана, гильза, шток и вкладыши с опорными буртиками, отличающееся тем, что между патронником и мембраной установлен отражатель, расположенный напротив пиропатронов.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4