Устройство для выдвижения полезной нагрузки из космического аппарата

Изобретение относится к ракетно-космической технике и более конкретно к трансформируемым конструкциям, развертываемым на орбите космического аппарата (КА). Предлагаемое устройство включает в себя несколько установленных на КА параллельных направляющих рельсов, один из которых - основной, а также привод выдвижения с гибким приводным элементом, закрепленным рядом с основным рельсом. На полезной нагрузке (ПН) расположены пояса кареток с роликами, посредством которых каретки взаимодействуют с соответствующими рельсами. В устройство введен дополнительный пояс кареток с роликами, который расположен на заднем по отношению к направлению выдвижения ПН ее срезе. Каждая из кареток дополнительного пояса прикреплена к соответствующей ей выдвижной подпружиненной штанге. Штанги прикреплены к ПН и выдвигаются против направления выдвижения ПН из КА. Каждая штанга снабжена стопором, фиксирующим ее в сложенном положении. Техническим результатом изобретения является сокращение исходной до выдвижения ПН длины КА за счет исключения необходимости выступающих за его пределы концов направляющих рельсов и уменьшение, в частности, продольных габаритов и массы обтекателя ракеты-носителя. 10 ил.

 

Изобретение относится к области ракетно-космической техники и предназначено для использования в развертываемых на орбите космических аппаратах, в том числе долговременных.

Известно устройство для выдвижения полезной нагрузки из космического аппарата (КА) (патент США №5253827 от 19.10.1993, B64G 1/64). Это устройство включает в себя некоторое количество параллельных направляющих рельсов, каждый из которых одним своим концом закреплен на специальном основании КА, при этом по крайней мере два из этих рельсов снабжены приводными цепями, на каждой из которых установлены фитинги для крепления упомянутой полезной нагрузки. Кроме того, данное устройство снабжено приводом, содержащим двигатель, коробку передач, которая посредством синхронизирующих приводных осей и закрепленных на них звездочек связана с приводными цепями рельсов.

Основным недостатком описанного устройства выдвижения является его избыточная, по мнению автора, сложность, что естественно не может не привести к увеличению массы устройства, его удорожанию и снижению надежности из-за большого количества составных элементов.

Известно также устройство для выдвижения полезной нагрузки из КА (Патент РФ №2191148 от 18.12.2000, B64G 1/64), взятое за прототип. Данное устройство включает в себя несколько закрепленных на КА параллельных направляющих рельсов, один из которых - основной. Рядом с основным рельсом закреплен привод выдвижения, который своим гибким приводным элементом присоединен к корпусу полезной нагрузки КА. Кроме того, на полезной нагрузке закреплено не менее двух поясов кареток с роликами, через которые каретки взаимодействуют с соответствующими рельсами.

Одним из недостатков вышеописанного устройства для выдвижения полезной нагрузки из КА является то, что в нем направляющие рельсы с целью обеспечения гарантированного, без закусывания выдвижения полезной нагрузки выполнены выступающими за пределы основной конструкции. Это приводит к увеличению исходной длины КА, следствием чего могут быть сложности с размещением КА под обтекателем ракеты-носителя или в отсеке полезного груза многоразового космического корабля.

Целью настоящего изобретения является устранение указанного недостатка рассматриваемого устройства для выдвижения полезной нагрузки из КА, а именно уменьшение исходной до выдвижения полезной нагрузки длины КА.

Данная цель достигается тем, что в состав устройства для выдвижения полезной нагрузки из КА, включающего в себя несколько установленных на КА параллельных направляющих рельсов, один из которых - основной, привод выдвижения с гибким приводным элементом, закрепленным рядом с основным рельсом, а также расположенные на полезной нагрузке пояса кареток с роликами, посредством которых каретки взаимодействуют с соответствующими рельсами, введен дополнительный пояс кареток с роликами, расположенный на заднем по отношению к направлению выдвижения полезной нагрузки ее срезе, при этом каждая из кареток дополнительного пояса прикреплена к соответствующей ей выдвижной подпружиненной штанге, а штанги прикреплены к полезной нагрузке и выполнены с возможностью их выдвижения против направления выдвижения полезной нагрузки, причем каждая из выдвижных штанг снабжена стопором, фиксирующим ее в сложенном положении.

Техническим результатом такого конструктивного решения предлагаемого устройства является сокращение исходной, т.е. до выдвижения полезной нагрузки длины КА за счет исключения необходимости выступающих за его пределы концов направляющих рельсов, и уменьшение, в частности, продольных габаритов и массы обтекателя ракеты-носителя.

Изобретение поясняется чертежами:

на фиг.1 представлен общий вид заявляемого устройства стыковки в исходном положении;

фиг.2 - вид по стрелке А на стыковочный шпангоут корпуса КА для исходного положения;

фиг.3 - вид в сечении Б-Б на стыковочный шпангоут отсека КА для исходного положения;

фиг.4 - в сечении В-В изображена в исходном положении прилежащая к основному рельсу выдвижная подпружиненная штанга;

фиг.5 - на выносном элементе Г изображен фиксатор штанги в рабочем положении;

фиг.6 - вид по стрелке Д на фиксатор штанги в рабочем положении;

фиг.7 - общий вид заявляемого устройства стыковки при выдвинутом и состыкованном положении отсека КА;

фиг.8 - на выносном элементе Е изображена в раздвинутом положении прилежащая к основному рельсу выдвижная штанга;

фиг.9 - на выносном элементе Ж изображен стопор штанги в раскрытом положении;

фиг.10 - на выносном элементе И изображен паз в выдвижной штанге под стопор.

Предлагаемое устройство для выдвижения полезной нагрузки из КА включает в себя корпус 1 КА, имеющий опорный 2 и стыковочный 3 шпангоуты, а также полезную нагрузку, выполненную, например, в виде отсека 4, имеющего стыковочный шпангоут 5. В исходном положении отсек 4 крепится к опорному шпангоуту 2 корпуса 1 посредством специальных фиксирующих устройств 6. Для организованного перемещения отсека 4 относительно корпуса 1 вдоль него по всей длине расположены основной 7 и дополнительный 8 рельсы, ни один из которых не выступает за пределы корпуса 1. С рельсами 7 и 8 взаимодействуют ролики 9, закрепленные на отсеке 4 посредством соответствующих поясов кареток 10, 11 и дополнительного пояса кареток 12, 13. При этом каретки 10 и 11 крепятся непосредственно к соответствующим наружным поверхностям отсека 4, а каретки 12 и 13 прикреплены к двум идентичным по конструкции раздвижным подпружиненным штангам 14, которые также установлены на отсеке 4 и расположены у основного 7 и дополнительного 8 рельсов соответственно. Каждая из раздвижных подпружиненных штанг 14 включает в себя трубчатый корпус 15, расположенную внутри него выдвижную штангу 16, к которой крепятся одна из кареток 12 или 13, и расположенную между корпусом 15 и штангой 16 пружину сжатия 17. В исходном положении пружину 17 в сжатом состоянии удерживает стопор 18, выполненный в виде шарнирно установленного на корпусе 15 рычага 19, косой зуб 20 которого через выполненную в корпусе 15 прорезь 21 взаимодействует с соответствующей поверхностью 22 паза 23 в выдвижной штанге 16. Сам рычаг 19 удерживается от поворота под действием пружины 17 разрезной чекой 24, установленной в отверстия 25 и 26 рычага 19 и установленного на корпусе 15 уголка 27 соответственно. Разрезные концы 28 чек 24 направлены в сторону выдвижения отсека 4, а на другом конце каждой из них выполнено отверстие 29, через которое чека 24 посредством имеющей некоторую слабину тяги 30 прикреплена к опорному шпангоуту 2 корпуса 1. Отсек 4 выдвигается из корпуса 1 посредством специального привода 31 с гибким элементом 32, свободный конец 33 которого закреплен на стыковочном шпангоуте 5 отсека 4. После выдвижения отсек 4 стыкуются с корпусом 1 по соответствующим шпангоутам 3 и 5 через специальные замки 34, каждый из которых состоит из пассивной 35 и активной 36 частей.

Работа устройства для выдвижения полезной нагрузки из КА осуществляется в невесомости после выведения КА в космическое пространство и выполняется в следующей последовательности. Перед выдвижением отсека 4 производят его отсоединение от корпуса 1 КА путем срабатывания связывающих их в транспортном положении фиксирующих устройств 6. Выдвижение отсека 4 осуществляют приводом 31 через его гибкий элемент 32, свободный конец 33 которого передает усилие на стыковочный шпангоут 5 отсека 4. При этом установленные на каретках 10, 11, 12 и 13 ролики 9, перемещаясь вдоль соответствующих рельсов 7 и 8, сохраняют неизменным направление перемещения отсека 4. В ходе выдвижения отсека 4 тяга 30, которая через отверстие 29 связана с разрезной чекой 24 и одновременно прикреплена к опорному шпангоуту 2 корпуса 1, натягивается и выдергивает разрезную чеку 24 из отверстий 25 и 26 рычага 19 и уголка 27. После этого под действием пружины 17 поверхность 22 паза 23 выдвижной штанги 16 действует на косой зуб 20 рычага 19, который в результате поворачивается, освобождая выдвижную штангу 16. Штанги 16 выходят из соответствующих трубчатых корпусов 15 раздвижных подпружиненных штанг 14, перемещая соответствующие каретки 12 и 13 с роликами 9 против хода отсека 4 на заданную величину хода. Происходит это после того, как расстояние между опорным шпангоутом 2 корпуса 1 и задним срезом кареток 12 и 13 становится больше максимального хода выдвижных штанг 16, это позволяет исключить соударение последних с опорным шпангоутом 2 корпуса 1. По мере выдвижения отсека 4 из корпуса 1 группы роликов 9 кареток 10 и 11 последовательно выходят из зацепления с рельсами 7 и 8. После окончательного вывода отсека 4 из корпуса 1 (см. фиг.7) в зацеплении с вышеупомянутыми рельсами 7 и 8 остаются только ролики предпоследнего пояса кареток 10, 11 и ролики дополнительного пояса кареток 12, 13, расположенных на соответствующих раздвижных подпружиненных штангах 14. Стыковка корпуса 1 и отсека 4 после выдвижения последнего производится путем срабатывания активной 35 части замка 34 и последующего стягивания ее с соответствующей ей пассивной 36 частью.

Таким образом, предлагаемое устройство выдвижения полезной нагрузки из КА позволяет, как и в прототипе, выполнять надежное, без перекосов и заклинивания выдвижение полезной нагрузки из КА, при этом одновременно обеспечивается сокращение исходной (до выдвижения полезной нагрузки) длины КА. Достигается это за счет ликвидации выступавших в прототипе за передний срез КА кусков основного и дополнительного рельсов и обеспечивается путем введения в состав внутреннего отсека устройства дополнительного пояса кареток, которые расположены на заднем по отношению к направлению выдвижения срезе полезной нагрузки и прикреплены к соответствующим выдвижным подпружиненным штангам.

Устройство для выдвижения полезной нагрузки из космического аппарата, включающее в себя несколько установленных на космическом аппарате параллельных направляющих рельсов, один из которых - основной, привод выдвижения с гибким приводным элементом, закрепленным рядом с основным рельсом, а также расположенные на полезной нагрузке пояса кареток с роликами, посредством которых каретки взаимодействуют с соответствующими рельсами, отличающееся тем, что в него введен дополнительный пояс кареток с роликами, расположенный на заднем по отношению к направлению выдвижения полезной нагрузки ее срезе, при этом каждая из кареток дополнительного пояса прикреплена к соответствующей ей выдвижной подпружиненной штанге, а штанги прикреплены к полезной нагрузке и выполнены с возможностью их выдвижения против направления выдвижения полезной нагрузки, причем каждая из выдвижных штанг снабжена стопором, фиксирующим ее в сложенном положении.