Устройство фиксации гермоконтейнера научной аппаратуры
Владельцы патента RU 2538649:
Открытое акционерное общество "Ракетно-космический центр "Прогресс" (ОАО "РКЦ "Прогресс") (RU)
Устройство фиксации гермоконтейнера научной аппаратуры (ГК НА) относится к космической технике и может быть использовано при проектировании перемещающихся в пространстве элементов космического аппарата (КА) и имеющих жесткую механическую связь с корпусом КА в исходном и рабочем положениях. Устройство фиксации ГК НА содержит подвижную раму, установленную на основании, электропривод подвижной рамы, упоры-ограничители крайних положений рамы, механизмы фиксации, установленные на КА и взаимодействующие с упорами-ограничителями ГК НА в исходном положении. Механизмы фиксации содержат подпружиненные разноплечие рычаги, большие плечи которых взаимодействуют с запирающими элементами механизмов фиксации, выполненных в виде пирозамков, установленных на КА. Малые плечи рычагов взаимодействуют с упорами ГК НА. Узлы фиксации рабочего положения гермоконтейнера установлены на подвижной раме и снабжены электроприводами, которые взаимодействуют с подпружиненными рычагами, шарнирно установленными на штоках пирочек. Другие концы рычагов взаимодействуют с упорами, закрепленными на корпусе КА. Достигается повышение надежности устройства фиксации ГК НА. 10 ил.
Устройство фиксации гермоконтейнера научной аппаратуры относится к космической технике и может быть использовано при проектировании перемещающихся в пространстве элементов космического аппарата и имеющих жесткую механическую связь с корпусом космического аппарата в исходном и рабочем положениях.
Известно светозащитное устройство космического аппарата по патенту RU №2391264 от 10.06.2010, в котором устройство фиксации крышки содержит подвижные створки крышки, установленные на основании, электропривод створок, упоры-ограничители крайних положений створок, механизмы фиксации, установленные на космическом аппарате и взаимодействующие с крышкой в исходном положении, которые на участке выведения космического аппарата удерживают створки крышки в закрытом положении, а в рабочем положении за счет шарнирно-рычажного механизма с пружинными компенсаторами, прижимают створки в открытом положении к упорам-ограничителям.
При использовании в конструкции космического аппарата подвижных элементов с большой массой, таких как контейнеры научной аппаратуры или антенные устройства, становится актуальным обеспечение надежной фиксации их на всех участках эксплуатации (участок выведения космического аппарата на орбиту, участок штатной работы космического аппарата, в том числе изменение траектории полета).
Недостатками известного устройства фиксации является низкая надежность, которая на обеспечивает достаточную фиксацию контейнера научной аппаратуры в силовом отношении как в исходном, так и в рабочем положениях. В исходном положении фиксация подвижного элемента осуществляется механизмами с одним запирающим элементом, что недостаточно для удержания на участке выведения космического аппарата массивных подвижных конструкций, а на орбитальном участке полета в рабочем положении, где нужна стабильность и точность ориентации их в заданную точку пространства, фиксация осуществляется только за счет усилий, развиваемых пружинными компенсаторами. Кроме того, фиксация и расфиксация подвижных элементов в рабочем положении должна быть многоразовой из-за необходимости перевода их из рабочего положения в исходное и обратно на моменты коррекции орбиты космического аппарата.
Задачей изобретения является повышение надежности устройства фиксации гермоконтейнера научной аппаратуры.
Поставленная задача достигается тем, что устройство фиксации гермоконтейнера научной аппаратуры, содержащее подвижную раму, установленную на основании, электропривод подвижной рамы, упоры-ограничители крайних положений рамы, механизмы фиксации, установленные на космическом аппарате и взаимодействующие с упорами-ограничителями гермоконтейнера научной аппаратуры в исходном положении, отличается тем, что механизмы фиксации содержат подпружиненные разноплечие рычаги, большие плечи которых взаимодействуют с запирающими элементами механизмов фиксации, выполненных в виде пирозамков, установленных на космическом аппарате, а малые плечи взаимодействуют с упорами гермоконтейнера научной аппаратуры, при этом узлы фиксации рабочего положения гермоконтейнера установлены на подвижной раме и снабжены электроприводами, которые взаимодействуют с подпружиненными рычагами, шарнирно установленными на штоках пирочек, а другие концы рычагов взаимодействуют с упорами, закрепленными на корпусе космического аппарата.
Заявляемая конструкция поясняется чертежами:
- фиг.1 - устройство фиксации гермоконтейнера научной аппаратуры в исходном положении;
- фиг.2 - устройство фиксации гермоконтейнера научной аппаратуры в рабочем положении;
- фиг.3 - сечение А-А на фиг.1
- фиг.4 - вид Б на фиг.3;
- фиг.5 - сечение В-В на фиг.4;
- фиг.6 - сечение Г-Г на фиг. 5;
- фиг.7 - сечение Д-Д на фиг.5;
- фиг.8 - вид Е на фиг.2;
- фиг.9 - сечение Ж-Ж на фиг.2;
- фиг.10 - сечение Е-Е на фиг.9.
Устройство фиксации гермоконтейнера научной аппаратуры (ГК НА) 1 содержит подвижную раму 2, установленную на основании 3, электропривод 4 подвижной рамы 2, упоры-ограничители 5 (фиг.5) исходного (уложенного) положения и упоры-ограничители 6 рабочего положения подвижной рамы 2, механизмы фиксации 7 ГК НА 1, установленные на корпусе космического аппарата, снабжены подпружиненными рычагами 8 (фиг.4), взаимодействующими на большом плече с запирающими элементами 9 механизмов фиксации 7, выполненных в виде пирозамков, установленных на космическом аппарате, а малые плечи взаимодействуют с упорами 10 ГК НА 1 (фиг.5). Другие узлы фиксации 11 рабочего положения ГК НА 1 (фиг.8) установлены на подвижной раме 2 и снабжены электроприводами 12, которые посредством кинематической передачи 13 взаимодействуют с подпружиненными пружинами 14 рычагами 15, шарнирно установленными на штоках 16 пирочек 17 (фиг.8, 10). Другой конец подпружиненных рычагов 15 взаимодействует с упорами-ограничителями 6, закрепленными на корпусе космического аппарата.
В исходном положении ГК НА 1 закреплен механизмами фиксации 7 на корпусе космического аппарата таким образом, что подпружиненные рычаги 8 своими большими плечами взаимодействуют с запирающими элементами пирозамков 9, а малыми плечами взаимодействуют с упорами 10 ГК НА 1, тем самым обеспечивается надежная фиксация ГК НА 1 на корпусе космического аппарата. В соответствии с программой полета космического аппарата подается команда на все пирозамки 9, которые расфиксируют подпружиненные рычаги 8, и ГК НА 1 освобождается от связи с бортом изделия. Отвод ГК НА 1 от борта изделия и приведение его в рабочее положение производится включением электропривода 4.
При подходе ГК НА 1 в рабочее положение упоры-ограничители 6 приходят во взаимодействие с контактными поверхностями узлов фиксации 11 рабочего положения. По команде управления привод 4 выключается и подается команда на включение приводов 12 узлов фиксации 11 рабочего положения. Посредством кинематической передачи «винт-гайка» 13 подпружиненные рычаги 15, шарнирно установленные на штоках 16 пирочек 17, поворачиваются и приходят во взаимодействие с упорами-ограничителями 6 рабочего положения и фиксируются с заданным усилием, обеспечивая жесткую связь ГК НА 1 с корпусом КА.
При необходимости коррекции орбиты КА и для обеспечения необходимого положения центра масс космического аппарата требуется перевести ГК НА 1 из рабочего положения в исходное (уложенное) положение без фиксации его пирозамками. Для этого подается команда системы управления на включение электроприводов 12 узлов фиксации 11 рабочего положения на отвод подпружиненных рычагов 15. При этом кинематические передачи «винт-гайка» 13 вращаются в обратном направлении, подпружиненные рычаги 15 поворачиваются и выходят из взаимодействия с упорами-ограничителями 6, жесткая связь ГК НА 1 с корпусом КА разрывается. По команде системы управления включается электропривод 4 на перевод ГК НА 1 в уложенное положение. В уложенном положении упоры 10 ГК НА 1 приходят во взаимодействие с упорами-ограничителями 5 механизмов фиксации 7. Фиксация ГК НА 1 в уложенном положении осуществляется за счет удерживающих моментов электропривода 4, что является достаточным, так как вектор тяги двигателей КА при коррекции орбиты создает дополнительный момент сил прижимающих ГК НА 1 к корпусу КА за счет того, что центр масс ГК НА 1 находится ближе к продольной оси космического аппарата, чем ось вращения подвижной рамы 2.
В случае отказа узлов фиксации 11 рабочего положения ГК НА 1 по разовой команде осуществляется срабатывание пирочеки 17. При этом шток 16 выходит из соединения с подпружиненным рычагом 15, который с помощью своей пружины 14 отводится от упора-ограничителя 5 и тем самым освобождает ГК НА 1.
Использование предложенного технического устройства позволяет повысить надежность устройства фиксации гермоконтейнера научной аппаратуры за счет использования подпружиненных рычагов в узлах фиксации ГК НА в исходном положении ГК НА (на участке выведения космического аппарата при максимальных внешних нагрузках), что позволяет обеспечить значительно большее усилие его прижатия к корпусу КА, а в рабочем положении ГК НА механизмы фиксации обеспечивают жесткую связь ГК НА с корпусом КА и тем самым гарантируют точную ориентацию научной аппаратуры в заданную точку пространства, а в случае нерасфиксации ГК НА от борта космического аппарата в рабочем положении осуществляется аварийное открытие рычага в любом узле фиксации.
Устройство фиксации гермоконтейнера научной аппаратуры, содержащее подвижную раму, установленную на основании, электропривод подвижной рамы, упоры-ограничители крайних положений рамы, механизмы фиксации, установленные на космическом аппарате и взаимодействующие с упорами-ограничителями гермоконтейнера научной аппаратуры в исходном положении, отличающееся тем, что механизмы фиксации содержат подпружиненные разноплечие рычаги, большие плечи которых взаимодействуют с запирающими элементами механизмов фиксации, выполненных в виде пирозамков, установленных на космическом аппарате, а малые плечи взаимодействуют с упорами гермоконтейнера научной аппаратуры, при этом узлы фиксации рабочего положения гермоконтейнера установлены на подвижной раме и снабжены электроприводами, которые взаимодействуют с подпружиненными рычагами, шарнирно установленными на штоках пирочек, а другие концы рычагов взаимодействуют с упорами, закрепленными на корпусе космического аппарата.
