Способ сборки космической головной части и устройство для его реализации

Изобретение относится к области космонавтики, в частности к способам сборки головных частей и устройствам для их сборки. Космическая головная часть (КГЧ) содержит полезную нагрузку, переходный отсек, головной обтекатель (ГО), которые соединяют между собой в вертикальном положении. Способ сборки КГЧ включает соединение в вертикальном положении створок ГО по продольным стыкам, демонтаж технологических проставок. Перед сборкой створки ГО снаряжаются по внешней цилиндрической поверхности полубандажами, по нижнему шпангоуту створки со стороны ее торца технологическим проставками. Перед установкой створки на верхнем шпангоуте переходного отсека закрепляют технологические страховочные упоры, демонтируемые перед установкой следующей створки. Установку первой створки на верхний шпангоут переходного отсека осуществляют через технологические проставки. Вторую створку подводят к установленной створке с зазором до взаимодействия направляющих устройств полубандажей, соединяют полубандажи стягивающими приспособлениями и сводят верхние части створок при помощи съемных приспособлений. Затем производят крепление створок между собой замками продольного стыка ГО и стыковку ГО с верхним шпангоутом переходного отсека, крепление ГО с верхним шпангоутом переходного отсека при помощи замков поперечного стыка. Обеспечиваются повышение эксплуатационной надежности, а также повышение технологических возможностей. 2 н.п. ф-лы, 14 ил.

 

Изобретение относится к монтажно-сборочным работам, проводимым при сборке космической головной части (КГЧ).

Известна космическая головная часть и способ ее сборки по патенту RU 2478532 - прототип, в составе которой содержатся космический аппарат (полезная нагрузка), головной обтекатель (ГО) и переходный отсек (ПхО), который обеспечивает стыковку с ракетой-носителем (РН), причем стыковочный диаметр головного обтекателя больше стыковочного диаметра последней ступени ракеты-носителя, при этом переходный отсек имеет наружный и внутренний силовые контуры для передачи силовой нагрузки от головного обтекателя и космического аппарата к корпусу ракеты-носителя соответственно; наружный силовой контур переходного отсека выполнен в виде конического корпуса, на верхний шпангоут которого с помощью торцевого разъемного, разделяемого в полете, соединения установлен головной обтекатель, а внутренний силовой контур выполнен в виде цилиндрического корпуса, нижний шпангоут которого соединен с нижним шпангоутом конического корпуса; верхний шпангоут цилиндрического корпуса состыкован с помощью торцевого разъемного, разделяемого в полете соединения с космическим аппаратом; верхние шпангоуты конического и цилиндрического корпусов переходного отсека связаны между собой силовыми стержнями.

В способе сборки космической головной части, включающим соединение створок головного обтекателя между собой, в вертикальном положении космический аппарат стыкуют с верхним шпангоутом цилиндрического корпуса переходного отсека, затем на верхнем шпангоуте конического корпуса переходного отсека закрепляют два технологических полукольца, далее створки головного обтекателя своими торцами устанавливают на направляющие шпильки технологических полуколец и соединяют створки головного обтекателя по продольным стыкам, затем отстыковывают головной обтекатель от технологических полуколец, снимая его с направляющих шпилек технологических полуколец, и демонтируют технологические полукольца, после чего стыкуют головной обтекатель с верхним шпангоутом конического корпуса переходного отсека.

Недостатками известного технического решения являются его низкие эксплуатационная надежность и технологические возможности при сборке КГЧ, так как при установке одной из створок на ПхО возможно ее повреждение или повреждение полезной нагрузки, а также многократное повторение операции поочередной затяжки замков при соединении створок головного обтекателя.

Задачами заявленного технического решения являются разработка способа вертикальной сборки космической головной части, при котором обеспечивается повышение эксплуатационной надежности, а также повышение его технологических возможностей.

1. Задачи решаются способом сборки космической головной части в вертикальном положении, содержащим полезную нагрузку, переходный отсек, головной обтекатель, которые соединяют между собой в вертикальном положении, соединение в вертикальном положении створок головного обтекателя по продольным стыкам, демонтаж технологических проставок, отличающийся тем, что перед началом сборки ГО каждая из его створок снаряжается: по внешней цилиндрической поверхности полубандажами, по нижнему шпангоуту створки со стороны ее торца - технологическими проставками, перед установкой створки на верхнем шпангоуте переходного отсека закрепляют технологические страховочные упоры, демонтируемые перед установкой следующей створки, при этом первую створку устанавливают на верхний шпангоут переходного отсека через технологические проставки, а вторую створку подводят к установленной створке с зазором между технологическими проставками и верхним шпангоутом переходного отсека, обеспечивая также равномерный зазор по уплотняемому продольному стыку створок до взаимодействия направляющих устройств полубандажей, после чего полубандажи соединяют стягивающими приспособлениями, а верхнюю часть створок сводят при помощи съемных технологических приспособлений, устанавливаемых на поперечных секторах верхнего шпангоута конической части ГО, затем створки крепят между собой замками продольного стыка ГО, а на соединенные полубандажи и переходный отсек ставят центрирующие приспособления, после чего собранный головной обтекатель приподнимают над переходным отсеком, снимают технологические проставки и производят стыковку головного обтекателя с верхним шпангоутом переходного отсека, после чего головной обтекатель крепят с верхним шпангоутом переходного отсека при помощи замков поперечного стыка.

2. Также задачи решаются устройством для сборки космической головной части, содержащим полезную нагрузку, головной обтекатель, замки продольного и поперечного стыков, переходный отсек и технологические проставки, отличающееся тем, что на верхнем шпангоуте оболочки переходного отсека установлены технологические страховочные упоры, взаимодействующие с первой устанавливаемой створкой, технологические проставки установлены на нижнем шпангоуте створки со стороны ее торца, в створках головного обтекателя снаружи в поперечных торцевых сечениях цилиндрической части выполнены отверстия для крепления полубандажей, на которых установлены кронштейны с выполненными в них отверстиями для крепления направляющих устройств и стягивающих приспособлений, в поперечных секторах верхнего шпангоута конической части ГО выполнены отверстия для крепления съемных технологических приспособлений, а в переходном отсеке и полубандажах предусмотрены места для установки центрирующих приспособлений.

Сущность изобретения поясняется чертежами:

- на фиг. 1 показана установка снаряженной створки головного обтекателя на переходный отсек с установленным на нем технологическим страховочным упором;

- на фиг. 2 показана установка технологического страховочного упора (выносной элемент А с фиг. 1);

- на фиг. 3 показано закрепление створки головного обтекателя на верхнем шпангоуте переходного отсека через технологическую проставку (выносной элемент Б с фиг. 1);

- на фиг. 4 показано крепление полубандажа к створке (выносной элемент В с фиг. 1);

- на фиг. 5 показана сборка головного обтекателя;

- на фиг. 6 показана установка направляющего устройства и стягивающего приспособления (сечение Г-Г с фиг. 5);

- на фиг. 7 показано стягивание створок в верхней части головного обтекателя при помощи съемных технологических приспособлений (дополнительный вид Д с фиг. 5);

- на фиг. 8 показано крепление технологического приспособления к створкам головного обтекателя (сечение Е-Е с фиг. 7);

- на фиг. 9 показано крепление створок по уплотняемому продольному стыку головного обтекателя при помощи замков (сечение Ж-Ж с фиг. 5);

- на фиг. 10 показана установка центрирующего приспособления на полубандаже и переходном отсеке (выносной элемент И с фиг. 5);

- на фиг. 11 показан подъем головного обтекателя над переходным отсеком с работой центрирующего приспособления;

- на фиг. 12 показаны снятие технологических проставок и установка головного обтекателя на переходный отсек (выносной элемент К с фиг. 11);

- на фиг. 13 показана собранная космическая головная часть;

- на фиг. 14 показано крепление головного обтекателя по уплотняемому поперечному стыку космической головной части при помощи замков (выносной элемент Л с фиг. 13), где:

1. полезная нагрузка;

2. переходный отсек;

3. головной обтекатель;

4. створка ГО;

5. продольный уплотняемый стык;

6. технологическая проставка;

7. внешняя цилиндрическая поверхность створки;

8. полубандаж;

9. нижний шпангоут створки;

10. верхний шпангоут переходного отсека;

11. технологические страховочные упоры;

12. направляющее устройство;

13. стягивающее приспособление;

14. съемное технологическое приспособление;

15. поперечный сектор верхнего шпангоута;

16. коническая часть створки;

17. замок продольного стыка;

18. центрирующее приспособление;

19. замок поперечного стыка;

20. поперечный уплотняемый стык;

21. отверстие крепления полубандажа;

22. кронштейн;

23. отверстия для крепления направляющего устройства и стягивающего приспособления;

24. отверстие крепления съемного технологического приспособления;

25. место установки центрирующего приспособления.

В предлагаемом способе сборки космической головной части в вертикальном положении производится установка полезной нагрузки 1 на верхнем шпангоуте переходного отсека 10. Затем, на верхний шпангоут переходного отсека 10 устанавливают технологические страховочные упоры 11, которые предотвращают повреждение полезной нагрузки 1 при проведении монтажных работ по установке первой створки 4 на переходный отсек 2 (фиг.1, 2).

Перед установкой створок ГО 4 на переходный отсек 2 каждая из створок ГО 4 снаряжается: по внешней цилиндрической поверхности створки 7 полубандажами 8, по нижним шпангоутам створок 9 со стороны их торцов технологическими проставками 6 (фиг.1, 3, 4).

При подведении первой створки ГО 4 к переходному отсеку 2 обеспечивают равномерный зазор между технологическими проставками 6 и верхним шпангоутом переходного отсека 10 и равномерное касание створки ГО 4 технологических страховочных упоров 11. Затем створку ГО 4 опускают на верхний шпангоут переходного отсека 10 и крепят через технологические проставки 6 (см. фиг. 1, 3) при помощи винтов (на чертеже не показаны).

Технологические страховочные упоры 11 снимают, после чего вторую створку ГО 4 подводят к установленной створке ГО 4 с зазором между технологическими проставками 6 и верхним шпангоутом переходного отсека 10, обеспечивая также равномерный зазор по продольному уплотняемому стыку 5 створок ГО 4 до взаимодействия направляющих устройств 12 полубандажей 8. Затем, на кронштейны 22 устанавливают стягивающие приспособления 13, а на секторы верхнего шпангоута 15 конической части головного обтекателя 16 технологические приспособления 14 (фиг.5, 6, 7, 8).

Преодолевая усилие обжатия уплотнителя, створки ГО 4 сводят стягивающими приспособлениями 13 на полубандажах 8 и технологическими приспособлениями 14 на конической части головного обтекателя 16, после чего осуществляется крепление створок 4 замками продольного стыка 17 (фиг.9).

Далее стягивающие 13 и технологические 14 приспособления снимают, на посадочные места 25 переходного отсека 2 и полубандажа 8 устанавливают центрирующие приспособления 18, после чего убирают элементы крепления технологических проставок 6 со створками ГО 4 головного обтекателя 3. Головной обтекатель 3 приподнимают над переходным отсеком 2, контролируя работу центрирующих приспособлений 18, после чего убирают крепление технологических прокладок 6 к переходному отсеку 2, а сами технологические прокладки 6 демонтируют (фиг.5, 10, 11, 12).

Головной обтекатель 3 опускают на переходный отсек 2, контролируя работу центрирующих приспособлений 18. Под собственным весом головного обтекателя 3 преодолевается усилие обжатия уплотнительного элемента на поперечном уплотняемом стыке 20 космической головной части, после чего головной обтекатель 3 крепят замками поперечного стыка 19 к верхнему шпангоуту переходного отсека 10 (фиг.13, 14).

Центрирующие приспособления 18 снимают, и далее проводятся заключительные операции, такие как установка узлов вращения створок, приведение толкателей створок в рабочее положение, установка разъемного соединения системы обеспечения теплового режима полезной нагрузки, операции по влагозащите изделия и т.д.

Следует отметить, что работа по данному способу возможна при конструктивном исполнении переходного отсека с внешним и внутренним каркасами, когда на верхний шпангоут внутреннего каркаса устанавливают полезную нагрузку, а на верхний шпангоут внешнего каркаса переходного отсека - головной обтекатель.

Устройство для сборки космической головной части в вертикальном положении, содержащее полезную нагрузку 1, головной обтекатель 3, замки продольного и поперечного стыков 17, 19, переходный отсек 2 и технологические проставки 6, полубандажи 8, стягивающие приспособления 13 и направляющие устройства 12, причем в поперечных торцевых сечениях внешней цилиндрической поверхности створок 7 головного обтекателя 3 (в районе шпангоутов ГО) выполнены отверстия 21 для крепления полубандажей 8, а в поперечных секторах верхнего шпангоута 15 головного обтекателя 3 выполнены отверстия 24 для крепления съемных технологических приспособлений 14, а на переходном отсеке 2 и полубандажах 8 предусмотрены посадочные места 25 для установки центрирующих приспособлений 18.

На указанные выше полубандажи 8 установлены кронштейны 22 с выполненными в них отверстиями 23 для установки направляющих устройств 12 и стягивающих приспособлений 13. Дополнительно, полубандажи 8 снабжены рым-болтами для переноса створок ГО 4, их кантования, а также рым-болтами для переноса, кантования (при необходимости) собранной космической головной части.

Использование вышеуказанного способа сборки КГЧ и устройства для его реализации позволит повысить эксплуатационную надежность и расширить технологические возможности процесса сборки космической головной части в вертикальном положении.

1. Способ сборки космической головной части в вертикальном положении, содержащей полезную нагрузку, переходный отсек, головной обтекатель (ГО), которые соединяют между собой в вертикальном положении, включающий соединение в вертикальном положении створок головного обтекателя по продольным стыкам, демонтаж технологических проставок, отличающийся тем, что перед началом сборки ГО каждая из его створок снаряжается: по внешней цилиндрической поверхности полубандажами, по нижнему шпангоуту створки со стороны ее торца - технологическими проставками, перед установкой створки на верхнем шпангоуте переходного отсека закрепляют технологические страховочные упоры, демонтируемые перед установкой следующей створки, при этом первую створку устанавливают на верхний шпангоут переходного отсека через технологические проставки, а вторую створку подводят к установленной створке с зазором между технологическими проставками и верхним шпангоутом переходного отсека, обеспечивая также равномерный зазор по уплотняемому продольному стыку створок до взаимодействия направляющих устройств полубандажей, после чего полубандажи соединяют стягивающими приспособлениями, а верхнюю часть створок сводят при помощи съемных технологических приспособлений, устанавливаемых на поперечных секторах верхнего шпангоута конической части ГО, затем створки крепят между собой замками продольного стыка ГО, а на соединенные полубандажи и переходный отсек ставят центрирующие приспособления, после чего собранный головной обтекатель приподнимают над переходным отсеком, снимают технологические проставки и производят стыковку головного обтекателя с верхним шпангоутом переходного отсека, после чего головной обтекатель крепят с верхним шпангоутом переходного отсека при помощи замков поперечного стыка.

2. Устройство для сборки космической головной части, содержащей полезную нагрузку, головной обтекатель (ГО), замки продольного и поперечного стыков, переходный отсек, включающее технологические проставки, отличающееся тем, что на верхнем шпангоуте оболочки переходного отсека установлены технологические страховочные упоры, взаимодействующие с первой устанавливаемой створкой, технологические проставки установлены на нижнем шпангоуте створки со стороны ее торца, в створках головного обтекателя снаружи в поперечных торцевых сечениях цилиндрической части выполнены отверстия для крепления полубандажей, на которых установлены кронштейны с выполненными в них отверстиями для крепления направляющих устройств и стягивающих приспособлений, в поперечных секторах верхнего шпангоута конической части ГО выполнены отверстия для крепления съемных технологических приспособлений, а в переходном отсеке и полубандажах предусмотрены места для установки центрирующих приспособлений.