Способ изготовления конструкции механического устройства батареи солнечной
Владельцы патента RU 2716513:
Акционерное общество "Информационные спутниковые системы" имени академика М.Ф. Решетнёва" (RU)
Изобретение относится к технологии изготовления солнечной батареи (СБ) космического аппарата (КА). Механическое устройство СБ содержит панели и раму, которые шарнирно связывают между собой в раскрытом положении. Раму шарнирно связывают с технологическим приспособлением (ТП), имитирующим посадочные поверхности и точки крепления механического устройства на корпусе КА. Переводят раму и панели (первый раз) в сложенное положение и фиксируют относительно друг друга и ТП посредством механизмов опорных узлов, удерживаемых от срабатывания с помощью тросовых тяг и пиросредств. Настраивают расположение всех этих узлов и элементов согласно их расположению на КА. Затем механическое устройство СБ может быть испытано на ТП для подтверждения работоспособности, по месту окончательной установки на КА. Техническим результатом является исключение, благодаря ТП, зависимости процесса изготовления механического устройства СБ от степени готовности и самого наличия КА. 1 з.п. ф-лы.
Изобретение относится к космической технике, а именно к способам изготовления конструкции механического устройства батареи солнечной и может быть использовано при создании космического аппарата.
Из существующего уровня техники известен способ изготовления конструкции механического устройства, раскрытый в устройстве «Солнечная батарея космического аппарата» (патент RU №2214949 С1, B64G 1/22), заключающийся в том, что створки батареи солнечной попарно связывают между собой шарнирами, а раму с помощью пиросредств закрепляют на корпусе космического аппарата в раскрытом положении. При этом на внутренних торцах верхних створок устанавливают кронштейны, связанные со стяжными лентами. Переводят батарею космического аппарата в сложенное положение, стяжные ленты пропускают через пиросредства, жестко закрепленные на раме. На внешних торцах верхних створок устанавливают крюки, поверхности которых взаимодействуют с осями подпружиненных стяжных элементов, шарнирно закрепленных на корпусе космического аппарата, причем оси стяжных элементов смещают наружу относительно осей шарниров, связывают верхние и нижние створки, а на нижних створках жестко закреплены шаровые опоры, взаимодействующие с корпусом космического аппарата.
Недостатком описанного выше способа является то, что элементы фиксации конструкции механического устройства батареи солнечной взаимодействуют с корпусом космического аппарата. Таким образом, функционирование механического устройство батареи солнечной невозможно без элементов конструкции космического аппарата, что приводит к зависимости изготовления механического устройства от изготовления самого космического аппарата.
Из существующего уровня техники известен способ изготовления конструкции механического устройства, раскрытый в устройстве «Батарея солнечная космического аппарата» (патент RU №2460676 С2, B64G 1/44), заключающийся в том, что панель батареи солнечной, которая состоит из двух полупанелей, собирают в раскрытом положении, соединяя корневую, среднюю и крайнюю створки каждой из полупанелей шарнирными узлами. Полупанели переводят в сложенное положение и устанавливают на раме, подвижно закрепленной на четырех опорных узлах корпуса космического аппарата.
Полупанели соединяют между собой с одной стороны при помощи четырех подпружиненных прижимов, установленных на раме, а с другой - четырьмя стяжками в опорных узлах космического аппарата. Подпружиненные прижимы связывают посредством тросовой тяги с пиросредством.
Недостатком описанного выше способа является большое количество элементов фиксации (стяжки опорных узлов, опорные узлы, пиросредства и подпружиненные прижимы, фиксирующие внешнюю панель), что усложняющего конструкцию устройства, а также то, что опорные узлы входят в состав конструкции космического аппарата, в связи с чем функционирование механического устройство батареи солнечной невозможно без этих опорных узлов и к зависимости изготовления механического устройства от изготовления самого космического аппарата.
Из существующего уровня техники наиболее близким к заявленному решению (прототипом) является способ изготовления конструкции механического устройства, раскрытый в устройстве «Солнечная батарея» (патент RU №2258640 С1, B64G 1/44), заключающийся в том, что панели соединяют между собой и через первую панель с рамой в раскрытом положении посредством расположенных по их краям соосных шарнирных соединений. Раму связывают шарнирным соединением с космическим аппаратом. Раму и панели переводят в сложенное положение и фиксируют друг относительно друга и на космическом аппарате с помощью механизмов опорных узлов, удерживаемых от срабатывания пирочеками. При этом опорные узлы и пирочеки установлены на скрепленных с космическом аппаратом кронштейнах.
Недостатком описанного выше способа является то, что сборка механического устройства батареи солнечной происходит на корпусе космического аппарата с подготовленными посадочными поверхностями и необходимыми крепежными отверстиями, с использованием конструктивных элементов космического аппарата (например, таких как кронштейны для установки пиросредств), непосредственно влияющих на функционирование устройства. Это приводит как к усложнению конструкции самого механического устройства батареи солнечной, так и к тому, что сборку конструкции на корпусе космического аппарата необходимо интегрировать в производственный цикл самого космического аппарата, то есть учитывать время, место и необходимую степень готовности конструкции космического аппарата, а так же объем и соответствующие этапы его испытаний на работоспособность в условиях штатного функционирования.
Для заявленного способа выявлены основные общие существенные признаки, как: панели, рама, шарнирные соединения, пакет.
Технической проблемой, на решение которой направлено заявляемое изобретение является упрощение процесса изготовления механического устройства батареи солнечной, что, в свою очередь снижает время изготовления всего космического аппарата.
Поставленная техническая проблема решается тем, что в способе изготовления конструкции механического устройства батареи солнечной, заключающимся в том, что панели и раму, связывают между собой шарнирными соединениями в раскрытом положении. Раму связывают шарнирным соединением с технологическим приспособлением, имитирующим посадочные поверхности и точки крепления элементов конструкции механического устройства батареи солнечной на корпусе космического аппарата. Переводят раму и панели в сложенное положение. Фиксируют друг относительно друга и относительно технологического приспособления посредством механизмов опорных узлов удерживаемых от срабатывания узлом с пиросредствами с помощью тросовых тяг. При этом опорные узлы, узел с пиросредствами и тросовые тяги заранее устанавливают на технологическом приспособлении в заданных местах и окончательно. Настраивают их расположение соответствующее их расположению на космическом аппарате при первом переводе панелей и рамы в сложенное положение. После чего механическое устройство батареи солнечной испытывают на технологическом приспособлении для подтверждения работоспособности, по месту окончательной установки на космическом аппарате.
Способ изготовления конструкции механического устройства батареи солнечной заключается в том, что предварительно изготавливают технологическое приспособление, представляющее собой конструкцию, например балочную ферму, повторяющую космический аппарат в части плоскостей и точек крепления механического устройства батареи солнечной на космическом аппарате. Затем панели и раму, связывают между собой шарнирными соединениями в раскрытом положении, раму связывают шарнирным соединением с технологическим приспособлением, имитирующим посадочные поверхности и точки крепления элементов конструкции механического устройства батареи солнечной на корпусе космического аппарата. Переводят раму и панели в сложенное положение, фиксируют друг относительно друга и относительно технологического приспособления посредством механизмов опорных узлов взаимодействующего с узлом с пиросредствами с помощью тросовых тяг, при этом опорные узлы, узел с пиросредствами и тросовые тяги заранее установлены на технологическом приспособлении в заданном месте. Такая конструкция фиксирующих элементов позволяет объединить все элементы в одну механическую систему, что облегчает монтаж ее на технологическом приспособлении и затем перенос, и монтаж на корпусе космического аппарата. Также это позволяет сократить количество элементов фиксации, но при этом выполнять функцию рамы и панелей в сложенном положении с заданной надежностью и автономно от корпуса космического аппарата. Окончательно расположение элементов механического устройства батареи солнечной на технологическом приспособлении, соответствующее их расположению на космическом аппарате настраивают при первом переводе панелей и рамы в сложенное положение. Механическое устройство батареи солнечной испытывают на технологическом приспособлении для подтверждения работоспособности, по месту окончательной установки на космическом аппарате, а затем демонтируют и устанавливают на космический аппарат в заданный момент его производственного цикла.
Механическое устройство батареи солнечной, конструкцию которой изготавливают заявленным способом, состоит из рамы и панелей, связанных между собой шарнирными соединениями, и фиксируемых в сложенном положении между собой опорными узлами, механизмы которых удерживаются от срабатывания узлом с пиросредствами с помощью тросовых тяг.
Техническим результатом изобретения является использование дополнительного технологического приспособления (оснастки), позволяющей исключить зависимость процесса изготовления механического устройства батареи солнечной от степени готовности космического аппарата, времени и места его нахождения.
1. Способ изготовления конструкции механического устройства батареи солнечной, заключающийся в том, что панели и раму связывают между собой шарнирными соединениями в раскрытом положении, отличающийся тем, что раму связывают шарнирным соединением с технологическим приспособлением, имитирующим посадочные поверхности и точки крепления элементов конструкции механического устройства батареи солнечной на корпусе космического аппарата, переводят раму и панели в сложенное положение, фиксируют друг относительно друга и относительно технологического приспособления посредством механизмов опорных узлов, удерживаемых от срабатывания узлом с пиросредствами с помощью тросовых тяг, при этом опорные узлы, узел с пиросредствами и тросовые тяги заранее устанавливают на технологическом приспособлении в заданных местах и окончательно настраивают их расположение, соответствующее их расположению на космическом аппарате, при первом переводе панелей и рамы в сложенное положение.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что механическое устройство батареи солнечной испытывают на технологическом приспособлении для подтверждения работоспособности, по месту окончательной установки на космическом аппарате.
