УСТРОЙСТВО ОБЕСПЕЧЕНИЯ РАБОТОСПОСОБНОСТИ ОБОРУДОВАНИЯ КОСМИЧЕСКОГО АППАРАТА Российский патент 1994 года по МПК B64G1/66 

Изобретение относится к устройствам обеспечения работоспособности, преимущественно крупногабаритного оборудования космических аппаратов (КА) в невесомости, в сложных условиях эксплуатации.

Наиболее близким по технической сущности является устройство обеспечения работоспособности оборудования КА, содержащее виброзашитное приспособление, сильноточные и слаботочные кабели, а также магистрали теплоносителя, связывающие элементы оборудования КА с основанием.

Однако известное устройство имеет недостаточную эффективность низкочастотной виброзащиты оборудования КА, что требует предусмотрения на борту КА дополнительных средств для такой защиты, усложняющих и утяжеляющих конструкцию КА.

Целью изобретения является обеспечение пространственной низкочастотной защиты оборудования минимальными дополнительными бортовыми средствами.

Это достигается тем, что в устройстве, содержащем виброзащитное приспособление, сильноточные и слаботочные кабели, а также магистрали теплоносителя, связывающие элементы оборудования КА с основанием, виброзащитное приспособление, сильноточные и слаботочные кабели, а также магистрали теплоносителя объединены в общем функциональном элементе, выполненном в виде зигзагообразно изогнутых относительно друг друга трубок из диэлектрического материала, снабженных демпфирующим элементом волокнистой структуры, расположенным в зазоре между наружной и средней трубками, причем сильноточный кабель размещен в полости центральной трубки, а слаботочные кабели выполнены в виде проводящих полосок, закрепленных на внутренней стенке наружной трубки, при этом теплоноситель размещен в зазоре между трубками меньшего и среднего диаметров.

Кроме того, в предлагаемом устройстве в точках перегиба зигзагообразно изогнутых трубок могут быть с зазором размещены упругие упоры, выполненные в форме валиков.

На фиг.1 схематично показана установка оборудования КА на трех однотипных предлагаемых устройствах обеспечения работоспособности данного оборудования; на фиг.2 схематично изображено предлагаемое устройство обеспечения работоспособности оборудования КА; на фиг.3 - то же, поперечный разрез.

Устройство обеспечения работоспособности оборудования размещено (см. фиг. 2) между основанием (источником вибрации) 1 и оборудованием 2 и содержит упругий элемент 3 в виде зигзагообразно изогнутых во взаимно перпендикулярных плоскостях коаксиально (т.е. с зазором) расположенных относительно друг друга элементов 4 в виде упруговиброизолирующих и нетокопроводящих трубок 5,6,7 (см. фиг.3). В полости трубки 5 размещен сильноточный электрический кабель 8, по жилам которого сильный ток имеет возможность подводиться от основания 1 к оборудованию 2. По внутреннему периметру трубки 7 вдоль ее образующих размещены (например, приклеены) слаботочные электропроводящие элементы 9, по которым слабые токи имеют возможность подводиться от основания 1 к оборудованию 2. В зазоре между трубками 5 и 6 размещен теплоноситель 10 (охлаждающая жидкость), который имеет возможность свободно циркулировать между основанием 1 и оборудованием 2. При этом теплоноситель 10 может, например, подводиться от основания 1 к оборудованию 2 (фиг.1) через устройство I, а отводиться от него через устройства II и III. В зазоре между трубками 6 и 7 размещен демпфирующий элемент 11 волокнистой структуры, выполненный, например, из спрессованной металлической проволоки, обладающей высокими энергопоглощающими свойствами за счет межпроволочного трения в ее структуре.

В точках перегиба упругого элемента 4 (фиг.2) могут быть размещены с зазором упругие упоры, например резиновые валики 12, закрепленные на основании 1.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

При воздействии в условиях невесомости пространственной низкочастотной вибрации со стороны основания 1 упругий элемент 4 начинает упруго деформироваться по осям X,Y,Z (см.фиг.2), а также при наличии крутильных колебаний вокруг этих осей и, поскольку масса крупногабаритного оборудования 2 велика и суммарная длина упругих элементов 4 велика (например 1-2 м) несмотря на то, что сами они относительно компактны за счет придания им зигзагообразной формы, обеспечивается высокоэффективная пространственная низкочастотная виброзащита оборудования 2. Одновременно с этим на оборудование 2 не передается также и высокочастотная вибрация, так как собственные высокочастотные резонансы упругих элементов 4 подвески надежно задемпфированы за счет высокого межпроволочного трения в демпфирующем элементе 11 волокнистой структуре и других частях упругого элемента 4. Если в наиболее тяжелых (не номинальных) режимах звенья упругого элемента 4 все же войдут в резонансный режим и начнут раскачиваться, этот резонанс будет эффективно сбит за счет взаимодействия этих звеньев с упругими упорами - отбойниками 12, так как при этом происходит эффективное рассеяние энергии.

Одновременно с обеспечением эффективной пространственной виброзащиты оборудования и не в ущерб качеству этой виброзащиты через упругие элементы 4 осуществляется подвод к защищаемому оборудованию электрического питания (по вмонтированному непосредственно в него сильноточному кабелю и слаботочным электрическим элементам), а также охлаждающей жидкости.

Таким образом, предлагаемое устройство представляет собой комплексную систему (жизне)-обеспечения эффективного функционирования оборудования космических аппаратов. Имея малые габариты и будучи выполненным в виде общего (единого) конструктивного элемента, оно позволяет одновременно обеспечивать высококачественную низкочастотную виброзащиту оборудования, подводить к нему электропитание и теплоноситель.

Устройство обеспечения работоспособности оборудования космического аппарата. Использование: вспомогательные и служебные системы оборудования, преимущественно крупногабаритные, обеспечивающие надежную работу в сложных условиях космического полета. Сущность изобретения: устройство содержит размещенные между основанием (источником вибрации) (1) и оборудованием (2) упругие элементы (3), центральная часть которых выполнена в виде зигзагообразно изогнутых во взаимноперпендикулярных плоскостях трубок (4), пропущенных между упругими упорами-отбойниками (12). Элементы (3) представляют собой коаксиальные магистрали, обеспечивающие: сильноточное электропитание оборудования (2) по центральной кабельной жиле, подачу и отвод теплоносителя по первому коаксиальному трубопроводу, охватывающему жилу, слаботочное электропитание по проводящим элементам, нанесенным на внутреннюю поверхность оболочки магистрали. При этом между этой оболочкой и цилиндрической стенкой трубопровода теплоносителя размещен демпфирующий элемент, например спрессованная металлическая проволока. Изобретение позволяет обеспечить надежную низкочастотную виброизоляцию оборудования минимальными дополнительными бортовыми средствами. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. УСТРОЙСТВО ОБЕСПЕЧЕНИЯ РАБОТОСПОСОБНОСТИ ОБОРУДОВАНИЯ КОСМИЧЕСКОГО АППАРАТА, содержащее виброзащитное приспособление, сильноточные и слаботочные кабели, а также магистрали теплоносителя, связывающие элементы оборудования космического аппарата с основанием, отличающееся тем, что, с целью обеспечения пространственной низкочастотной защиты оборудования минимальными дополнительными бортовыми средствами, в нем виброзащитное приспособление, сильноточные и слаботочные кабели, а также магистрали теплоносителя объединены в общем функциональном элементе, выполненном в виде зигзагообразно изогнутых во взаимно перпендикулярных плоскостях коаксиально расположенных одна относительно другой трубок из диэлектрического материала, снабженных демпфирующим элементом волокнистой структуры, расположенным в зазоре между наружной и средней трубками, причем сильноточный кабель размещен в полости центральной трубки, а слаботочные кабели выполнены в виде проводящих полосок, укрепленных на внутренней стенке наружной трубки, при этом теплоноситель размещен в зазоре между трубками меньшего и среднего диаметров. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в точках перегиба зигзагообразно изогнутых трубок с зазором размещены упругие упоры, выполненные в форме валиков.