ОРБИТАЛЬНЫЙ КОСМИЧЕСКИЙ АППАРАТ Российский патент 1994 года по МПК B64G1/00 

Изобретение относится к космической технике, а именно, к конструкциям орбитальных космических аппаратов (ОКА).

Наиболее близким решением из известных является ОКА, содержащий силовую оболочку с передним и задним торцевыми шпангоутами, соединенные с ними переднее и заднее днища, теплозащитное покрытие на наружной стороне силовой оболочки, солнечные батареи с узлами крепления, удерживаемые в сложенном транспортировочном положении, распадающимися узлами фиксации, систему ориентации, антенны и устройство крепления орбитального космического аппарата к носителю.

Недостатком указанного устройства является то, что силовая оболочка ОКА не включена в силовую схему ракеты-носителя, что не позволяет создать оптимальную силовую конструкцию, обеспечивающую минимальную массу.

Технической задачей изобретения является увеличение выводимой на орбиту полезной массы при одновременном повышении плотности компоновки и сохранении миделя носителя.

Данная техническая задача решается тем, что известный ОКА, содержащий силовую оболочку с передним и задним торцевыми шпангоутами, соединенные с ними переднее и заднее днища, теплозащитное покрытие на наружной стороне силовой оболочки, солнечные батареи с узлами крепления, удерживаемые в сложенном транспортировочном положении распадающимися узлами фиксации, систему ориентации, антенны и устройство крепления орбитального космического аппарата к носителю, снабжен также распадающимися узлами крепления носового аэродинамического обтекателя, силовой рамой с узлами крепления, установленной на переднем торцевом шпангоуте силовой оболочки, при этом узлы крепления носового обтекателя и устройство крепления к носителю установлены соответственно на переднем и заднем торцевых шпангоутах силовой оболочки, а солнечные батареи, распадающиеся узлы их фиксации, система ориентации и антенны размещены на силовой раме. При этом распадающиеся узлы крепления носового обтекателя и узлы крепления силовой рамы расположены на концентрических окружностях, при этом узлы крепления носового обтекателя - на внешней окружности. Кроме того, узлы крепления носового обтекателя и силовая рама установлены на переднем торцевом шпангоуте через жестко соединенный с ним дополнительный шпангоут.

Силовая рама выполнена в виде двух стержневых ферм, выносного шпангоута и дополнительной оболочки с торцевыми шпангоутами, расположенной между фермами соосно силовой оболочке орбитального космического аппарата, причем одни концы стержней каждой фермы жестко соединены с соответствующими шпангоутами дополнительной оболочки силовой рамы, а другие концы стержней одной из ферм жестко скреплены с выносным шпангоутом рамы, при этом узлы крепления силовой рамы к переднему торцевому шпангоуту выполнены в виде кронштейнов и расположены на свободных концах стержней другой фермы, смежные стержни которой попарно пересечены друг с другом и жестко соединены в месте пересечения, причем солнечные батареи размещены снаружи дополнительной оболочки силовой рамы между соединенными попарно стержнями фермы и закреплены по периметру шпангоута оболочки силовой рамы, наиболее удаленного от переднего торцевого шпангоута, распадающиеся узлы фиксации солнечных батарей - по периметру другого шпангоута оболочки силовой рамы, система ориентации размещена на торцевых шпангоутах оболочки силовой рамы, а антенны укреплены в местах пересечения стержней фермы, соединенных с передним торцевым шпангоутом силовой оболочки орбитального космического аппарата. При этом устройство крепления к носителю выполнено в виде подкрепленной оболочки с теплозащитным покрытием на наружной поверхности и с торцевыми шпангоутами, один из которых соединен с задним шпангоутом орбитального космического аппарата посредством распадающихся узлов крепления, а на другом установлены узлы крепления к носителю.

На фиг.1 изображен ОКА, общий вид; на фиг.2 - рама ОКА; на фиг.3 изображен ОКА в рабочем положении.

ОКА содержит силовую оболочку 1 с передним 2 и задним 3 торцевыми шпангоутами и соединенные с ними переднее 4 и заднее 5 днища. На наружной стороне силовой оболочки имеется теплозащитное покрытие 6. Силовая оболочка может быть выполнена конической, а днища сферическими с выпуклостью наружу. На переднем шпангоуте 2 жестко закреплен дополнительный шпангоут 7. На нем установлены распадающиеся узлы 8 крепления носового обтекателя 9. Под распадающимися узлами крепления принимают разрывные болты, замки с пиротехническим приводом и т.д. К дополнительному шпангоуту 7 крепится рама 10. Распадающиеся узлы 8 крепления носового обтекателя и узлы крепления силовой рамы расположены на концентрических окружностях, при этом узлы крепления носового обтекателя - на внешней окружности. На заднем днище 5 размещены узлы крепления антенн 11, выполненных поворотными. ОКА к носителю 12 крепится при помощи устройства крепления 13, выполненного в виде подкрепленной оболочки 14 с теплозащитным покрытием 15 и торцевыми шпангоутами 16 и 17. На шпангоуте 16 размещены распадающиеся узлы 18 крепления к заднему шпангоуту 3 силовой оболочки 1, а на шпангоуте 17 установлены узлы 19 крепления к носителю 12.

Рама 10 содержит фермы 20 и 21, выносной шпангоут 22 и дополнительную силовую оболочку 23 с торцевыми шпангоутами 24 и 25. Стержни фермы 20 попарно пересекаются друг с другом и жестко соединены в местах пересечения. На шпангоутах 22 и 24 крепится система ориентации, например магнитно-гравитационная система ориентации. На шпангоуте 22 установлен в исходном положении магнитно-гравитационный успокоитель, а на шпангоуте 24 закреплен двигатель выдвижения магнитно-гравитационного успокоителя. На шпангоуте 25 размещены узлы крепления 26 солнечных батарей 27, а на шпангоуте 24 установлены распадающиеся узлы фиксации 28 солнечных батарей 27, удерживаемых ими в сложенном транспортировочном положении. В местах пересечения стержней фермы 20 размещены узлы 29 крепления антенн. На свободных концах стержней фермы 20 жестко закреплены кронштейны 30.

Отделение соответствующих частей ОКА (носового аэродинамического обтекателя 9, выдвижение солнечных батарей и т.д.) осуществляется по командам от системы управления, по которым происходит срабатывание распадающихся узлов 8 носового аэродинамического обтекателя 9, отделение его и увод. Срабатывают распадающиеся узлы 19 с носителем 12, а затем срабатывают распадающиеся узлы 28 солнечных батарей 27.

Использование: в космической технике. Сущность изобретения: размещение узлов крепления носового обтекателя на силовом корпусе орбитального космического аппарата, а также специальная конструкция рамы, повышающая плотность компановки, позволяют увеличить выводную полезную массу орбитального космического аппарата. 4 з.п.ф-лы, 3 ил.

1. ОРБИТАЛЬНЫЙ КОСМИЧЕСКИЙ АППАРАТ, содержащий силовую оболочку с передним и задним торцевыми шпангоутами, соединенные с ними переднее и заднее днища, теплозащитное покрытие на наружной стороне силовой оболочки, солнечные батареи с узлами крепления, удерживаемые в сложенном транспортировочном положении распадающимися узлами фиксации, систему ориентации, антенны и устройство крепления орбитального космического аппарата к носителю, отличающийся тем, что орбитальный космический аппарат снабжен распадающимися узлами крепления носового аэродинамического обтекателя, силовой рамой с узлами крепления, установленной на переднем торцевом шпангоуте силовой оболочки, при этом узлы крепления носового обтекателя и устройство крепления к носителю установлены соответственно на переднем и заднем торцевых шпангоутах силовой оболочки, а солнечные батареи, распадающиеся узлы их фиксации, система ориентации и антенны размещены на силовой раме. 2. Аппарат по п.1, отличающийся тем, что распадающиеся узлы крепления носового обтекателя и узлы крепления силовой рамы расположены на концентрических окружностях, при этом узлы крепления носового обтекателя - на внешней окружности. 3. Аппарат по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что узлы крепления носового обтекателя и силовая рама установлены на переднем торцевом шпангоуте через жестко соединенный с ним дополнительный шпангоут. 4. Аппарат по пп. 1 - 3, отличающийся тем, что силовая рама выполнена в виде двух стержневых ферм, выносного шпангоута и дополнительной оболочки с торцевыми шпангоутами, расположенной между фермами соосно силовой оболочке орбитального космического аппарата, причем одни концы стержней каждой фермы жестко соединены с соответствующими шпангоутами дополнительной оболочки силовой рамы, а другие концы стержней одной из ферм жестко скреплены с выносным шпангоутом рамы, при этом узлы крепления силовой рамы к переднему торцевому шпангоуту выполнены в виде кронштейнов и расположены на свободных концах стержней другой фермы, смежные стержни которой попарно пересечены друг с другом и жестко соединены в месте пересечения, причем солнечные батареи размещены снаружи дополнительной оболочки силовой рамы между соединенными попарно стержнями фермы и закреплены по периметру шпангоута оболочки силовой рамы, наиболее удаленного от переднего торцевого шпангоута, распадающиеся узлы фиксации солнечных батарей - по периметру другого шпангоута оболочки силовой рамы, система ориентации размещена на торцевых шпангоутах оболочки силовой рамы, а антенны закреплены в местах пересечения стержней фермы, соединенных с передним торцевым шпангоутом силовой оболочки орбитального космического аппарата. 5. Аппарат по п.1, отличающийся тем, что устройство крепления к носителю выполнено в виде подкрепленной оболочки с теплозащитным покрытием на наружной ее поверхности и с торцевыми шпангоутами, один из которых соединен с задним шпангоутом орбитального космического аппарата посредством распадающихся узлов крепления, а на другом установлены узлы крепления к носителю.