ПРИСТРОЙКА К КОСМИЧЕСКОЙ СТАНЦИИ Российский патент 1999 года по МПК B64G1/00 

Изобретение относится к области строительства в космосе и, в первую очередь, к реконструкции и расширению орбитальных космических станций; возможно применение устройства при новом строительстве и для строительства в открытом космосе.

Известно присоединение к орбитальной станции КА "Космос-1686", "Прогресс", "Союз Т-14", а также других (Российских и США) объектов.

Такие же присоединения намечаются в международных космических экспериментах, например "Фридом" (Инженерная газета, N 50, 30.12.92).

Наиболее близким к изобретению по техническому решению можно принять опубликованное в журнале "Техника молодежи" N 10 за 1987 г. на стр. 33 объединение нескольких космических объектов (принятое в качестве прототипа).

В решении прототипа за основу принята орбитальная станция "Мир", имеющая головное шарообразное приемное помещение со стыковочными аппаратами, впереди и с боков по периметру, к которым в космосе примкнули и закрепились другие космические объекты, в результате чего появились дополнительные площади с собственным космическим обеспечением воздухом, теплом, вентиляцией и др.

Недостатками прототипа являются:
- повышенная сложность и вес станции и пристыкованных к ней объектов, требующих для доставки мощных ракетных средств;
- неудобное сообщение между объединенными объектами через единственный и тесный проход;
- затруднения, связанные с постоянной невесомостью;
- неудобства для использования площадей и недостаток их размеров, что отрицательно влияет на развитие производственных и лабораторных работ.

Техническим результатом изобретения являются дополнение станции полезными площадями, обеспечение на этих площадях лучших условий для экипажа с искусственной гравитацией, сохранение при этом здоровья и увеличение продолжительности его смен, создание дополнительных мест приема кораблей при эксплуатации, применение для строительства облегченных сборных конструкций.

Для достижения этого технического результата служит предлагаемая пристройка к космической станции, содержащая дополнительные площади и стыковочные узлы, причем дополнительные площади выполнены в виде пристыкованного к указанной станции неподвижного цилиндрического узла, несущего жесткую конструкцию из линейных элементов, приемных пунктов для грузовых кораблей, торового элемента, разделенного на герметичные отсеки, вращающегося в магнитной подвеске посредством кольцевого электромагнитного двигателя совместно с переходными галереями, замкнутыми на переходный узел, размещенный в неподвижном цилиндрическом узле и способный вращаться на кольцевом подшипнике.

При этом в предлагаемой пристройке переходные галереи, переходы между отсеками тора, выходы из отсеков тора в переходные галереи, переходы из переходных галерей в переходный узел, переходы из неподвижного цилиндрического узла в космическую станцию обеспечены шлюзами.

Кроме того, в предлагаемой пристройке торовый элемент, неподвижный цилиндрический узел, указанные приемные пункты, переходные галереи и переходный узел могут быть выполнены из космических строительных блоков.

Дополнительной особенностью предлагаемого решения являются смонтированные между тором и неподвижным узлом /базисом/ круговые балансиры с перемещаемыми вдоль их круговых осей на магнитной подвеске грузами. Балансиры обеспечивают неподвижность базиса при вращении тора.

Для сообщения между торовыми помещениями и станцией приняты радиальные галереи, замкнутые /объединенные/ в общем узле на центральной оси. Этот узел снабжен лифтовой кабиной, свободно насаженной на ось, пропущенную через базис к станции. Приемные пункты для прибывающих космических кораблей также имеют галереи для сообщения с базисом.

Секции тора, галереи, базис, приемные пункты выполнены из облегченных строительных блоков: гибких оболочек с продольными ребрами жесткости, поставляемых на монтаж в сложенном виде, зафиксированными с остаточным воздухом внутри них. После снятия фиксаторов (на орбите) расширяющийся воздух придает данным космическим строительным блокам рабочую форму.

Все галереи и узлы переходов имеют шлюзование.

На фиг. 1 показан разрез 1-1 вдоль сооружения, включающего космическую станцию и пристройку; на фиг. 2 - вид 2-2 со стороны пристройки; на фиг. 3 - разрез 3-3 поперек пристройки.

Пристройка, примыкающая к космической станции-А (со стыковочными узлом-1), имеет цилиндрический неподвижный узел Б (базис) с закладными деталями в герметичных соединения 2 по X-X и Y-Y, на котором обосновываются все конструкции пристройки, а именно:
балансирное кольцевое устройство из труб 4, объединенное в общую систему из элементов жесткости 5 и 9 и вмонтированными в нее цилиндрическими приемными пунктами-6 со стыковыми устройствами 7 и галереями 8 для перехода в базис Б;
торовая конструкция из отсеков-помещений-11 с оборудованными шлюзованием (на чертеже не показаны) галереями 12 и 13 с их общим узлом В, соединенным с узлом Б осью 3;
электромагнитный двигатель 10 между балансиром 4 и торовой конструкцией, ротор которого с постоянными магнитами прикреплен к тору, а статор с облицовкой, в которую заделана проволочная рабочая обмотка, прикреплен к балансиру.

При использовании изобретения в космосе в зону расширяемой станции подаются сборные конструкции в порядке монтажа.

Сначала к станции прикрепляют центральный элемент-базис, на котором монтируется конструкция общей жесткой системы с балансирами.

Одновременно собирается тор из космических строительных блоков, расфиксированных и под действием внутреннего остаточного воздуха - его давлением - расширившихся, обратившихся в секции тора.

Конструкция с балансирами и торовая объединяются с установкой между ними кругового электромагнитного двигателя.

По окончании монтажа устройство приводится в действие, для чего к статору подводится электрический ток, его обмотка возбуждает магнитное поле, которое приводит в движение ротор, вращает его вместе с тором, причем одновременно подводится электроток к балансирам, грузы в которых приходят в движение, и возникающая реакция стабилизирует неподвижность статора.

При вращении тора относительно центральной оси в его помещениях возникает искусственная гравитация.

Изобретение относится к области строительства в космосе и может быть использовано при реконструкции и расширении космических станций на орбите, а также для строительства в открытом космосе. Согласно изобретению, пристройка содержит дополнительные площади в виде стыкуемого со станцией неподвижного цилиндрического узла с жесткой конструкцией из линейных элементов, приемных пунктов грузовых кораблей и торового герметично секционированного элемента, охватывающего электромагнитный двигатель, вращающий торовый элемент в магнитной подвеске для создания в торе искусственной тяжести. Совместно с тором вращаются переходные галереи, замкнутые на переходный узел, размещенный в неподвижном цилиндрическом узле и вращающийся на кольцевом подшипнике. Изобретение позволяет создавать на. космической станции искусственную гравитацию, а также повысить безопасность ее эксплуатации. 2 з.п.ф-лы. 3 ил.

1. Пристройка к космической станции, находящейся на орбите или в открытом космосе, содержащая дополнительные площади и стыковочные узлы, отличающаяся тем, что дополнительные площади выполнены в виде пристыкованного к указанной станции неподвижного цилиндрического узла, несущего жесткую конструкцию из линейных элементов, приемных пунктов для грузовых кораблей, торового элемента, разделенного на герметичные отсеки, вращающегося в магнитной подвеске посредством кольцевого электромагнитного двигателя совместно с переходными галереями, замкнутыми на переходный узел, размещенный в неподвижном цилиндрическом узле и способный вращаться на кольцевом подшипнике. 2. Пристройка по п.1, отличающаяся тем, что переходные галереи, переходы между отсеками тора, выходы из отсеков тора в переходные галереи, переходы из переходных галерей в переходный узел, переходы неподвижного цилиндрического узла в космическую станцию обеспечены шлюзами. 3. Пристройка по п.1 или 2, отличающаяся тем, что торовый элемент, неподвижный цилиндрический узел, указанные приемные пункты, переходные галереи и переходный узел выполнены из космических строительных блоков.