УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАЗДЕЛЕНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ КОСМИЧЕСКОГО АППАРАТА Российский патент 2000 года по МПК B64G1/64 F16B2/16 

Изобретение относится к системам стыковки и расстыковки космических кораблей и их частей и может быть использовано для стыковки и быстрого разъединения связи между объектами, например элементами космического аппарата (КА).

Известен пиротехнический механизм, содержащий корпус, в котором расположен поршень, несущий шток, связанный срезаемой чекой с гильзой, соединенной посредством шарикового фиксатора с корпусом. При подаче давления на поршень он толкает шток и раскрывает шариковый замок [1].

К недостаткам этой конструкции можно отнести то, что в процессе раскрытия возникают местные ударные импульсы, которые отрицательно влияют на аппаратуру, расположенную в непосредственной близости к плоскости разделения КА.

Наиболее близким по технической сущности является устройство для соединения разделяемых элементов космического аппарата, содержащее корпус, в котором установлены патронник с пиропатронами, гильза, шток и вкладыши с опорными буртиками [2].

При подаче давления гильза, перемещаясь в корпусе, сходит с опорных буртиков резьбовых вкладышей, производя раскрытие стыка между элементами КА.

Недостатками данного устройства являются:
1. Невозможность обеспечения необходимого момента затяжки стыка, так как ввинчивание штока происходит в резьбовую часть нескольких вкладышей.

2. Сообщение механического импульса отделяемому элементу при раскрытии стыка, что может быть критичным для приборов и составных частей КА, расположенных в непосредственной близости, и снижает надежность их работы.

Технической задачей, решаемой настоящим изобретением, является исключение механического импульса, сообщаемого разделяемым элементам при раскрытии стыка, обеспечение необходимого момента затяжки стыка, повышение надежности разделения элементов КА.

Сущность изобретения заключается в том, что устройство для разделения элементов космического аппарата, содержащее корпус, в котором установлены патронник с пиропатронами, гильза, шток и вкладыши с опорными буртиками, снабжено жестко и герметично закрепленной внутри корпуса мембраной, на хвостовике которой закреплен шток, а в корпусе со стороны мембраны выполнена сферическая поверхность, при этом расстояние от мембраны до начала сферической поверхности превышает ширину опорных буртиков вкладышей и штока, кроме того, разделяемые элементы закреплены на хвостовой части гильзы. На наружной поверхности вкладышей и взаимодействующей с ней внутренней поверхностью гильзы выполнены кольцевые проточки.

На фиг. 1 представлен общий вид устройства в состыкованном состоянии.

На фиг. 2 - выносной элемент 1 по фиг. 1.

На фиг. 3 положение элементов устройства после разъединения связи между элементами.

Устройство для соединения разделяемых в полете элементов космического аппарата состоит из корпуса 1, закрепленного на разделяемом элементе 2, например, ракеты-носителя винтами 3. В корпусе 1 установлены патронник 4 с пиропатронами 5, гильза 6, вкладыши 7, шток 8, мембрана 9.

Мембрана 9 установлена внутри корпуса 1 и жестко зажата патронником 5 через герметизирующий элемент 10, установленный в замок между патронником 5, мембраной 9 и корпусом 1.

В корпусе 1 со стороны мембраны 9 выполнена сферическая поверхность 11, являющаяся ограничивающей опорой при деформации мембраны 9. Хвостовик 12 мембраны 9 жестко соединен со штоком 8. На наружной поверхности штока выполнены опорные буртики 13, на которые опираются опорные буртики 14 вкладышей 7, размещенных в пазах 15 корпуса 1.

Расстояние H от мембраны 9 до начала сферической поверхности 11 должно превышать ширину H₁ и H₂ опорных буртиков 13 и 14.

На наружной поверхности вкладышей 7 и внутренней поверхности гильзы 6 выполнены кольцевые проточки 16 и 17. Выступы вкладышей 7, образованные кольцевыми проточками 16, входят в соответствующие впадины гильзы 6. На хвостовой части 18 гильзы 6 закреплены разделяемые элементы 2 и 19 гайкой 20.

При подаче сигнала на разъединение связи между разделяемыми элементами срабатывают пиропатроны 5. Под давлением газов происходит деформация мембраны 9 и соответственно перемещение штока 8. Опорные буртики 14 вкладышей 7 западают в кольцевые проточки 21 штока 8, освобождая стягивающую разделяемые элементы гильзу 6.

Под действием, например, толкателей (на чертеже не показано), разделяемым элементам 2 и 19 придается необходимая скорость разделения.

В результате того, что при затяжке стыка используется обычная резьбовая пара на гайке 20 и хвостовой части 18 гильзы 6, достигается требуемый момент затяжки.

За счет гашения энергии в процессе деформации мембраны 9 ее касание со сферической поверхностью 11 корпуса 1 происходит плавно и безударно, не передавая при этом механический импульс на разделяемые элементы, что позволяет обеспечить более надежное функционирование узлов и приборов, расположенных в непосредственной близости от элементов системы разделения.

Функционирование устройства подтверждено результатами испытаний, проведенных на опытных образцах.

Литература:
1. Авторское свидетельство N 576443, КЛ. F 16 B 2/16, 1973.

2. Колесников К.С., Козлов В.И., Кокушкин В.В. Динамика разделения ступеней летательных аппаратов. М., Машиностроение, 1977, с. 20, рис. 1.14.

Изобретение относится к системам стыковки космических кораблей и может быть использовано для быстрого разъединения элементов космического аппарата. Устройство содержит корпус, в котором установлены патронник с пиропатронами, гильза, шток и вкладыши с опорными буртиками. При этом внутри корпуса жестко закреплена мембрана, на хвостовике которой закреплен шток. Для ограничения прогиба мембраны в корпусе выполнена сферическая поверхность. Разделяемые элементы закреплены на хвостовой части гильзы. При срабатывании пиропатронов под давлением газов деформируется мембрана. Шток перемещается относительно буртиков вкладышей. Последние западают в кольцевые проточки штока, освобождая гильзу, стягивающую разделяемые элементы. Изобретение исключает сообщение данным элементам импульса при раскрытии стыка, повышая надежность процесса разделения. 1 з.п.ф-лы, 3 ил.

1. Устройство для разделения элементов космического аппарата, содержащее корпус, в котором установлены патронник с пиропатронами, гильза, шток и вкладыши с опорными буртиками, отличающееся тем, что оно снабжено жестко и герметично закрепленной внутри корпуса мембраной, на хвостовике которой закреплен шток, а в корпусе со стороны мембраны выполнена сферическая поверхность, при этом расстояние от мембраны до начала, со стороны штока, сферической поверхности превышает ширину опорных буртиков вкладышей и штока, кроме того, разделяемые элементы закреплены на хвостовой части гильзы. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что на наружной поверхности вкладышей и взаимодействующей с ней внутренней поверхности гильзы выполнены кольцевые проточки.