УСТРОЙСТВО СВЯЗИ И ОТДЕЛЕНИЯ ДВУХ ОТСЕКОВ Российский патент 2001 года по МПК B64G1/64 F16B2/00 

Предлагаемое устройство относится к машиностроению и может быть использовано при разработке ракетно-космических комплексов и других аппаратов, имеющих разделяемые части (отсеки). В задачи устройства связи и отделения (УСО) входит:
- надежное соединение отсеков в условиях действующих при эксплуатации комплекса нагрузок;
- разрыв связи по команде от системы управления;
- создание расталкивающего усилия;
- обеспечение регламентированного разведения отсеков.

Известно УСО, входящее в стыковочный агрегат космического корабля "Союз" (рис. 12.4 и 12.5 книги А.С.Елисеева "Техника космических полетов". М.: Машиностроение, 1982 г.). Это устройство содержит:
- стыковочные шпангоуты отсеков;
- замки, соединяющие эти шпангоуты;
- пружинные толкатели;
- направляющие штыри с ответными направляющими гнездами.

Каждый замок состоит из активного и пассивного крюков, один из которых закреплен на одном шпангоуте, а другой - на другом. При стыковке отсеков активные крюки под действием специального привода входят в зацепление с пассивными и обеспечивают стягивание шпангоутов. Направляющие штыри совместно с расположенными на противоположном шпангоуте направляющими гнездами обеспечивают необходимую точность совмещения расположенных на стыкуемых шпангоутах электро-, гидро- и пневморазъемов.

Расстыковка отсеков осуществляется путем вывода активных крюков из зацепления с пассивными крюками, после чего пружинные толкатели раздвигают отсеки и создают начальную скорость осевого относительного движения, а боковое смещение шпангоутов друг относительно друга в это время блокируется направляющими штырями, контактирующими с направляющими гнездами. Для высоконагруженных (в процессе эксплуатации и разделения) соединений подобное УСО непригодно, особенно для различных по диаметру отсеков. Действительно, боковые нагрузки, действующие в соединении при эксплуатации, воспринимаются, в основном, силами трения, а при разделении - только слабыми направляющими штырями, причем, осевая нагрузка передается через зацепы крюков, не являющиеся оптимальным конструктивным элементом для больших растягивающих нагрузок.

Технической задачей предполагаемого изобретения является создание конструкции УСО, работоспособной при больших эксплуатационных нагрузках.

Технический результат достигается тем, что в известном устройстве, содержащем стыковочные шпангоуты отсеков, соединяющие эти шпангоуты замки, пружинные толкатели и направляющие устройства типа "штырь-гнездо", стыковочные шпангоуты выполнены в виде плоских пластинчатых пилонов ступенчатой формы (пилоны отсеков контактируют друг с другом в радиальном направлении опорными поясками); на пилонах размещены узлы стыковки и отделения, основной частью которых является силовой стержень, одна (резьбовая) часть которого закреплена в окне пилона одного из отсеков, а вторая часть, имеющая кольцевую проточку, удерживается в пилоне второго отсека фиксаторами, например, шариками или сухарями, расположенными в кольцевой проточке и охваченными стопорным стаканом; в полости стакана расположен поршень, контактирующий с торцами силового стержня, а в дне стакана с внешней стороны установлен пироэнергодатчик.

На чертеже представлено заявляемое устройство: силовой стержень 1 на одном конце имеет кольцевую проточку со скосом, в которой расположены фиксаторы (сухари) 2, имеющие ответный скос. фиксаторы охвачены стопорным стаканом 4. В полости между дном стакана 4 и торцем силового стержня 1 установлен поршень 3. Другой конец силового стержня 1 (резьбовой) пропущен через отверстие в пилоне 6 и соединен с силовой гайкой 5, расположенной в окне пилона 6. В средней части силового стержня установлен регулируемый резьбовой опорный элемент 10, а в пилоне 7 размещена резьбовая упорная гайка 9, ограничивающая осевое перемещение стопорного стакана 4.

Пилоны 6 и 7 выполнены ступенчатой формы, так что при стягивании они контактируют по торцам и опорным полкам (ступенькам).

УСО работает следующим образом.

Силовой стержень 1 с установленными на нем фиксаторами 2, поршнем 3 и стопорным стаканом 4 при помощи гайки 5 стягивает пилоны отсеков 6 и 7 между собой. При этом растягивающие осевые нагрузки воспринимаются силовым стержнем 1, сжимающие осевые нагрузки - торцами опорных пилонов, а боковые нагрузки - направляющими опорными поясками этих пилонов. По команде системы управления срабатывает пироэнергодатчик 8, пороховые газы заполняют полость между торцами стакана 4 и поршня 3. Возникающее в этой полости давление сдвигает стопорный стакан до упора в гайку 9, освобождая фиксаторы 2, которые под действием скосов проточки на силовом стержне 1 удаляются из нее. При этом поршень через торец силового стержня передает усилие от давления в подпоршневой полости через опорный элемент 10 на пилон 6 первого отсека, т. е. производит расталкивание отсеков. Относительное движение пилонов отсеков на первой стадии процесса отделения (пока не выйдут из соприкосновения направляющие пояски пилонов) происходит строго по оси. Длина направляющих (опорных) поясков пилонов должна быть больше пути, необходимого для выхода из зацепления штырей электро-, гидро- и пневморазъемов.

Таким образом, по сравнению с прототипом (УСО стыковочного агрегата космического корабля "Союз") предлагаемое устройство позволяет обеспечить его работоспособность в условиях больших осевых и боковых нагрузок.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при разработке ракетно-космических комплексов и других агрегатов, имеющих разделяемые части типа отсеков. Предлагаемое устройство содержит стыковочные кронштейны в виде плоских пилонов ступенчатой формы. Пилоны расположены на стыкуемых отсеках и контактируют друг с другом по торцам и опорным пояскам (ступенькам). Количество пар пилонов - не менее трех. Основной частью узла стыковки и отделения является силовой стержень, один, резьбовой, конец которого закреплен в окне пилона одного из отсеков гайкой. Другой конец, имеющий кольцевую проточку, удерживается в пилоне другого отсека фиксаторами, например шариками или сухарями. Последние охвачены стопорным стаканом, в полости которого расположен поршень, контактирующий с торцом силового стержня. Перемещение стакана ограничивается регулируемым упором, расположенным на длине хода, достаточной для освобождения фиксаторов. В дне стакана установлен пироэнергодатчик. Изобретение обеспечивает работоспособность устройства в условиях действия на отсеки повышенных осевых и боковых нагрузок. 1 ил.

Устройство связи и отделения двух отсеков, содержащее стыковочные шпангоуты, соединенные замками, толкатели и направляющие соосного разведения отсеков, отличающееся тем, что стыковочные шпангоуты выполнены в виде плоских, расположенных соосно с отсеками, ступенчатых пилонов; каждый замок представляет собой силовой стержень, один, резьбовой, конец которого закреплен в пилоне одного из отсеков, а другой конец, имеющий кольцевую проточку, удерживается в пилоне второго отсека фиксаторами, например шариками или сухарями, расположенными в кольцевой проточке и охваченными стопорным стаканом, в полости которого расположен контактирующий с торцом силового стержня поршень, а полость между стаканом и поршнем соединена с пироэнергодатчиком, расположенным на дне стакана, причем стакан имеет ограничитель осевого перемещения.