РЕГУЛИРУЕМЫЙ ОТРАЖАТЕЛЬ ИЗЛУЧЕНИЯ (ВАРИАНТЫ) Российский патент 2002 года по МПК H01Q15/14 G02B5/12 

Изобретение относится к космической технике, а именно к космической техники связи.

Известны крупногабаритные пленочные отражатели света, которые могут быть использованы [1] для космической радиотелефонной связи и подсвета наземных объектов из космоса в ночное время.

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного устройства, относится то, что для развертывания зеркального полотна используются центробежные силы, возникающие при его вращении.

При больших габаритах отражателя силы инерции, при вращении отражателя, аналогично гироскопу, препятствуют управлению и наведению отражателя на объект для подсветки.

Известен также отражатель электромагнитного излучения (света) который является наиболее близким [2] устройством того же назначения по совокупности существенных признаков. Известный отражатель [2] может быть указан в качестве прототипа предлагаемого изобретения. Прототип содержит внутреннюю и внешнюю пневмокамеры, соединенные пневматически друг с другом радиальными трубками (шлангами), а также с источником сжатого газа (воздуха). При этом пневмокамеры и радиальные шланги связаны с зеркальным полотном.

Однако известная конструкция отражателя излучения [2] не позволяет собрать (свертывать) зеркальное полотно и получить зеркальные поверхности прямоугольной формы.

Задача заявляемого изобретения заключается в расширении функциональных возможностей отражателя путем получения отражающих поверхностей прямоугольной формы.

Технический результат при осуществлении изобретения заключается в том, что появляется возможность прямоугольных зеркальных поверхностей больших размеров.

Отражатели прямоугольной формы позволяют создать управляемый солнечный парус космического корабля (КК).

На фиг.1 приведена конструкция прямоугольного отражателя излучения, где:
1 - источник сжатого газа (ИСГ);
2 - вентиль;
3 - шланг;
4 - прямоугольная пневмокамера;
5 - жесткие уголки из трубки;
6 - магнитные полосы;
7 - зеркальное полотно.

На фиг.2а приведена конструкция второго варианта прямоугольного отражателя излучения, где:
8 - прямоугольная пневмокамера;
9 - жесткие уголки из трубки;
10 - прямоугольный участок пневмокамеры;
11, 12 - первый и второй спиральные электропроводы соответственно;
13 - зеркальное полотно;
14 - растяжки.

На фиг. 2б приведена электрическая схема подключения и форма нанесения электропроводящих спиралей на прямолинейный участок пневмокамеры, где:
15, 16 - первый (E₁) и второй (E₂) источники ЭДС;
11, 12 - первый и второй спиральные электропроводы соответственно;
10 - прямолинейный участок пневмокамеры;
17 - двухполюсный переключатель.

На фиг. 3 приведена схема нанесения электропроводящего покрытия на зеркальное полотно отражателя прямоугольной формы, где:
18 - третий источник ЭДС (Е₃);
19 - нечетные электропроводники;
20 - четные электропроводники;
21 - зеркальное полотно.

На фиг. 1 приведена конструкция пленочного зеркала прямоугольной формы. Прямоугольная пневмокамера 4 состоит из четырех жестких трубчатых угольников, соединенных друг с другом шлангами 3. При подаче газа от ИСГ 1 пневмокамеры принимают форму прямоугольника. При раскрытии пневмокамера тянет за собой связанное с ней зеркальное полотно. При больших площадях отражателя для раскрытия зеркального полотно 7 на неотражающую (диэлектрическую) поверхность зеркального полотна могут быть нанесены полосы из магнитного материала 6, разделенные нейтральными полосами. Ориентация силовых линий магнитного поля полос чередуется и меняется на противоположное. Взаимодействие магнитных полей полос приводит к растягиванию зеркального полотна в направлении ориентации магнитного поля (N-S) полос.

Конструкция из четырех прямоугольных отражателей излучения позволяет создать солнечный парус для космического корабля (КК) (см. фиг.1).

Поворачивая каждый из 4-х отражателей в отдельности вокруг вертикальной оси ОУ±α, возможно управлять КК в двух взаимно перпендикулярных плоскостях управления - по курсу ±α и тангажу ±β.

Для раскрытия зеркального полотна 7 одновременно с подачей газа в герметичную пневмокамеру используются силы взаимодействия магнитных полей, создаваемых электрическими токами, протекающими через параллельные проводники (см. фиг.2а и 2б).

Для этой цели на прямолинейные участки 10 прямоугольной пневмокамеры 8, принимающие цилиндрическую форму при подаче газа, наносятся электропроводящие металлические покрытия в виде спиралей 11, 12 (см. фиг.2а и 2б). Проводящие полоски параллельны друг другу. В одном проводнике 11, подключенном к первому источнику ЭДС (E₁) 15 направление тока I₁ постоянно. В другом проводнике 12, подключенном через переключатель 17 ко второму источнику 16 ЭДС (Е₂) направление тока I₂ переключается. В одном положении переключателя (правом) ток I₂ имеет противоположное направление току I₁.

Взаимодействие магнитных полей, создаваемых токами I₁ и I₂, приводит к растягиванию пневмокамеры 8. Пневмокамера 8 с помощью растяжек 14 раскрывает зеркальное полотно 13.

Подбирая материал камер, ширину полос, расстояние между ними, величину токов I₁ и I₂, а также при одновременном подаче газа в камеру, возможно регулировать скорость раскрытия зеркального полотна.

В конечном результате пневмокамера принимает форму прямоугольника, а зеркальное полотно принимает форму плоского прямоугольного зеркала. (см. фиг.2а).

Для сборки зеркала (свертывания) необходимо уменьшить давление газа в пневмокамере 8 и перевести переключатель 17 в левое положение (см. фиг.2б).

При этом направление токов I₁ и I₂ совпадают. Взаимодействие магнитных полей указанных токов приводит к свертыванию пневмокамеры. Внутри пневмокамеры может быть пропущена веревка, с помощью которой камера механически сворачивается и зеркальное полотно снимается с системы наведения зеркала [1] .

На фиг.3 прямоугольная пневмокамера взаимодействует с зеркальным полотном 21 с помощью растяжки 14.

Для раскрытия зеркального полотна 21 прямоугольной формы (см. фиг.3) электропроводящие полоски могут быть нанесены в виде горизонтальных полос, направления токов в которых чередуются и меняются на взаимно противоположные. В нечетный 19 и четных 20 полосах токи направлены взаимно противоположно. Если растяжки 14 закрепить к зеркальному полотну 21 только сверху и снизу, то растянутое полотно примет форму цилиндрического параболоида и будет концентрировать излучение.

Взаимодействие магнитных полей, создаваемых токами I₃ в четных и нечетных полосах, с помощью третьего источника ЭДС (Е₃) 18 приводит к растягиванию зеркального полотка 21.

Предлагаемый регулируемый отражатель изучения может быть использован в развертываемых антеннах, для создания космической радиотелефонной и телевизионной связи, а также для создания больших солнечных парусов. Управляя ориентацией паруса можно вывести КК на более высокую орбиту. Достаточно вывести КК на самую низкую орбиту, а затем с помощью управляемого солнечного паруса КК выводиться на геостационную орбиту. Солнечный парус может быть использован для запуска межпланетных кораблей или для отправки КК в другие галактики.

Источники информации
1. Проект "Знамя" РКК "Энергия".

2. Ломан В.И., Гряник М.В. Развертываемые антенны СВЧ диапазона // Зарубежная радиоэлектроника, 7, 1979, с. 87, рис. 37.

3. Калашников С.Г. Общая физика. - М.: Наука, 1977, с. 197-200.

4. Кухлинг X. Справочник по физике. Пер. с немецкого под ред. Е.М.Лейкина. - М.: Мир, 1982, с. 349-350.

Изобретение относится к космической связи. Техническим результатом является создание прямоугольных зеркальных поверхностей. Сущность больших размеров изобретения заключается в том, что регулируемый отражатель содержит пневмокамеру, выполненную в виде прямоугольника, взаимодействующую с зеркальным полотном, на неотражающую поверхность которого наносятся изолированные друг от друга полосы из магнитной пленки, ориентация силовых линий магнитного поля (N-S) которых чередуется. Регулируемый отражатель может содержать первый и второй спиральные электропроводы, нанесенные параллельно друг другу на пневмокамеру, при этом первый спиральный электропровод подключен к первому источнику ЭДС, а второй - через двухполюсный переключатель ко второму источнику ЭДС. Кроме того, в регулируемом отражателе излучения на неотражающую поверхность зеркального полотна могут быть нанесены параллельные электропроводящие полосы зигзагообразно так, чтобы направление тока в нечетных и четных полосах было взаимно противоположное. 2 с. и 1 з.п.ф-лы, 3 ил.

1. Регулируемый отражатель излучения, включающий пневмокамеру, которая связана с зеркальным полотном, отличающийся тем, что пневмокамера выполнена в виде прямоугольника, а на неотражающую поверхность зеркального полотна нанесены изолированные друг от друга полосы из магнитной пленки, ориентация силовых линий магнитного поля которых чередуется и меняется на противоположную. 2. Регулируемый отражатель излучения, включающий прямоугольную пневмокамеру, связанную с зеркальным полотном, отличающийся тем, что содержит первый и второй спиральные электропроводы, которые нанесены параллельно друг от друга на пневмокамеру, при этом первый спиральный электропровод подключен к первому источнику ЭДС, а второй - через двухполюсный переключатель ко второму источнику ЭДС. 3. Регулируемый отражатель излучения по п. 2, отличающийся тем, что на неотражающую поверхность зеркального полотна нанесены параллельные электропроводящие полосы зигзагообразно и концы их подключены к клеммам третьего источника ЭДС так, чтобы направление тока в нечетных и четных полосах было взаимно противоположно.