БОРТОВОЙ КОМПЛЕКС ГРУЗОВОГО КОСМИЧЕСКОГО КОРАБЛЯ Российский патент 2003 года по МПК B64G1/40 B64G9/00 B64G5/00 B64D5/00 F17C6/00 

Предлагаемое изобретение относится к космической технике, а точнее к области проектирования и эксплуатации транспортных кораблей, обеспечивающих дозаправку космических орбитальных станций (КОС) типа "Мир" в условиях космического пространства.

Известны бортовые комплексы грузового космического корабля (БК ГКК) с топливными отсеками (ТО) (см., например, патент RU 2132804, кл. B 64 G 1/40, 9/00 от 10.07.1999), в которых ТО являются негерметичными отсеками с размещенными в них топливными баками горючего и окислителя, баллонами с азотом и воздухом, агрегатами и системами управления дозаправкой КОС.

При дозаправке КОС выполняют следующие операции: проверяют герметичность состыкованных магистралей, откачивают газ наддува из топливных баков КОС, перекачивают горючее и окислитель из топливных баков ТО ГКК в соответствующие баки КОС, закрывают клапаны на магистралях и продувают магистрали перед расстыковкой стыковочных гидроузлов.

Известен также БК ГКК (см., например, Космонавтика. Энциклопедия под редакцией В. П. Глушко. М.: Советская энциклопедия, 1985, стр. 304-305), принятый за прототип. Известный БК ГКК с ТО, пристыкованным к герметичному грузовому отсеку (ГГО), снабженному стыковочным узлом, содержит корпус с размещенными в нем топливными баками горючего и окислителя с соответствующей этим компонентам арматурой и магистралями перекачки. Он не предусматривает доставку воды на КОС.

Общими недостатками аналогов и прототипа является то, что при их использовании не осуществляется доставка и перекачка воды на КОС.

Задачей настоящего изобретения является создание такого БК ГКК, который обеспечивал бы доставку и перекачку воды на КОС в условиях космического полета.

Поставленная задача решается тем, что в бортовой комплекс грузового космического корабля, содержащий топливный отсек, соединенный с герметичным грузовым отсеком, снабженным стыковочным узлом, размещенные в корпусе топливного отсека топливные баки горючего и окислителя с соответствующей этим компонентам арматурой и магистралями перекачки, введены емкости для воды, бортовой компрессор, включенный в газовую магистраль, сообщающую газовые полости емкости для воды с внутренней полостью герметичного грузового отсека, причем магистрали перекачки воды проложены через внутреннюю полость герметичного грузового отсека и подключены к гидроразъемам стыковочного узла, а газовая магистраль снабжена дренажем, расположенным вместе с бортовым компрессором во внутренней полости герметичного грузового отсека.

Технический результат в части снабжения БК ГКК емкостями для воды, бортовым компрессором, включенным в газовую магистраль, сообщающую газовые полости емкостей для воды с внутренней полостью ГГО, прокладки магистралей и расположения бортового компрессора в ГГО, а также взаимная конструктивная связь всех составных элементов конструкции БК ГКК обеспечивает доставку и перекачку воды на КОС в условиях космического полета, что подтверждено испытаниями опытных образцов, изготовленных с использованием предлагаемого технического решения.

Использование предлагаемого БК ГКК при создании ГКК типа "Прогресс" позволит дать значительный экономический эффект за счет снабжения БК ГКК емкостями для воды и перекачки посредством выдавливания воды из емкостей БК ГКК в соответствующие емкости КОС в условиях космического полета.

Суть изобретения поясняется чертежом.

Предлагаемый БК ГКК содержит ГГО 1, соединенный с ТО 2, состоит из следующих основных агрегатов и деталей: размещенных в корпусе ТО 2 топливных баков горючего 3 и окислителя 4 с соответствующей этим компонентам арматурой 5, 6 и магистралями перекачки 7, 8.

ТО снабжен емкостями для воды 9, бортовым компрессором 10, включенным в газовую магистраль 11, сообщающую газовые полости 12 емкостей для воды 9 с внутренней полостью 13 ГГО 1. Магистрали перекачки воды 14 проложены через внутреннюю полость 13 ГГО 1 и подключены к гидроразъемам 15 стыковочного узла 16. Газовая магистраль 11 снабжена дренажом 17, расположенным вместе с бортовым компрессором 10 во внутренней полости 13 ГГО 1. Емкость для воды 9 разделена на жидкостную полость 18 и газовую полость 12 посредством эластичной мембраны 19. В ее газовую полость 12 встроен штуцер 20, к которому пристыкована газовая магистраль 11, сообщающаяся с внутренней полостью 13 ГГО 1.

Работает БК ГКК, пристыкованый к ГГО 1, следующим образом: при заправке емкостей 9 водой на Земле мембрана 19 отжимается (перекладывается) давлением воды к противоположной стенке емкости для воды 9 и вода, таким образом, заполняет всю емкость 9. В условиях космического полета после того как ГКК пристыковался к КОС для перекачки воды из емкостей 9 в соответствующие емкости на КОС, включают бортовой компрессор 10, который засасывает воздух из внутренней полости 13 ГГО 1, сжимает и под давлением закачивает его в газовые полости 12 емкостей для воды 9, в результате чего эластичная мембрана 19 выдавливает воду из емкостей 9 и по магистрали перекачки воды 14 подает воду в соответствующие емкости для воды на КОС. По окончании перекачки воды останавливают компрессор 10 и магистраль перекачки воды 14 перекрывают посредством запорного устройства (клапана) 21, установленного на магистрали 14, после чего открывают клапан 22 дренажа 17 и стравливают (сбрасывают) воздух из газовой полости 12 емкостей для воды 9 обратно во внутреннюю полость 13 ГГО 1. Освободившиеся от воды емкости 9 заполняют "отработанной" жидкостью, например уриной. После отстыковки ГКК от КОС производят затопление ГКК в океане.

Внутренняя полость 13 ГГО 1 отделена от ТО ГКК днищем 23, через которое проходят магистраль перекачки воды 14 и газовая магистраль 11.

Сообщение газовой полости 12 емкостей 9 с внутренней полостью 13 ГГО 1 позволяет в качестве рабочего газа компрессора 10 использовать воздух (газ), заполняющий внутреннюю полость 13, а при сообщении последней (после открытия люка-лаза) с внутренним объемом КОС появляется возможность также использовать и воздушную смесь, заполняющую внутренний объем КОС, что освобождает от установки в БК ГКК дополнительных газовых емкостей и системы наддува для емкостей с водой 9.

Расположение бортового компрессора 10 вместе с дренажем 17 во внутренней полости 13 ГГО 1 обеспечивает как забор, так и возврат газа (воздуха) в полость 13 и, кроме того, обеспечивается работоспособность компрессора 10 (в вакууме компрессор 10 не работоспособен).

Магистрали перекачки воды проложены через внутреннюю полость 13 ГГО 1, что необходимо для обеспечения их термостатирования за счет циркуляции воздуха системы термостатирования в указанной полости.

Таким образом, снабжение БК ГКК емкостями для воды 9 и предлагаемое конструктивное решение для организации снабжения КОС водой в условиях космического полета позволяет обеспечить доставку и перекачку воды на КОС, что выполняет поставленную задачу.

Бортовой комплекс грузового космического корабля (БК ГКК) относится к космической технике, а точнее к области проектирования и эксплуатации транспортных космических кораблей. БК ГКК включает топливный отсек, соединенный с герметичным грузовым отсеком, снабженным стыковочным узлом, и размещенные в корпусе топливные баки горючего и окислителя с соответствующей этим компонентам арматурой и магистралями перекачки, емкости для воды, бортовой компрессор, включенный в газовую магистраль, сообщающую газовые полости емкостей для воды с внутренней полостью герметичного грузового отсека, причем магистрали перекачки воды проложены через внутреннюю полость герметичного грузового отсека и подключены к гидроразъемам стыковочного узла, а газовая магистраль снабжена дренажом, расположенным вместе с бортовым компрессором во внутренней полости герметичного грузового отсека. Технический результат - улучшение обеспечения доставки и перекачки воды на космическую орбитальную станцию. 1 ил.

Бортовой комплекс грузового космического корабля, включающий топливный отсек, соединенный с герметичным грузовым отсеком, снабженным стыковочным узлом, и размещенные в корпусе топливного отсека топливные баки горючего и окислителя с соответствующей этим компонентам арматурой и магистралями перекачки, отличающийся тем, что в него введены емкости для воды, бортовой компрессор, включенный в газовую магистраль, сообщающую газовые полости емкостей для воды с внутренней полостью герметичного грузового отсека, причем магистрали перекачки воды проложены через внутреннюю полость герметичного грузового отсека и подключены к гидроразъемам стыковочного узла, а газовая магистраль снабжена дренажом, расположенным вместе с бортовым компрессором во внутренней полости герметичного грузового отсека.