СПОСОБ СБОРКИ ГОЛОВНОГО БЛОКА НА ПЕРЕХОДНИКЕ РАКЕТЫ-НОСИТЕЛЯ (ВАРИАНТЫ) И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ СПОСОБА (ВАРИАНТЫ) Российский патент 2003 года по МПК B64G1/00 B64G5/00 B64F5/00 

Изобретение относится к ракетно-космической технике, а именно к способам сборки головного блока (ГБ) ракет космического назначения (РКН), состоящего из головного обтекателя (ТО) и космического объекта (КО).

Известен способ сборки ступеней многоступенчатого летательного аппарата (ЛА) с секциями транспортно-пускового контейнера (ТПК) по патенту РФ 2007348, МПК⁷ B 64 G 5/00, B 64 F 5/00, заключающийся в том, что соосно со стороны последующей ступени устанавливают секцию транспортно-пускового контейнера и после расстыковки ступеней и отвода в осевом направлении предыдущей ступени закрепляют в секции транспортно-пускового контейнера последующую ступень летательного аппарата, после чего аналогичным образом загружают предыдущую ступень ЛА в соответствующую секцию ТПК и закрепляют ее.

Известен также вертикальный способ сборки ГБ РКН, заключающийся в том, что КО устанавливают на монтажной тележке, подставке или стенде в вертикальном положении, и последующую стыковку с РН и монтаж ГО осуществляют в вертикальном положении (Космодром, под общ. ред. проф. А.П. Вольского. Военное издательство МО СССР, 1977, с. 71).

Известен также горизонтальный способ сборки ГБ, в котором ГБ пристыковывают к РН с помощью продольной или поперечных траверс, закрепляемых в соответствующих местах блока (Космодром, под общ. ред. проф. А.П. Вольского. Военное издательство МО СССР, 1977, с. 73).

Прототипом предлагаемого изобретения является комбинированный способ сборки, при котором часть операций выполняют в горизонтальном положении, а часть - в вертикальном (Космодром, под общ. ред. проф. А.П. Вольского. Военное издательство МО СССР, 1977, с. 71-73). При этом способе сборки КО в вертикальном положении через переходник закрепляют на стапеле или универсальном стенде, поворачивают КО на нужный угол и переводят в горизонтальное положение с обеспечением последующей пристыковки головного обтекателя.

Известно устройство для соединения и разделения отсеков космического аппарата, содержащее стяжные ленты, опоясывающие спускаемый аппарат и прикрепленные к смежным отсекам с помощью замковых узлов (Космический корабль "Восход-2", энциклопедия "Космонавтика". М.: Советская энциклопедия, 1985 г., с. 68).

Известно также устройство для соединения и разделения отсеков космического аппарата по патенту РФ 2106286, МПК⁷ B 64 G 1/00, 1/64, содержащее средства фиксации и крепления в виде стяжных лент, замковых узлов и резьбовых стяжек, взятое за прототип предлагаемого устройства для сборки головного блока на переходнике ракеты-носителя.

Недостатками аналогов и прототипов является то, что:
- при выполнении операций с космическим объектом (перевод из вертикального положения в горизонтальное, транспортирование в составе ГБ и др.) на него непосредственно начинают действовать дополнительно к штатным нагрузкам еще статические и динамические нагрузки, воздействующие на конструкцию объекта в местах соприкосновения с монтажно-стыковочным оборудованием. Наличие этих нагрузок приводит к значительным дополнительным массовым затратам при проектировании космических объектов;
- после сборки ГБ в полной мере не выдерживаются повышенные требования по обеспечению чистоты оптических, электронных и других систем объекта, не создается замкнутого (капсулированного) объема с повышенными требованиями по чистоте внутри ГО после размещения в нем объекта.

Задачей изобретения является снижение статических и динамических нагрузок, воздействующих на КО в местах соприкосновения с монтажно-стыковочным оборудованием, и, как следствие, увеличение массы полезного груза (ПГ).

Задача решается за счет того, что по первому варианту в способе сборки головного блока на переходнике ракеты-носителя, включающем установку КО на переходник, монтаж их в вертикальном положении на средстве перемещения, перемещение КО с переходником в горизонтальное положение, накатывание ГО на КО с переходником, дополнительно после установки космического объекта на переходник устанавливают устройство для сборки ГБ, и, после разворота в горизонтальное положение с помощью средства перемещения КО с переходником и устройством для сборки головного блока, фиксируют всю собранную конструкцию в горизонтальном положении и отстыковывают собранную конструкцию от средства перемещения, затем стыкуют собранную конструкцию переходником с функциональным объектом с помощью устройства для сборки головного блока, которое затем демонтируют, после чего накатывают головной обтекатель и стыкуют его с функциональным объектом.

Задача решается за счет того, что по второму варианту в способе сборки головного блока на переходнике ракеты-носителя, включающем установку КО на переходник, монтаж их в вертикальном положении на средстве перемещения, перемещение КО с переходником в горизонтальное положение, накатывание ГО на КО с переходником, дополнительно после установки КО на переходник устанавливают устройство для сборки ГБ, и, после разворота в горизонтальное положение с помощью средства перемещения КО с переходником и устройством для сборки ГБ, накатывают ГО на КО с переходником и с установленным на нем устройством для сборки ГБ, состыковывают ГО с устройством для сборки головного блока и фиксируют всю собранную конструкцию в горизонтальном положении, затем отстыковывают всю собранную конструкцию от средства перемещения, стыкуют собранную конструкцию переходником с функциональным объектом, после этого отстыковывают ГО, демонтируют устройство для сборки ГБ и стыкуют ГО с функциональным объектом.

Одновременно во втором варианте способа сборки головного блока на переходнике ракеты-носителя обеспечиваются заданные требования по чистоте КО и его систем.

Задача решается за счет того, что по первому варианту в устройство для сборки ГБ, включающее средства фиксации и крепления, дополнительно введены опора и элемент для удержания переходника по его плоскости для стыковки с этим элементом, состоящий, по крайней мере, из двух частей, первая из которых жестко установлена на опоре, а вторая часть прикреплена к первой части этого элемента с возможностью поворота относительно нее и снабжена силовыми связями для соединения с первой частью в положении удержания переходника, при этом вторая часть соединена с опорой с помощью средства фиксации относительно опоры и средства крепления к опоре, причем одна свободная торцевая поверхность элемента для удержания переходника является плоскостью для стыковки с ГО, а другая свободная торцевая поверхность элемента для удержания переходника является плоскостью для стыковки с переходником.

Задача решается за счет того, что по второму варианту в устройство для сборки ГБ, включающее средства фиксации и крепления, дополнительно введены опора и элемент для удержания переходника по его плоскости для стыковки с этим элементом, состоящий, по крайней мере, из двух частей, первая из которых жестко связана с опорой, а вторая прикреплена к первой части элемента для удержания переходника с помощью разъемных элементов крепления с возможностью демонтирования и снабжена силовыми связями для соединения с первой частью в положении удержания переходника, при этом вторая часть соединена с опорой с помощью средства фиксации относительно опоры и средства крепления к опоре, причем одна свободная торцевая поверхность элемента для удержания переходника является плоскостью для стыковки с ГО, а другая свободная торцевая поверхность элемента для удержания переходника является плоскостью для стыковки с переходником.

На фиг. 1, 2 схематично изображены варианты последовательности действий предложенного способа сборки головного блока на переходнике ракеты-носителя, а на фиг. 3 представлено устройство для осуществления вышеупомянутого способа, где:
1 - космический объект;
2 - переходник;
3 - средство перемещения;
4 - устройство для сборки ГБ;
5 - функциональный объект;
6 - головной обтекатель;
7 - опора;
8 - элемент для удержания переходника;
9 - свободная торцевая поверхность для стыковки с ГО;
10 - свободная торцевая поверхность для стыковки с переходником;
11 - перемычка;
12 - средство фиксации;
13 - средство крепления;
14 - ось;
15 - силовые связи.

При первом варианте способа сборки ГБ на переходнике ракеты-носителя сначала устанавливают космический объект 1 на переходник 2, затем космический объект 1 с переходником 2 устанавливают на средство перемещения 3, например кантователь, кран, универсальный стенд. После этого на переходник 2 устанавливают устройство для сборки головного блока 4, после чего разворачивают в горизонтальное положение космический объект 1 с переходником 2 и с устройством для сборки головного блока 4 с помощью средства перемещения 3, фиксируют всю собранную конструкцию в горизонтальном положении, например на монтажно-стыковочных тележках, и отстыковывают космический объект 1 от средства перемещения 3. После этого стыкуют космический объект 1 с переходником 2 с функциональным объектом 5, например ракетой-носителем, макетом или испытательным стендом, с помощью устройства для сборки головного блока 4, демонтируют устройство для сборки головного блока 4, после чего накатывают головной обтекатель 6, стыкуя его с функциональным объектом 5.

При втором варианте способа сборки головного блока на переходнике ракеты-носителя сначала устанавливают космический объект 1 на переходник 2, затем космический объект 1 с переходником 2 устанавливают на средство перемещения 3, например кантователь, кран, универсальный стенд. После этого на переходник 2 устанавливают устройство для сборки головного блока 4, после чего разворачивают в горизонтальное положение космический объект 1 с переходником 2 и с устройством для сборки головного блока 4 с помощью средства перемещения 3, накатывают на космический объект 1 головной обтекатель 6 и состыковывают головной обтекатель 6 с устройством для сборки головного блока 4, фиксируют всю собранную конструкцию в горизонтальном положении, например на монтажно-стыковочных тележках, после чего отстыковывают от средства перемещения 3 космический объект 1 с переходником 2. Затем стыкуют космический объект 1 с переходником 2 с функциональным объектом 5 и отстыковывают головной обтекатель 6 от устройства для сборки головного блока 4. После этого демонтируют вышеупомянутое устройство 4 и стыкуют головной обтекатель 6 с функциональным объектом 5.

В первом варианте в состав устройства для реализации способа сборки головного блока на переходнике ракеты-носителя входит опора 7, выполненная, например, в виде полукольца. Упомянутое устройство содержит также элемент для удержания переходника 8, состоящий, по крайней мере, из двух частей. Первая часть элемента для удержания переходника 8 жестко установлена на вышеупомянутой опоре 7 (например, с помощью перемычки 11). Вторая часть элемента 8 (выполненная, например, в виде двух створок) крепится к его первой части с возможностью поворота относительно нее (например, вокруг оси 14), при этом вторая часть элемента 8 соединена с опорой 7 при помощи средства фиксации 12 (выполненного, например, в виде резьбовых стяжек, стяжных лент и др.) относительно опоры 7 и средства крепления 13 (выполненного, например, в виде болтовых соединений) к опоре 7, причем одна свободная торцевая поверхность элемента для удержания переходника 9 является плоскостью для стыковки с ГО, а другая свободная торцевая поверхность элемента для удержания переходника 10 является плоскостью для стыковки с переходником.

Устройство для реализации способа сборки головного блока на переходнике ракеты-носителя 4 по первому варианту работает следующим образом. При разведенной второй части элемента для удержания переходника 8 вышеупомянутое устройство 4 устанавливают на переходник 2 космического объекта 1, затем вторую часть элемента для удержания переходника 8 сводят с его первой частью. Вторую часть элемента 8 фиксируют относительно опоры 7, например, с помощью резьбовых стяжек, выполняющих функцию средств фиксации 12, и крепят к опоре 7 с помощью средства крепления 13, например болтовых соединений. Первую и вторую часть элемента для удержания переходника 8 соединяют с помощью силовых связей 15, например болтовых соединений. После этого устройство для реализации способа сборки головного блока 4 стыкуют с переходником 2 свободной торцевой поверхностью 10, а также устройство 4 стыкуют с головным обтекателем 6 свободной торцевой поверхностью 10.

Во втором варианте в состав устройства для реализации способа сборки головного блока на переходнике ракеты-носителя входит опора 7, выполненная, например, в виде полукольца. Упомянутое устройство содержит также элемент для удержания переходника 8, состоящий, по крайней мере, из двух частей. Первая часть элемента для удержания переходника 8 жестко установлена на вышеупомянутой опоре 7 (например, с помощью перемычки 11). Вторая часть элемента для удержания переходника 8 прикреплена к его первой части с возможностью демонтирования и снабжена силовыми связями 15 для соединения с первой частью в положении удержания, при этом вторая часть элемента для удержания переходника 8 соединена с опорой 7 при помощи средства фиксации 12 (выполненного, например, в виде резьбовых стяжек, стяжных лент и др.) относительно опоры 7 и средства крепления 14 (выполненного, например, в виде болтовых соединений) к опоре 7, причем одна свободная торцевая поверхность 9 элемента для удержания переходника 8 является плоскостью для стыковки с головным обтекателем 6, а другая свободная торцевая поверхность 10 элемента для удержания переходника 8 является плоскостью для стыковки с переходником 2.

Устройство для реализации способа сборки головного блока на переходнике ракеты-носителя 4 по второму варианту работает следующим образом. При снятой второй части элемента для удержания переходника 8 вышеупомянутое устройство 4 устанавливают на переходник 2 космического объекта 1, затем вторую часть элемента для удержания переходника 8 скрепляют с первой частью с помощью силовых связей 15, например болтовых соединений. Вторую часть элемента для удержания переходника 8 фиксируют относительно опоры 7, например, с помощью резьбовых стяжек, выполняющих функцию средств фиксации 12, и крепят к опоре 7 с помощью средства крепления 13, например болтовых соединений. После этого устройство для реализации способа сборки головного блока 4 стыкуют с переходником 2 космического объекта 1 свободной торцевой поверхностью для стыковки с переходником 10, а также устройство для реализации способа сборки головного блока 4 стыкуют с головным обтекателем 6 свободной торцевой поверхностью для стыковки с головным обтекателем 9.

Введение новых технологических приемов и устройства для сборки головного блока на переходнике ракеты-носителя обеспечивает уменьшение статических и динамических нагрузок на космический объект в процессе сборки ГБ вследствие исключения контактов КО с монтажно-стыковочным оборудованием, а также удовлетворяет заданным требованиям по чистоте КО и его систем, предъявляемым, например, к КО, содержащим высокоточное оборудование.

Изобретение относится к ракетно-космической технике, а именно к способам сборки головного блока (ГБ) ракет космического назначения. В первом варианте способы сборки ГБ на переходнике ракеты-носителя осуществляют монтаж космического объекта (КО) и переходника в вертикальном положении, после чего разворачивают их в горизонтальное положение с помощью средства перемещения, затем отстыковывают последнее, стыкуют собранную конструкцию переходником с функциональным объектом с помощью устройства для сборки ГБ, состоящего из средств фиксации и крепления, опоры и элемента для удержания переходника по его плоскости для стыковки с этим элементом. После этого демонтируют устройство для сборки ГБ, а затем накатывают головной обтекатель (ГО) и стыкуют его с функциональным объектом. Во втором варианте способа после разворота в горизонтальное положение переходника с КО и устройством для сборки ГБ на всю конструкцию накатывают ГО, который состыковывают с устройством для сборки ГБ, после чего отстыковывают собранную конструкцию от средства перемещения в горизонтальное положение, стыкуют оставшуюся конструкцию переходником с функциональным объектом, после чего отстыковывают ГО, который после демонтажа устройства для сборки ГБ стыкуют с функциональным объектом. Технический результат - снижение статических и динамических нагрузок и увеличение массы полезного груза. 4 с.п. ф-лы, 3 ил.

1. Способ сборки головного блока на переходнике ракеты-носителя, включающий установку космического объекта на переходник, монтаж их в вертикальном положении на средстве перемещения, перемещение космического объекта с переходником в горизонтальное положение, накатывание головного обтекателя на космический объект с переходником, отличающийся тем, что после установки космического объекта на переходник устанавливают устройство для сборки головного блока на переходнике и после разворота в горизонтальное положение с помощью средства перемещения космического объекта с переходником и устройством для сборки головного блока фиксируют всю собранную конструкцию в виде указанных объекта, переходника и устройства в горизонтальном положении и отстыковывают всю собранную конструкцию от средства перемещения, затем стыкуют ее с функциональным объектом с помощью устройства для сборки головного блока, которое затем демонтируют, после чего накатывают головной обтекатель и стыкуют его с функциональным объектом. 2. Способ сборки головного блока на переходнике ракеты-носителя, включающий установку космического объекта на переходник, монтаж их в вертикальном положении на средстве перемещения, перемещение космического объекта с переходником в горизонтальное положение, накатывание головного обтекателя на космический объект с переходником, отличающийся тем, что после установки космического объекта на переходник устанавливают устройство для сборки головного блока на переходнике и после разворота в горизонтальное положение с помощью средства перемещения космического объекта с переходником и устройством для сборки головного блока накатывают головной обтекатель на космический объект с переходником и с установленным на нем устройством для сборки головного блока, состыковывают головной обтекатель с устройством для сборки головного блока и фиксируют всю собранную конструкцию в виде указанных объекта, устройства, переходника и обтекателя в горизонтальном положении, затем отстыковывают собранную конструкцию от средства перемещения, стыкуют ее переходником с функциональным объектом, после этого отстыковывают головной обтекатель, демонтируют устройство для сборки головного блока и стыкуют головной обтекатель с функциональным объектом. 3. Устройство для сборки головного блока, включающее средства крепления, отличающееся тем, что в него введена опора и элемент для удержания переходника, состоящий, по крайней мере, из двух частей, первая из которых жестко установлена на опоре, а вторая часть прикреплена к первой части этого элемента с возможностью поворота относительно нее и снабжена силовыми связями для соединения с первой частью элемента для удержания переходника в положении удержания переходника, при этом вторая часть элемента для удержания переходника соединена с опорой с помощью средства фиксации относительно опоры и средства крепления к опоре, причем одна свободная торцевая поверхность элемента для удержания переходника является плоскостью для стыковки с головным обтекателем, а другая его свободная торцевая поверхность является плоскостью для стыковки с переходником. 4. Устройство для сборки головного блока, включающее средства крепления, отличающееся тем, что в него введена опора и элемент для удержания переходника, состоящий, по крайней мере, из двух частей, первая из которых жестко связана с опорой, а вторая часть прикреплена к первой части элемента для удержания переходника с помощью разъемных элементов крепления с возможностью демонтирования и снабжена силовыми связями для соединения с первой частью элемента для удержания переходника в положении удержания переходника, при этом вторая часть элемента для удержания переходника соединена с опорой с помощью средства фиксации относительно опоры и средства крепления к опоре, причем одна свободная торцевая поверхность элемента для удержания переходника является плоскостью для стыковки с головным обтекателем, а другая его свободная торцевая поверхность является плоскостью для стыковки с переходником.