СКЛАДЫВАЮЩИЙСЯ И РАЗВЕРТЫВАЮЩИЙСЯ КОМПЛЕКС ЭЛЕМЕНТОВ, УСТАНОВЛЕННЫЙ НА БОРТУ КОСМИЧЕСКОГО АППАРАТА Российский патент 2006 года по МПК B64G1/22 B64G1/44 

Настоящее изобретение касается складывающегося и развертывающегося комплекса элементов, установленного на борту космического аппарата.

Известно, что многие устройства, такие как солнечные генераторы, радиоэлектрические антенны, солнцезащитные приспособления и т.д., представляют собой комплекс элементов, шарнирно соединенных между собой таким образом, чтобы комплекс мог быть сложен и занимал минимальное пространство на борту космического аппарата перед запуском и во время запуска последнего. После вывода указанного космического аппарата в космическое пространство указанный комплекс элементов развертывается для того, чтобы устройство могло быть приведено в рабочее положение.

Для шарнирного соединения таких элементов известно применение шарнирных систем автоматического развертывания, описанных, например, в документах US-3386128, FR-2122087 и FR-2635077. Для автоматического развертывания в таких системах используется энергия натянутых пружин в сложенном положении указанных элементов.

Такие автоматические шарнирные системы являются относительно тяжелыми и сложными, и их развертыванием трудно управлять, в частности, в том, что касается начального момента и скорости развертывания.

Задачей настоящего изобретения является устранение этих недостатков.

В связи с этим, в соответствии с настоящим изобретением комплекс, состоящий по меньшей мере из двух элементов, который предназначен для установки на борту космического аппарата и в котором элементы могут занимать относительно друг друга либо сложенное положение, либо развернутое положение, отличается тем, что элементы жестко соединены с одной и той же стороной накачиваемого мягкого матраца, причем в развернутом положении элементов матрац находится в спущенном состоянии и сложен таким образом, что элементы находятся попарно по обе стороны складки матраца.

Таким образом, когда в исходном сложенном положении элементов и спущенном состоянии матраца последний начинают накачивать, в результате последовательного увеличения объема матраца его складки распрямляются и указанный матрац развертывается вместе с расположенными на нем элементами.

Накачивание указанного матраца может происходить от расширения в космическом пространстве газа, содержащегося в матраце в спущенном состоянии на Земле. Вместе с тем, для того чтобы избежать осложнений, связанных с наличием остаточного воздуха в матраце во время запуска космического аппарата, предпочтительно, чтобы на Земле матрац находился под вакуумом и чтобы в космическом пространстве накачивание осуществлялось путем нагнетания рабочего газа.

Стопорение элементов относительно друг друга в развернутом положении может быть достигнуто различными способами. Например, стопорение может быть достигнуто путем придания матрацу жесткости при помощи любой физико-химической системы придания жесткости на орбите, например, при помощи отверждающейся смолы. В этом последнем случае матрац может быть пропитан изнутри такой смолой, которая может полимеризоваться в присутствии каталитического вещества, подаваемого вместе с газом для накачивания матраца. Матрац может быть также пропитан снаружи смолой, полимеризующейся под действием ультрафиолетовых лучей.

Следует заметить, что при таком способе стопорения элементов относительно друг друга в развернутом положении вовсе не обязательно поддерживать номинальное значение давления накачивания в матраце для придания последнему жесткости, так это сделать достаточно сложно по причине неизбежных микроутечек в контуре накачивания.

Согласно одному варианту формирования складок в спущенном матраце, сложенный матрац может быть расположен между двумя из смежных элементов или охватывать два таких смежных элемента.

В случае, если указанный комплекс содержит множество элементов, образующих по меньшей мере один ряд, предпочтительно, чтобы при спущенном состоянии матраца и при сложенном положении элементов матрац был сложен вокруг линий складок, каждая из которых проходит между двумя следующими один за другим элементами ряда и которые направлены поперечно ряду, таким образом, чтобы, поочередно, матрац был расположен между двумя следующими один за другим элементами и охватывал два следующих один за другим элемента.

Если, кроме того, множество элементов образует конструкцию из рядов и столбцов, при спущенном состоянии матраца и при сложенном положении элементов матрац предпочтительно должен складываться вокруг линий складок, каждая из которых проходит между двумя столбцами и/или рядами элементов таким образом, чтобы, поочередно, матрац в сложенном виде был расположен между двумя следующими друг за другом столбцами и/или рядами элементов и охватывал два следующих друг за другом столбца и/или ряда элементов.

Настоящее изобретение будет более понятным из сопроводительных чертежей. На этих чертежах аналогичные элементы обозначены одинаковыми ссылочными номерами.

На фиг.1 - схематическое изображение в частичном разрезе комплекса элементов в соответствии с настоящим изобретением в сложенном положении.

На фиг.2 - схематическое изображение развертывания комплекса элементов по фиг.1.

На фиг.3 и 4 - схематическое изображение, соответственно вид в разрезе и вид сверху, комплекса элементов по фиг.1, в развернутом положении.

На фиг.5 - схематическое изображение другого варианта осуществления комплекса элементов в соответствии с настоящим изобретением.

Комплекс I элементов в соответствии с настоящим изобретением, показанный на фиг.1-4, содержит n элементов, обозначенных соответственно 1.1, 1.2, 1.3, ..., 1.n-1, 1.n. Эти элементы входят в устройство (солнечный генератор, антенна, солнцезащитное устройство и т.д.), установленное в сложенном виде на борту космического аппарата и развернутое после вывода последнего в космическое пространство. В сложенном положении (см. фиг.1) элементы 1.1-1.n уложены, например, друг на друга и удерживаются в этом положении стопорами (не показаны). После развертывания указанные элементы 1.1-1.n образуют ряд, как показано на фиг.4 осью 2.

Все эти элементы 1.1-1.n жестко соединены с одной и той же стороной 3 мягкого накачиваемого матраца 4.

Как показано на фиг.1, при сложенном положении элементов 1.1-1.n матрац 4 находится в спущенном состоянии и сложен таким образом, что элементы 1.1-1.n находятся попарно по обе стороны одной линии складки 5.1, 5.2, ..., 5.n-1 матраца 4. Каждая из этих линий складок или просто складка 5.1-5.n-1 проходят между двумя следующими друг за другом элементами 1.1-1.n и направлены поперечно ряду 2 (как показано на фиг.4).

В способе укладки, показанном на фиг.1, при спущенном состоянии матраца и при сложенном положении элементов 1.1-1.n матрац 4 поочередно:

- расположен между двумя смежными элементами 1.1 и 1.2; 1.3 и 1.4, ..., и т.д.; и

- охватывает два смежных элемента 1.2 и 1.3; ...; 1.n-1 и 1.n.

Этот матрац 4 предпочтительно накачивают при помощи источника газа (не показан на чертеже) через патрубок 6 накачивания. Таким образом, когда указанные элементы 1.1-1.n, находящиеся в сложенном положении, должны быть развернуты и стопора для удержания такого положения удаляются, в патрубок 6 подается газ для накачивания, что позволяет накачать матрац 4. Увеличение объема последнего заставляет его складки распрямляться, и элементы отходят друг от друга путем поворота вокруг осей, по меньшей мере примерно совпадающих с указанными линиями складок 5.1-5.n-1, как схематически показано на фиг.2 стрелками 7. Продолжая накачивание, можно полностью развернуть матрац 4 и элементы 1.1-1.n, чтобы получить развернутое положение, показанное на фиг.3 и 4.

Таким образом, очевидно, что, благодаря настоящему изобретению, можно полностью контролировать момент начала развертывания и процесс развертывания, а также полностью отказаться от механической шарнирной системы.

Когда развертывание полностью завершено, матрацу 4 можно придать жесткость в этом развернутом положении, например, при помощи отверждающейся смолы. Этой смолой можно предварительно пропитывать наружные стороны матраца, и она может быть смолой, полимеризующейся ультрафиолетовыми лучами космического пространства. Как вариант, отверждающейся смолой можно предварительно пропитывать внутреннюю стенку матраца 4, и она может реагировать с реагентом полимеризации, подаваемым вместе с газом накачивания.

На фиг.5 показана конструкция II с множеством элементов 1.11-1.pn в развернутом положении. Эта конструкция II содержит р рядов, каждый из которых аналогичен ряду 2 на фиг.4, расположенных таким образом, что элементы дополнительно образуют столбцы. Понятно, что в этом случае каждая из линий складок 5.1, 5.2, ..., 5.n-1 проходит между двумя смежными столбцами элементов. Так, при спущенном состоянии и при сложенном положении матраца 4 столбцы уложены друг на друга вокруг линий складок 5.1, 5.2, ..., 5.n-1, как показано на фиг.1 для элементов 1.1-1.n.

Кроме межстолбцовых линий складок 5.1-5.n-1, конструкция II может содержать межрядные линии складок 8.1-8.р-1 для того, чтобы укладывать друг на друга (как показано на фиг.1) указанные столбцы элементов, уже уложенные друг на друга вокруг линий складок 5.1-5.n-1.

Изобретение относится к оборудованию космических аппаратов, развертываемому из транспортного в рабочее состояние на орбите. Предлагаемый комплекс содержит элементы (1.1-1.n), жестко соединенные с одной и той же стороной (3) мягкого накачиваемого матраца (4). В транспортном положении элементов матрац (4) находится в спущенном состоянии и сложен так, что указанные элементы попарно находятся по обе стороны складки (5.1-5.n-1) матраца. Технический результат изобретения состоит в упрощении конструкции комплекса и повышении надежности его развертывания в рабочее состояние. 9 з.п. ф-лы. 5 ил.

1. Комплекс (I, II) из по меньшей мере двух элементов (1.1-1.n, 1.11-1.pn), предназначенный для установки на борту космического аппарата, при этом элементы занимают относительно друг друга сложенное или развернутое положение, отличающийся тем, что элементы (1.1-1.n, 1.11-1.pn) жестко соединены с одной и той же стороной (3) мягкого накачиваемого матраца (4), причем в сложенном положении элементов матрац (4) находится в спущенном состоянии и сложен таким образом, что элементы попарно находятся по обе стороны складки (5.1-5.n-1) матраца.2. Комплекс по п.1, отличающийся тем, что матрац (4) выполнен с возможностью его накачивания путем расширения в космическом пространстве газа, содержащегося в матраце (4) в сложенном состоянии на Земле.3. Комплекс по п.1, отличающийся тем, что матрац (4) выполнен с возможностью его накачивания путем нагнетания газа, например, через патрубок (6).4. Комплекс по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что содержит средство придания жесткости матрацу при развернутом положении элементов.5. Комплекс по п.4, отличающийся тем, что средство придания жесткости содержит отверждающуюся смолу.6. Комплекс по п.1, отличающийся тем, что в спущенном состоянии матраца (4) и в сложенном положении элементов (1.1-1.n) сложенный матрац (4) расположен между двумя смежными элементами.7. Комплекс по п.1, отличающийся тем, что в спущенном состоянии матраца и в сложенном положении элементов матрац охватывает два смежных элемента.8. Комплекс по любому из пп.6 и 7, отличающийся тем, что содержит множество элементов, образующих по меньшей мере один ряд, причем в спущенном состоянии матраца и в сложенном положении элементов матрац сложен вокруг линий складок, каждая из которых проходит между двумя следующими друг за другом элементами ряда, и эти линии складок направлены поперечно ряду таким образом, чтобы матрац поочередно располагался между двумя следующими друг за другом элементами и охватывал два следующих друг за другом элемента.9. Комплекс по п.8, отличающийся тем, что множество элементов образует структуру рядов и столбцов, причем в спущенном состоянии матраца и в сложенном положении элементов матрац выполнен с возможностью складывания вокруг линий складок, каждая из которых проходит между двумя столбцами элементов таким образом, чтобы сложенный матрац поочередно располагался между двумя следующими друг за другом столбцами элементов и охватывал два следующих друг за другом столбца элементов.10. Комплекс по п.8, отличающийся тем, что множество элементов образует структуру рядов и столбцов, причем в спущенном состоянии матраца и в сложенном положении элементов матрац складывается вокруг линий складок, каждая из которых проходит между двумя рядами элементов таким образом, чтобы сложенный матрац находился между двумя следующими друг за другом рядами элементов и охватывал два следующих друг за другом ряда элементов.