ОТСЕК КОМПОНЕНТОВ ДОЗАПРАВКИ Российский патент 2006 года по МПК B64G1/40 

Предлагаемое изобретение относится к области космической техники, а более конкретно - к транспортным космическим кораблям (ТКК), обеспечивающим дозаправку космических орбитальных станций (КОС) типа "Мир" в условиях космического пространства.

Известен отсек компонентов дозаправки (ОКД) (см., например, журнал №7 "Авиация и космонавтика". М., Воениздат, 1978 г., с.36, 37, рис.1), в котором установлены топливные баки с окислителем и горючим, баллоны высокого давления с азотом и воздухом, агрегаты и системы для заправки. С помощью таких отсеков может быть обеспечена доставка и дозаправка рабочих компонентов на КОС.

Недостатками таких отсеков являются сложность изготовления и низкая надежность.

Известен также отсек компонентов дозаправки, который принят за прототип (см., например, патент РФ №2132804 от 10.07.1999 г., МПК: B 64 G 1/40, 9/00), содержащий корпус с закрепленными на нем топливными баками окислителя и горючего с соответствующей этим компонентам арматурой и системой наддува. Устройство таких отсеков обеспечивает дозаправку топливом баков автономной системы, расположенной на станции типа "Мир", т.е. перекачку топлива из баков отсека компонентов дозаправки, расположенных на грузовом корабле типа "Прогресс", в баки станции.

Конструктивно отсек выполнен в виде двух усеченных конусов, соединенных друг с другом большими основаниями и образующими корпус отсека. Внутри корпуса отсека на специальных рамах расположены сферические баки с компонентами топлива - окислителем и горючим, газовые баллоны высокого давления системы наддува с азотом, используемым для вытеснения компонентов топлива при перекачке. Системы наддува баков и перекачки топлива содержат арматуру - отсечные электроклапаны, пироклапаны, обратные клапаны, сигнализаторы давления, датчики температуры и давления, а также электрокабельную сеть, соединяющую арматуру с блоком управления клапанами. Управление дозаправкой станции осуществляется по командной радиолинии с Земли или экипажем станции с помощью специального пульта.

Недостатками известного отсека компонентов дозаправки являются сложность изготовления и низкая надежность.

Задачей настоящего изобретения является создание отсека компонентов дозаправки, который был бы прост при изготовлении и имел бы повышенную надежность за счет улучшения компоновки агрегатов в отсеке.

Технический результат достигается тем, что в отсек компонентов дозаправки, содержащий корпус, баки окислителя и горючего с соответствующей этим компонентам арматурой и системами наддува, в отличие от известного, введена рама, выполненная в виде кольца сотовой конструкции, скрепленного с корпусом посредством шпангоута, причем баки с разноименными компонентами топлива с соответствующей им арматурой и системами наддува сгруппированы в отдельные топливные модули, при этом баки с одноименными компонентами топлива размещены на диаметрально противоположных участках рамы.

Технический результат заключается в том, что по сравнению с известными техническими решениями, вновь созданный отсек компонентов дозаправки более прост при изготовлении и имеет повышенную надежность за счет улучшения компоновки, заключающейся в создании отдельных самостоятельных топливных модулей, включающих баки с разноименными компонентами топлива и позволяющих производить автономную сборку и испытания при изготовлении (сборке) отдельных топливных модулей и отсека в целом. Кроме того, размещение топливных модулей на диаметрально противоположных участках рамы с обеспечением диаметрального противоположного расположения баков с одноименными компонентами топлива (одинаковыми массовыми характеристиками) обеспечивает упрощение центровки как отдельного отсека компонентов дозаправки, так и всего изделия (ТКК) при изготовлении.

Использование предлагаемого отсека компонентов дозаправки, например, на ТКК типа "Прогресс", обеспечивающего доставку топлива на международную космическую станцию, позволит дать значительный экономический эффект за счет упрощения изготовления отсека и повышения надежности путем улучшения компоновки агрегатов в отсеке, что подтверждено испытаниями опытных образцов, изготовленных с использованием предлагаемого технического решения.

Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых приведены:

на фиг.1 - общий вид отсека компонентов дозаправки;

на фиг.2 - разрез по А-А.

Предлагаемый отсек компонентов дозаправки состоит из следующих основных агрегатов, узлов и деталей: корпуса 1, баков окислителя 2, 3 и баков горючего 4, 5 с соответствующей этим компонентам арматурой 6, 7 и системами наддува 8, 9. Отсек компонентов дозаправки снабжен рамой 10, выполненной в виде кольца сотовой конструкции, например, из углепластика, стеклопластика или алюминия. Рама 10 скреплена с корпусом 1 посредством встроенного в корпус 1 шпангоута 11. Баки окислителя 2, 3 и баки горючего 4, 5 с соответствующей им арматурой 6, 7 и системами наддува 8, 9 сгруппированы в отдельные топливные модули 12, 13, содержащие баки 2, 4 и 3, 5 с разноименными компонентами топлива. Топливные модули 12, 13 размещены на диаметрально противоположных участках 14, 15 рамы 10 с обеспечением диаметрального противоположного расположения баков 2, 3 и 3, 4 с одноименными компонентами топлива. В состав топливных модулей 12, 13 соответственно входят монтажные рамы 16, 17 и трубопроводы с электрокабелями (последние на чертеже не показаны).

Компоновка и монтаж агрегатов в отсеке компонентов дозаправки выполнены следующим образом.

На каждой монтажной раме 16 (17) устанавливают баки 2, 4 (3, 5) с разноименными компонентами топлива (окислителем и горючим) с соответствующей им арматурой 6 (7) и системами наддува 8 (9) и производят монтаж электрокабелей соответствующих трубопроводов. Такая группировка агрегатов на самостоятельной монтажной раме позволяет создать отдельные топливные модули 12 (13), способные автономно проходить испытания, отработку и доводку агрегатов и арматуры, установленных на раме, что обеспечивает упрощение монтажа и компоновки отдельно изготовленных топливных модулей 12, 13 на раме 10 отсека компонентов дозаправки, при этом значительно повышается надежность работы топливной системы.

Отдельные топливные модули 12, 13, прошедшие автономные испытания, размещают на раме 10 на диаметрально расположенных участках 14, 15, при этом баки 2 и 3, 4 и 5 располагаются диаметрально противоположно, что создает взаимное уравновешивание изделия (отсека), необходимое для упрощения центровки, как отсека дозаправки компонентов, так и всего изделия (ТКК) в целом.

Выполнение рамы 10 в виде кольца позволяет обеспечить центральный проход при разгрузке (загрузке) грузового отсека ТКК, пристыкованного к отсеку дозаправки топлива, а выполнение рамы сотовой конструкции позволяет улучшить массовопрочностные характеристики и повысить компактность отсека. Таким образом, создание отдельных топливных модулей 12, 13 и размещение их на кольцеобразной раме 10 сотовой конструкции на диаметрально расположенных участках 14, 15 обеспечивают упрощение изготовления и повышают надежность отсека, что позволяет выполнить поставленную задачу.

Изобретение относится к топливным системам преимущественно транспортных космических кораблей, обеспечивающих дозаправку орбитальных станций типа «Мир». Предлагаемый отсек содержит кольцевую раму, баки окислителя и горючего с соответствующей этим компонентам арматурой и системами наддува. При этом отсек выполнен с двумя топливными модулями, каждый из которых содержит отдельную монтажную раму с установленными на ней указанными баками окислителя и горючего с соответствующей им арматурой и системами наддува. Топливные модули размещены относительно друг друга на диаметрально противоположных участках кольцевой рамы с обеспечением диаметрально противоположного расположения баков с одинаковыми компонентами топлива. Наличие индивидуальных монтажных рам облегчает проведение мероприятий по сборке, испытаниям и замене модулей. Техническим результатом изобретения является создание простого в изготовлении отсека компонентов дозаправки, имеющего повышенную надежность. 2 ил.

Отсек компонентов дозаправки, содержащий кольцевую раму, баки окислителя и горючего с соответствующей этим компонентам арматурой и системами наддува, отличающийся тем, что он выполнен с двумя топливными модулями, каждый из которых содержит отдельную монтажную раму с установленными на ней указанными баками окислителя и горючего с соответствующей им арматурой и системами наддува, причем топливные модули размещены относительно друг друга на диаметрально противоположных участках кольцевой рамы, с обеспечением диаметрально противоположного расположения баков с одинаковыми компонентами топлива.