УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБЕЗВЕШИВАНИЯ СЕКЦИОННЫХ СКЛАДНЫХ ПАНЕЛЕЙ СОЛНЕЧНЫХ БАТАРЕЙ КОСМИЧЕСКОГО АППАРАТА Российский патент 2007 года по МПК B64G7/00 G01M13/00 G01M17/00 B64G5/00 

Предлагаемое изобретение относится к устройствам для проведения испытаний на функционирование многозвенных маложестких механических систем изделий космической техники, а более конкретно, к устройствам для обезвешивания секционных складных панелей солнечных батарей космического аппарата.

Известно устройство для обезвешивания секционных складных панелей солнечных батарей космического аппарата, выполненное в виде стационарной опоры с поворотными рычагами, связанными посредством пружин с панелями солнечных батарей космического аппарата, находящегося на технологической подставке (см. Изделие 11Ф654. Инструкция по сборке (разборке), 11Ф654.ИЭ14, редакция 1, 2001 г., КБ "Полет", л. 53).

Известно также устройство для обезвешивания секционных складных панелей солнечных батарей космического аппарата, содержащее закрепленные на транспортировочном кольце, горизонтально установленном в верхней части космического аппарата, секционные складные штанги, расположенные в плане над соответствующими секциями складных панелей солнечных батарей и связанные с ними посредством вертикально установленных разъемных фиксаторов и регулируемых пружин обезвешивания. При раскрытии секций складных панелей солнечных батарей космического аппарата синхронно с ними раскрываются секционные складные штанги транспортировочного кольца, воспринимающие нагрузку от веса секционных складных панелей солнечных батарей космического аппарата. Таким образом происходит разгрузка (снижение действующих усилий) приводов раскрытия секционных складных панелей солнечных батарей (см. УДК. 355.02. "Развитие оборонно-промышленного комплекса на современном этапе", материалы научно-технической конференции (г.Омск, 4-6 июня 2003 г.), часть 2. г.Омск, изд-во ОмГУ, 2003 г., стр.135-140).

Недостатком данного устройства для обезвешивания секционных складных панелей солнечных батарей космического аппарата является то, что при последовательной консольной схеме раскрытия секций складных панелей солнечных батарей космического аппарата (что используется в большинстве конструкций существующих и проектируемых космических аппаратов) при проверке их на функционирование в лабораторных условиях прогибы (деформации элементов раскрываемой системы) "накапливаются" от корневой (наименее удаленной от корпуса космического аппарата) к концевой (наиболее удаленной от корпуса космического аппарата) секциям складных панелей солнечных батарей космического аппарата. Поэтому для исключения недопустимых прогибов секционных складных штанг в раскрытом положении последние должны обладать большой жесткостью. Повышение же жесткости секционных складных штанг приводит к значительному увеличению их массы. А так как секционные складные штанги входят в состав транспортировочного кольца, закрепляемого непосредственно на космическом аппарате, то и "наседающая" нагрузка, действующая на космический аппарат, соответственно пропорционально увеличивается. Это приводит к необходимости упрочнения силовой конструкции космического аппарата, к увеличению массы конструкции космического аппарата и, в конечном счете, к потерям в энергетике при выведении космического аппарата на орбиту и повышении стоимости запуска. Непринятие же мер по увеличению жесткости секционных складных штанг приводит к увеличению действующих нагрузок на приводы в процессе раскрытия секций складных панелей солнечных батарей, к неоправданному увеличению мощности приводов раскрытия секций складных панелей солнечных батарей космического аппарата, а в ряде случаев (при недостаточной мощности приводов раскрытия секций складных панелей солнечных батарей) даже к механическим повреждениям элементов космического аппарата (приводов раскрытия, фиксирующих замков, шарниров, панелей солнечных батарей и т.д.).

Задачей (целью) предлагаемого изобретения является повышение эксплуатационных характеристик (уменьшение нагрузок на приводы раскрытия секционных складных панелей солнечных батарей космического аппарата) устройства для обезвешивания секционных складных панелей солнечных батарей космического аппарата.

Поставленная задача (цель) достигается тем, что в предлагаемом устройстве для обезвешивания секционных складных панелей солнечных батарей космического аппарата, содержащем закрепленные на транспортировочном кольце, горизонтально установленном в верхней части космического аппарата, секционные складные штанги, расположенные в плане над секционными складными панелями солнечных батарей и связанные с ними посредством вертикально установленных разъемных фиксаторов и регулируемых пружин обезвешивания, предложено на потолке помещения закреплять несущие пилоны с горизонтальными полками, а на секционных складных штангах со стороны секций складных панелей солнечных батарей устанавливать опорные ролики с возможностью их взаимодействия при раскрытом положении секционных складных штанг с горизонтальными полками несущих пилонов, при этом горизонтальные полки снабжаются наклонными приемниками, а на несущих пилонах закрепляются подпружиненные постоянные магниты, устанавливаемые с возможностью их взаимодействия с планками, выполняемыми из магнитного материала и закрепляемыми на секционных складных штангах.

Взаимодействие опорных роликов секционных складных штанг с горизонтальными полками несущих пилонов и планок секционных складных штанг с подпружиненными постоянными магнитами, закрепленными на несущих пилонах, позволяет создать систему с промежуточными опорами. Раскрытие каждой из последующих секций секционных складных штанг с обезвешенными панелями солнечных батарей проводится на закрепленных (от прогиба) предыдущих секциях секционных складных штанг, что значительно уменьшает нагрузки на приводы раскрытия и прогибы в процессе раскрытия (перекосы, деформации, перемещения) последующих секций секционных складных штанг и связанных с ними посредством регулируемых пружин обезвешивания последующих секций секционных складных панелей солнечных батарей. Нагрузки на приводы раскрытия и прогибы в предлагаемом устройстве обезвешивания будут значительно меньше, чем нагрузки на приводы раскрытия и прогибы, возникающие в устройстве обезвешивания с консольной схемой раскрытия, принятом в качестве прототипа.

При этом плавность и безударность взаимодействия опорных роликов секционных складных штанг с горизонтальными полками несущих пилонов (в конце раскрытия каждой секции секционных складных панелей солнечных батарей) обеспечивается закреплением к горизонтальным полкам несущих пилонов наклонных (профилированных) приемников и подпружиненностью постоянных магнитов, удерживающих секционные складные штанги от обратного "отскока".

Предлагаемое устройство поясняется на фиг.1-4.

На фиг.1 представлен общий вид устройства в рабочем положении.

На фиг.2 изображен разрез А-А согласно фиг.1.

На фиг.3 показано взаимное положение элементов устройства при нахождении опорных роликов на наклонных приемниках несущих пилонов.

На фиг.4 представлено положение элементов устройства при отведении планок секционных складных штанг от подпружиненных постоянных магнитов несущих пилонов.

Предлагаемое устройство содержит секционные складные штанги 1 (фиг.1), закрепленные на транспортировочном кольце 2, горизонтально установленном в верхней части космического аппарата 3. Секции 4 секционных складных штанг 1 расположены в плане над соответствующими секциями 5 секционных складных панелей солнечных батарей 6 космического аппарата 3 и связаны с ними посредством вертикально установленных разъемных фиксаторов (на фиг. условно не показаны) и регулируемых пружин обезвешивания 7. При этом на потолке 8 помещения закреплены несущие пилоны 9 с горизонтальными полками 10 (фиг.2). Крепление несущих пилонов 9 возможно проводить к стене помещения либо к специально установленной опоре на полу помещения. На секционных складных штангах 1 со стороны секционных складных панелей солнечных батарей 6 космического аппарата 3 установлены опорные ролики 11 (фиг.2) с возможностью их взаимодействия (фиг.2) при раскрытом положении секционных складных штанг 1 с горизонтальными полками 10 несущих пилонов 9. Горизонтальные полки 10 снабжены наклонными приемниками 12 (фиг.2). На несущих пилонах 9 закреплены подпружиненные постоянные магниты 13 (фиг.2), установленные с возможностью их взаимодействия с планками 14, выполненными из магнитного материала и закрепленными на секционных складных штангах 1 со стороны подпружиненных постоянных магнитов 13.

Предлагаемое устройство функционирует следующим образом.

Космический аппарат 3 краном (на фиг. условно не показан) устанавливают на технологическую подставку 15 (фиг.1), предварительно установленную (по разметке) на полу помещения. Демонтируют разъемные фиксаторы (на фиг. условно не показаны) регулируемых пружин обезвешивания 7. Производят демонтаж фиксаторов (на фиг. условно не показаны) положения секций 5 секционных складных панелей солнечных батарей 6 космического аппарата 3 и фиксаторов (на фиг. условно не показаны) положения секций 4 секционных складных штанг 1 транспортировочного кольца 2. После срабатывания приводов раскрытия (на фиг. условно не показаны) космического аппарата 3 происходит последовательное раскрытие (поворот) секций 5 секционных складных панелей солнечных батарей 6 космического аппарата 3 совместно с раскрытием (поворотом) секций 4 секционных складных штанг 1 транспортировочного кольца 2, связанных между собой посредством регулируемых пружин обезвешивания 7. При этом опорные ролики 11 (на конечном участке раскрытия секции 4) взаимодействуют сначала (фиг.3) с наклонными приемниками 12, а затем (фиг.2) и с горизонтальными полками 10 несущих пилонов 9, закрепленных на потолке 8 помещения. Консольный прогиб секций 4 секционных складных штанг 1 с подвешенными к ним на регулируемых пружинах обезвешивания 7 секциями 5 складных панелей солнечных батарей 6, образующийся после расфиксации секций 4 от транспортировочного кольца 2 космического аппарата 3, компенсируется соответствующим их подъемом (секций 4), который происходит при перемещении опорных роликов 11 секций 4 по наклонным приемникам 12 горизонтальных полок 10 несущих пилонов 9. (Высота подъема секций 4 по наклонным приемникам 12 горизонтальных полок 10 несущих пилонов 9 задается равной величине прогиба, определенного (рассчитанного) по консольной схеме раскрытия секций 5 секционных складных панелей солнечных батарей 6 космического аппарата 3). Тем самым следующая раскрываемая секция 4, связанная с соответствующей секцией 5, будет иметь меньший прогиб ("наседающая" нагрузка от предыдущих секций 4 и 5 будет "выключена" за счет опирания опорных роликов 11 предыдущих секций 4 о горизонтальные полки 10 несущих пилонов 9). При дальнейшем перемещении секций 4 (опорными роликами 11 по горизонтальным полкам 10) планки 14, выполненные из магнитного материала и закрепленные на секциях 4 секционных складных штанг 1, будут контактировать (фиг.2) с подпружиненными постоянными магнитами 13, закрепленными на несущих пилонах 9 с помощью пружин 16 (фиг.2). При этом пружины 16 при своем сжатии гасят скорость соударения и уменьшают ударные нагрузки при взаимодействии секций 4 с подпружиненными постоянными магнитами 13, тем самым исключая возможность "отскока" секций 4 от несущих пилонов 9 и способствуя "прилипанию" планок 14 (секций 4) к подпружиненным постоянным магнитам 13 (несущим пилонам 9).

Следует отметить, что потребное количество несущих пилонов 9 в зависимости от жесткости раскрываемой конструкции может быть различным - "подпиранию" на несущих пилонах 9 могут быть подвергнуты не каждая из секций 4, а только некоторые (например, каждая вторая и т.д.).

После проведения испытаний производят складывание секций 4 и 5 (в обратном порядке) в ручном режиме. При этом для "отлипания" планок 14 (секций 4) от подпружиненных постоянных магнитов 13 (несущих пилонов 9) используют регулируемые упоры 17 (фиг.4), закрепленные на секциях 4, вкручивание которых до упора в несущие пилоны 9 позволяет разъединить планки 14 от подпружиненных постоянных магнитов 13 при зафиксированных пружинах 16 (фиксаторы пружин 16 на фиг. условно не показаны) и тем самым отвести секции 4 от несущих пилонов 9. После складывания секций 4 регулируемые упоры 17 переводят в исходное положение (или демонтируют).

Таким образом, предложенное устройство имеет существенные отличия от ранее известных устройств для обезвешивания секционных складных панелей солнечных батарей космического аппарата и позволяет повысить их эксплуатационные характеристики (уменьшить нагрузки на приводы раскрытия секционных складных панелей солнечных батарей космического аппарата при их проверке на функционирование).

Изобретение относится к испытаниям на раскрытие многозвенных маложестких механических систем изделий космической техники. Предлагаемое устройство содержит секционные складные штанги, закрепленные на горизонтальном транспортировочном кольце, установленном в верхней части космического аппарата. Штанги расположены над секционными складными панелями солнечных батарей и связаны с ними посредством вертикально установленных регулируемых пружин обезвешивания. На потолке помещения (или на отдельной опоре) закреплены несущие пилоны с горизонтальными полками, а на штангах со стороны панелей солнечных батарей установлены опорные ролики. Ролики могут взаимодействовать при раскрытом положении штанг с горизонтальными полками пилонов. Эти полки снабжены наклонными приемниками роликов, а на пилонах закреплены подпружиненные постоянные магниты. Магниты имеют возможность взаимодействия с планками, выполненными из магнитного материала. Эти планки закреплены на указанных секционных складных штангах. Технический результат изобретения состоит в повышении эксплуатационных характеристик устройства путем уменьшения нагрузок на приводы раскрытия секционных складных панелей солнечных батарей космического аппарата при их проверке на функционирование. 4 ил.

Устройство для обезвешивания секционных складных панелей солнечных батарей космического аппарата, содержащее закрепленные на транспортировочном кольце, горизонтально установленном в верхней части космического аппарата, секционные складные штанги, расположенные в плане над соответствующими секциями складных панелей солнечных батарей и связанные с ними посредством вертикально установленных разъемных фиксаторов и регулируемых пружин обезвешивания, отличающееся тем, что на потолке помещения закреплены несущие пилоны с горизонтальными полками, а на секционных складных штангах со стороны секционных складных панелей солнечных батарей установлены опорные ролики с возможностью их взаимодействия при раскрытом положении секционных складных штанг с горизонтальными полками несущих пилонов, при этом горизонтальные полки снабжены наклонными приемниками опорных роликов, а на несущих пилонах закреплены подпружиненные постоянные магниты, установленные с возможностью их взаимодействия с планками, выполненными из магнитного материала и закрепленными на секционных складных штангах.