РАЗЪЕМНОЕ УСТРОЙСТВО ТРАНЗИТНОЙ ПНЕВМОГИДРАВЛИЧЕСКОЙ МАГИСТРАЛИ В СТЫКЕ РАЗДЕЛЯЕМЫХ ЧАСТЕЙ КОСМИЧЕСКОГО ОБЪЕКТА И СПОСОБ ЕГО СБОРКИ Российский патент 2012 года по МПК B64G1/62 

Изобретение относится к ракетно-космической технике, а именно к пневмогидравлическим системам, в которых необходимо разделение транзитной магистрали в процессе отделения части космического объекта.

Для разделения пневмогидравлических магистралей используются пневмогидравлические платы. Пневмогидравлические платы имеют в своем составе, как правило, несколько штуцеров, размещенных в корпусе. Корпус платы состоит из двух частей, в каждой части размещены штуцеры, которые соединены между собой и герметизированы с помощью прокладок или манжет. Части корпуса соединены между собой замком, размещенным в центральной части корпуса для равномерного распределения нагрузки на штуцеры в процессе разделения платы. Замок может быть раскрыт до разделения частей космического объекта подачей управляющего давления пневмосистемы или с помощью механического воздействия на замок в процессе движения частей космического объекта при их разделении, например, с помощью троса. В космической технике часто возникает необходимость доставить рабочее тело с наземных устройств в космический аппарат для обеспечения определенных условий работы при подготовке космического объекта к пуску (вентиляция объекта, термостатирование аппаратуры и т.п.). В таких случаях доставка рабочего тела ведется по транзитной магистрали, проходящей по всей длине космического объекта, в том числе и через стыки частей космического объекта, разделяемых в процессе полета. (См. «Ракеты-носители» под общей редакцией проф. С.О. Осипова. Военное издательство МО СССР, Москва - 1981, стр.193, 238-240) - прототип.

При применении платы с одним штуцером и замком разделяемый штуцер должен быть смещен относительно оси симметрии платы, что приводит к перекосу в процессе разделения платы, и, следовательно, отделение части космического объекта будет ненадежным. Если в конструкции платы замковое соединение (например, цанговое устройство) и разделяемый штуцер совмещены и расположены на одной оси, то конструкция платы приобретает избыточную массу.

Задачей предложенного устройства является повышение надежности разъемного устройства транзитной пневмогидравлической магистрали в стыке разделяемых частей космического объекта при минимальных массовых затратах.

Задача решается за счет того, что в разъемном устройстве транзитной пневмогидравлической магистрали в стыке разделяемых частей космического объекта с использованием в упомянутом стыке направляющих шпилек, фиксирующих элементов и привода разделения в состав транзитной магистрали введено два переходника, состыкованные между собой, образуя разъемное соединение, состоящее из наконечника первого переходника и фланца второго переходника, причем наконечник входит во внутреннюю полость фланца, соединение которых герметизируются резиновыми прокладками. Второй переходник присоединен к отделяемой части космического объекта с помощью фланца второго переходника и крепежных элементов, а первый переходник закреплен на основной части космического объекта кронштейном, который состоит из двух частей, соединенных между собой крепежными элементами, опорная часть кронштейна закреплена на основной части космического объекта с помощью крепежных элементов, а регулируемая его часть закреплена на резьбовом хвостовике первого переходника с помощью двух гаек. Регулировка положения частей кронштейна между собой производится смещением его частей относительно друг друга за счет наличия овальных отверстий во взаимно перпендикулярных направлениях в местах установки крепежных элементов, а смещение кронштейна относительно первого переходника фиксируется двумя гайками путем свинчивания их по резьбовому хвостовику первого переходника. В стыке разделяемых частей космического объекта установлены направляющие шпильки с длиной цилиндрической части больше величины хода расстыковки соединения переходников, чем обеспечивается расстыковка соединения переходников без перекоса.

Задача решается за счет того, что в способе сборки разъемного устройства транзитной пневмогидравлической магистрали в стыке разделяемых частей космического объекта с использованием в упомянутом стыке направляющих шпилек, фиксирующих элементов и привода разделения после стыковки основной части космического объекта с его отделяемой частью второй переходник закрепляют на отделяемой части космического объекта, затем стыкуют первый переходник к второму переходнику, технологически фиксируя их состыкованное положение, далее устанавливают кронштейн на первый переходник, закрепляя его опорную часть на основной части космического объекта с фиксированием регулируемой части кронштейна на резьбовом хвостовике первого переходника, после чего к первому и второму переходникам стыкуют транзитные трубопроводы и производят технологическую расфиксацию соединения переходников.

На фиг.1 изображено расположение разъемного соединения пневмогидравлической магистрали, направляющих шпилек, фиксирующих элементов и приводов разделения на ракете-носителе, на фиг.2 изображено разъемное соединение пневмогидравлической магистрали, на фиг.3 изображен фиксирующий элемент, где:

1 - направляющие шпильки;

2 - фиксирующие элементы;

3 - приводы разделения;

4 - первый переходник;

5 - второй переходник;

6 - наконечник;

7 - фланец;

8 - резиновые прокладки;

9 - отделяемая часть космического объекта;

10 - крепежные элементы;

11 - основная часть космического объекта;

12 - кронштейн;

13 - опорная часть кронштейна;

14 - регулируемая часть кронштейна;

15 - резьбовой хвостовик;

16 - гайки;

17 - овальные отверстия;

18 - длина цилиндрической части;

19 - величина хода расстыковки соединения переходников; 20 - транзитные трубопроводы.

В разъемном устройстве транзитной пневмогидравлической магистрали в стыке разделяемых частей космического объекта с использованием в упомянутом стыке направляющих шпилек 1, фиксирующих элементов 2 и приводов разделения 3 (например, направляющие шпильки 1 могут быть закреплены на отделяемой части космического объекта 9, фиксирующие элементы 2 - на основной части космического объекта, а привода разделения 3 - на ракете-носителе) в состав транзитной магистрали введено два переходника 4 и 5, состыкованные между собой, образуя разъемное соединение, состоящее из наконечника 6 первого переходника 4 и фланца 7 второго переходника 5, причем наконечник 6 входит во внутреннюю полость фланца 7, соединение которых герметизируются резиновыми прокладками 8.

Второй переходник 5 присоединен к отделяемой части космического объекта 9 с помощью фланца 7 второго переходника 5 и крепежных элементов 10, а первый переходник 4 закреплен на основной части космического объекта 11 кронштейном 12, который состоит из двух частей, соединенных между собой крепежными элементами 10, опорная часть кронштейна 13 закреплена на основной части космического объекта 11 с помощью крепежных элементов 10, а регулируемая его часть 14 закреплена на резьбовом хвостовике 15 первого переходника 4 с помощью двух гаек 16.

Регулировка положения частей кронштейна 12 и 14 между собой производится смещением его частей относительно друг друга за счет наличия овальных отверстий 17 во взаимно перпендикулярных направлениях в местах установки крепежных элементов 10, а смещение кронштейна 12 относительно первого переходника 4 фиксируется двумя гайками 16 путем свинчивания их по резьбовому хвостовику 15 первого переходника 4. В стыке разделяемых частей космического объекта установлены направляющие шпильки 1 с длиной цилиндрической части 18 больше величины хода расстыковки соединения переходников 4 и 5, чем обеспечивается расстыковка соединения переходников 4 и 5 без перекоса.

После стыковки первого переходника 4 с вторым переходником 5 необходима фиксация положения наконечника 6 относительно фланца 7 (например, технологическим приспособлением) с тем, чтобы сохранить величину хода расстыковки соединения переходников 19 неизменной в процессе дальнейших операций с космическим объектом (монтажные работы, кантование, перекладка, транспортирование и т.п.). После закрепления переходников 4 и 5 и подсоединения транзитных трубопроводов 20, которые входят в состав транзитной магистрали, подающей рабочее тело (например, от наземного устройства в космический аппарат), необходима расфиксация соединения переходников 4 и 5 (например, путем демонтажа технологического приспособления). В некоторых случаях расфиксацию переходников 4 и 5 целесообразно производить на последней стадии подготовки космического объекта к пуску, исключив тем самым влияние нагрузок на соединение переходников 4 и 5 в процессе кантования, перекладок и транспортирования материальной части.

В способе сборки разъемного устройства транзитной пневмогидравлической магистрали в стыке разделяемых частей космического объекта с использованием в упомянутом стыке направляющих шпилек 1, фиксирующих элементов 2 и приводов разделения 3 после стыковки основной части космического объекта 11 с его отделяемой частью 9 второй переходник 5 закрепляют на отделяемой части космического объекта 9, затем стыкуют первый переходник 4 к второму переходнику 5, технологически фиксируя их состыкованное положение, далее устанавливают кронштейн 12 на первый переходник 4, закрепляя его опорную часть 13 на основной части космического объекта 11 с фиксированием регулируемой части кронштейна 14 на резьбовом хвостовике 15 первого переходника 4, после чего к первому и второму переходникам 4 и 5 стыкуют транзитные трубопроводы 20 и производят технологическую расфиксацию соединения переходников 4 и 5.

Разъемное устройство транзитной пневмогидравлической магистрали в стыке разделяемых частей космического объекта с использованием в упомянутом стыке направляющих шпилек 1, фиксирующих элементов 2 и приводов разделения 3 функционирует следующим образом.

После подачи команды на отделение отделяемой части космического объекта 9 от основной части космического объекта 11 разрывается жесткая связь фиксирующих элементов 2 (например, срабатыванием замков или пироболтов, расположенных в стыке разделяемых частей 9 и 11) и происходит начальное плоскопараллельное движение (например, под действием приводов разделения 3, размещенных на одной из разделяемых частей) отделяемой части космического объекта 9 относительно основной части космического объекта 11 по направляющим шпилькам 1, которые расположены равномерно по периметру стыка разделяемых частей 9 и 11.

Так как длина цилиндрической части 18 направляющих шпилек 1 больше величины хода расстыковки соединения переходников 19, то поперечные и угловые смещения в соединении переходников 4 и 5 на ходе расстыковки транзитной магистрали отсутствуют.

При необходимости, в переходники 4 и 5 могут быть встроены устройства (например, обратные клапаны), препятствующие выходу рабочего тела из полостей после расстыковки соединения.

Предложенное разъемное устройство транзитной пневмогидравлической магистрали в стыке разделяемых частей космического объекта с использованием в упомянутом стыке направляющих шпилек 1, фиксирующих элементов 2 и привода разделения 3 разделяется в процессе движения отделяемой части космического объекта 9 от основной части космического объекта 11 за счет использования расположенных в стыке разделяемых частей 9 и 11 направляющих шпилек 1, длина цилиндрической части 18 которых больше величины хода расстыковки соединения переходников 19, при этом разъемное устройство не имеет замковых средств, чем и обеспечивается повышение надежности устройства при минимальных массовых затратах.

Изобретение относится к средствам стыковки и разделения пневмогидравлических систем космических объектов (КО). Разъемное устройство имеет направляющие шпильки (1) с фиксирующими элементами и приводы разделения. Шпильки могут быть закреплены на отделяемой части (9) КО, фиксирующие элементы - на основной части (11) КО, а приводы разделения (двигатели) - на ракете-носителе. Транзитная магистраль снабжена первым (4) и вторым (5) переходниками, образующими разъемное соединение в виде наконечника (6) переходника (4) и фланца (7) переходника (5). Наконечник (6) входит во внутреннюю полость фланца (7), и их соединение герметизируется прокладками (8). Переходник (5) присоединен к отделяемой части (9) КО с помощью фланца (7) и крепежных элементов (10), а переходник (4) закреплен на основной части (11) КО кронштейном (12). Опорная часть (13) этого кронштейна закреплена на основной части (11) КО с помощью элементов (10), а регулируемая часть (14) - на резьбовом хвостовике (15) переходника (4) с помощью гаек (16). Для регулировки взаимного положения частей (12) и (14) служат овальные отверстия (17) в местах установки крепежных элементов (10). Смещение кронштейна (12) относительно переходника (4) фиксируется двумя гайками (16) путем их свинчивания по хвостовику (15). Длина цилиндрической части (18) шпилек (1) больше хода расстыковки переходников (4) и (5), чем исключается перекос при расстыковке. После стыковки частей КО второй переходник (5) закрепляют на отделяемой части (9). Затем стыкуют с ним первый переходник (4) и устанавливают на нем кронштейн (12), закрепляя его на основной части (11). Затем к переходникам присоединяют транзитные трубопроводы и производят технологическую расфиксацию соединения переходников. Техническим результатом изобретений является повышение надежности разъемного устройства при минимальных массовых затратах. 2 н.п. ф-лы, 3 ил.

1. Разъемное устройство транзитной пневмогидравлической магистрали в стыке разделяемых частей космического объекта, содержащее в упомянутом стыке направляющие шпильки, фиксирующие элементы и приводы разделения, отличающееся тем, что в состав транзитной магистрали введено два переходника, состыкованных между собой и образующих разъемное соединение, состоящее из наконечника первого переходника и фланца второго переходника, причем указанный наконечник входит во внутреннюю полость указанного фланца, а указанное соединение герметизируются резиновыми прокладками, второй переходник присоединен к отделяемой части космического объекта с помощью фланца второго переходника и крепежных элементов, а первый переходник закреплен на основной части космического объекта кронштейном, который состоит из двух частей, соединенных между собой крепежными элементами так, что опорная часть кронштейна закреплена на основной части космического объекта с помощью крепежных элементов, а регулируемая его часть закреплена на резьбовом хвостовике первого переходника с помощью двух гаек, при этом регулировка положения частей кронштейна между собой производится смещением его частей относительно друг друга за счет наличия овальных отверстий во взаимно перпендикулярных направлениях в местах установки крепежных элементов, а смещение кронштейна относительно первого переходника фиксируется двумя гайками путем свинчивания их по резьбовому хвостовику первого переходника, при этом направляющие шпильки, установленные в стыке разделяемых частей космического объекта, выполнены с длиной цилиндрической части, большей величины хода расстыковки соединения переходников, чем обеспечивается расстыковка соединения переходников без перекоса.

2. Способ сборки разъемного устройства транзитной пневмогидравлической магистрали в стыке разделяемых частей космического объекта с использованием в упомянутом стыке направляющих шпилек, фиксирующих элементов и приводов разделения, отличающийся тем, что после стыковки основной части космического объекта с его отделяемой частью второй указанный переходник закрепляют на отделяемой части космического объекта, затем стыкуют первый указанный переходник ко второму переходнику, технологически фиксируя их состыкованное положение, далее устанавливают указанный кронштейн на первый переходник, закрепляя его опорную часть на основной части космического объекта с фиксированием регулируемой части кронштейна на резьбовом хвостовике первого переходника, после чего к первому и второму переходникам стыкуют транзитные трубопроводы и производят технологическую расфиксацию соединения переходников.