СПОСОБ ОПЕРАТИВНОЙ ГЕРМЕТИЗАЦИИ ПРОБОЙНОГО ОТВЕРСТИЯ В КОРПУСЕ ПИЛОТИРУЕМОГО КОСМИЧЕСКОГО ОБЪЕКТА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО РЕАЛИЗАЦИИ Российский патент 2015 года по МПК B64G1/56 B64G4/00 

Изобретение относится к устройствам определения на борту космического объекта координат места пробоя высокоскоростными микрометеоридными или техногенными частицами и герметизации пробойного отверстия.

Известно устройство определения координат места пробоя гермооболочки пилотируемого космического объекта космическими частицами и способ определения координат места пробоя, патент РФ №2387966 с приоритетом 16.10.2008 г. - (Д1), которое содержит 6 акустических датчиков, размещенных в гермообъеме ПКО, при этом четыре датчика располагаются попарно вблизи стенок гермообъема, причем отрезки линий, соединяющие каждую упомянутую пару датчиков, скрещиваются, а сами датчики внутри этих пар разнесены друг от друга на максимально возможное расстояние. Оставшиеся два датчика давления размещаются каждый вблизи противоположных стенок гермообъема космического объекта на наименьшем расстоянии от центра гермообъема.

К недостаткам приведенного технического решения следует отнести недостаточную точность определения координат места пробоя, а также необходимость применения дополнительных технических средств ликвидации течи в гермооболочке КО, требующих проведения подготовительных операций и время на их реализацию по заделке отверстия в месте пробоя.

Известны способ и устройство по авторскому свидетельству СССР №1823479 - (Д2), согласно которому герметизирующая композиция готовится зарание, вводится под давлением в место повреждения и выдерживается на воздухе до отверждения при температуре 20÷120°C. Недостатками данного технического решения являются необходимость использования специального оборудования с повышенным давлением, что неприемлемо на борту космического объекта, возможность герметизации только при прямом визуальном контакте персонала с пробойным отверстием, а также высокая токсичность используемых материалов.

Известны способ герметизации дефектов оболочек космических объектов и устройство для его реализации, патент РФ №2131386 с приоритетом 30.12.1997 г. - (Д3), принятые за прототип предлагаемого изобретения, предусматривающие формирование оснастки в зоне дефекта, заполнение этой зоны герметиком через заливочное отверстие в оснастке. Устройство содержит крышку с уплотнением, прижим в виде балки с центральным регулировочным винтом, крышка снабжена ручкой и имеет продольный паз, а в балке выполнен продольный паз, перпендикулярный пазу крышки. Регулировочный винт пропущен через плавающую гайку, установленную в пазу балки, концы балки пропущены через две стойки с цангами, закрепленными на выступающих конструктивных элементах ПКО, и стянуты гайками. При этом в крышке выполнены отверстия для заливки герметика. Устройство также содержит пружинный прижим, в прижиме выполнено центральное отверстие и он снабжен ручкой с отверстием для заливки герметика, ось которого совпадает с осью отверстия прижима.

Основные недостатки аналогов (Д1-Д3) - необходимость визуального определения отверстия в оболочке, невозможность оперативной герметизации из-за необходимости заделки отверстия с внешней стороны ПКО в условиях вакуума.

Сущность предлагаемого изобретения заключается в том, что устройством определения координат места пробоя гермооболочки пилотируемого космического объекта космическими частицами и способом определения координат места пробоя по патенту РФ №2387966 находят ориентировочные координаты места пробоя. Затем вблизи предполагаемого места пробоя размещают устройство для определения координат места пробоя и герметизации гермооболочки пилотируемого космического объекта, расположенные на его наружной поверхности акустические датчики подключают к регистратору и перемещают это устройство вдоль стенки гермоотсека. При резком уменьшении величины сигналов с акустических датчиков, возникающем при нахождении герметизирующего блока непосредственно над местом пробоя, с помощью державки сдвигают крышку. При этом герметизирующий элемент под действием волны разрежения, вызванной истечением воздуха из гермоотсека, выходит из пенала и притягивается к стенке гермооболочки, перекрывая пробойное отверстие. При полном прекращении поступления сигналов с акустических датчиков узел герметизации отделяют от стенки гермооболочки.

Устройство для определения координат места пробоя и герметизации гермооболочки пилотируемого космического объекта содержит герметизирующий элемент из эластичного материала пористой структуры, выполненный в виде пластины, покрытой жидким герметиком. Герметизирующий элемент размещен в пенале, который снабжен выдвижной крышкой. На неподвижной поверхности пенала закреплены два акустических датчика и магнит, при этом герметизирующий элемент помещен в пластиковый пакет, предохраняющий герметик от преждевременного затвердения. На поверхности пакета, обращенной к неподвижной крышке пенала, закреплена металлическая фольга с магнитными свойствами, другая сторона пакета приклеена к выдвижной крышке, причем акустические датчики размещены над пеналом, а магнит установлен между акустическими датчиками. Пенал и его выдвижная крышка снабжены державками. Также сущность изобретения заключается в выполнении герметизирующего элемента в виде пластины или набора пластин из пенополиуретана, покрытых слоем силиконового герметика.

Техническим результатом использования предложенного устройства для определения координат места пробоя и герметизации гермооболочки пилотируемого космического объекта (ПКО) является простота конструкции, его мобильность, увеличение точности определения места пробоя гермооболочки и уменьшение времени герметизации пробойного отверстия.

На Фиг.1 приведен чертеж конструкции устройства.

На Фиг.2 приведены осциллограммы сигналов с акустических датчиков при поиске и герметизации отверстия пробоя.

Устройство определения координат места пробоя и герметизации гермооболочки пилотируемого космического объекта (Фиг.1) содержит блок регистрации сигналов 1, два акустических датчика 5, размещенный в пакете герметизирующий элемент 2 внутри пенала 3 с выдвижной крышкой 4. На наружной поверхности пенала закреплена державка 10 с акустическими датчиками 5 и магнитом 6 между ними. На поверхности пакета с заплатой 2, обращенной к державке 10, служащей одновременно неподвижной крышкой, закреплена металлическая фольга 8 с магнитными свойствами.

Герметизирующий элемент 2 выполнен в виде пластины или набора пластин пенополиуретана, покрытых слоем силиконового герметика. Пакет 7 с элементом приклеен к выдвижной крышке.

Устройство работает следующим образом.

При высокоскоростном пробое гермооболочки ПКО акустические датчики фиксируют фронты и времена прихода акустической волны, вызванной взрывным выделением энергии в точке пробоя. Блок регистрации сигналов с датчиков определяет координаты точки пробоя с точностью, при которой погрешность расчета в незагроможденном пространстве составляет 0,1-0,2 м, а в загроможденном пространстве - 0,5-0,8 м.

Персонал ПКО размещает вблизи предполагаемого места пробоя пенал с герметизирующим элементом внутри, подключает акустические датчики к регистратору и начинает перемещать пенал внутри стенки гермоотсека. Рост величины сигнала с акустических датчиков указывает на приближение пенала к пробойному отверстию 9. Резкое уменьшение величины сигнала указывает на нахождение пенала над отверстием. В этот момент производят, держась за державку пенала, сдвигание его крышки. При этом отрывается пластиковая пленка, защищающая герметизирующий элемент. Последний под действием волны разрежения, вызванной истечением воздуха из гермоотсека, притягивается к стенке и закрывает отверстие. Полное прекращение сигналов с дополнительных акустических датчиков указывает на полную герметизацию отверстия.

Осциллограммы сигналов с акустических датчиков, приведенные на Фиг.2, иллюстрируют этот процесс.

Группа изобретений относится к защите космического объекта (КО) от высокоскоростных микрометеороидных или техногенных частиц. Способ включает определение предполагаемого места пробоя гермооболочки пилотируемого КО указанными частицами. Затем вблизи этого места размещают устройство для определения места пробоя и герметизации гермооболочки (УМПГ). УМПГ содержит пенал с выдвижной крышкой, на наружной поверхности которого закреплены два акустических датчика и магнит между ними. Внутри пенала помещен герметизирующий элемент (ГЭ) в виде пластины пенополиуретана, покрытой слоем силиконового герметика. Перемещают УМПГ вдоль стенки гермоотсека и регистрируют сигналы датчиков. Резкое уменьшение сигналов возникает при нахождении УМПГ непосредственно над местом пробоя. Сдвигают крышку пенала, и ГЭ под действием разрежения, вызванного истечением воздуха через пробитое отверстие, выходит из пенала и перекрывает это отверстие. По прекращении сигналов с датчиков УМПГ отделяют от стенки гермоотсека. Технический результат группы изобретений состоит в уменьшении погрешности определения координат места пробоя и сокращении времени герметизации отверстия с помощью простых мобильных средств. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Способ оперативной герметизации пробойного отверстия в корпусе пилотируемого космического объекта, заключающийся в перекрытии указанного отверстия эластичным герметизирующим элементом, покрытым жидким герметиком, отличающийся тем, что устройством определения координат места пробоя гермооболочки пилотируемого космического объекта космическими частицами и способом определения координат места пробоя находят ориентировочные координаты места пробоя, вблизи предполагаемого места пробоя размещают устройство для определения координат места пробоя и герметизации гермооболочки пилотируемого космического объекта, подключают установленные на этом устройстве акустические датчики к регистратору поступающих с них сигналов и перемещают его по стенке гермоотсека, при резком уменьшении величины сигналов с акустических датчиков сдвигают выдвижную крышку устройства, обеспечивая выход из него герметизирующего элемента, его притяжение к стенке гермооболочки истекающим из нее воздухом и перекрытие пробойного отверстия, при полном прекращении поступления сигналов с акустических датчиков устройство отделяют от стенки гермооболочки.

2. Устройство для определения координат места пробоя и герметизации гермооболочки пилотируемого космического объекта, содержащее герметизирующий элемент из эластичного материала пористой структуры, отличающееся тем, что герметизирующий элемент выполнен в виде пластины, покрытой жидким герметиком, размещенной в пенале, имеющем выдвижную крышку, на наружной поверхности пенала установлены два акустических датчика, между которыми расположен магнит, а на внутренней поверхности пенала напротив магнита закреплена металлическая фольга, имеющая магнитные свойства, при этом пенал и его выдвижная крышка снабжены державками, а выдвижная крышка выполнена с возможностью ее перемещения вдоль поверхностей пенала и освобождения находящейся в нем пластины герметизирующего элемента.

3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что пластина герметизирующего элемента покрыта жидким герметиком полностью и помещена в пластиковую оболочку, выполненную с возможностью удаления ее части со стороны выдвижной крышки при сдвигании этой крышки.