Устройство крепления и расфиксации развертываемых панелей Российский патент 2017 года по МПК B64G1/64 

Изобретение относится к ракетно-космической технике и может быть использовано для обеспечения доставки с последующим разделением пакета несущих панелей на космических объектах. Изобретение относится к средствам фиксации и мгновенного разделения элементов конструкций космических кораблей и их частей и может быть использовано в других отраслях промышленности, где необходимо мгновенное дистанционное разделение элементов конструкций.

Известно устройство крепления и расфиксации подвижных элементов космического аппарата (патент РФ №2422334 C1 B64G 1/22, 24.05.2010), содержащего ряд узлов контакта панелей между собой и с пиротехническим устройством в каждом, предназначенном для разрезания или освобождения стягивающего элемента (троса или жесткой тяги).

Наиболее близким аналогом к заявленному изобретению является устройство крепления и расфиксации солнечной батареи (патент РФ №2258640 C1, B64G 1/44, 20.08.2005), в которой описаны гармоникообразно складываемые панели, соединенные между собой и посредством первой панели с рамой соосными шарнирными соединениями, расположенными по краям, фиксируемыми в транспортном положении пирочеками и точками контакта между панелями (узлами крепления и расфиксации) в виде стаканов с впадинами и выступами.

Недостатком этих устройств, описанных в вышеупомянутых патентах, является то, что для каждого узла связи требуется свое пиротехническое устройство для разрушения стягивающего элемента, а для панелей большой площади этих элементов крепления может требоваться значительное количество (до десяти и более) и при большом количестве панелей в пакете стягивающие элементы достигают значительной длины, что может создать проблемы при развертывании пакета. Из-за ограничений по выводимой массе панели проектируются под орбитальные эксплуатационные нагрузки, что для условий наземной эксплуатации и выведения требует специального крепления.

Задачей изобретения является обеспечение фиксации панелей большой площади с ограниченной несущей способностью и составленной из большого количества различных групп панелей, с высокой надежностью срабатывания, при снижении количества и мощности пиросредств и обеспечение возможности поэтапного развертывания групп панелей в пакете.

Техническим результатом изобретения является обеспечение крепления и расфиксации пакетов панелей, составленных из различных групп, отсутствие разрушаемых и извлекаемых элементов, снижение количества и мощности пиротехнических средств и упрощение технического обслуживания при технологическом и контрольном развертывании-складывании панелей.

Технический результат достигается тем, что в устройстве крепления и расфиксации развертываемых панелей, содержащем управляемое фиксирующее устройство, узлы крепления и сочленения в виде полых деталей с коническими впадинами и выступами, взаимодействующими между собой и несущей конструкцией, в узлах крепления и сочленения размещены стержни, снабженные поясами из звездообразных зубьев, взаимодействующих с зубьями в отверстиях впадин узлов крепления и сочленения соседних панелей, а на торцах стержней выполнены углубление и выступ, взаимодействующие между собой, а также с промежуточными стержнями, на которых установлены рычаги, последовательно и шарнирно соединенные тягами, взаимодействующими с управляемым рычажным механизмом, расположенным на одной из панелей или корпусе, с приводом и управляемым фиксирующим устройством.

Сущность изобретения поясняется чертежами.

На фиг. 1, 2 изображен общий вид расположения точек крепления панелей с устройством крепления и расфиксации.

На фиг. 3, 4 изображен разрез развертываемых панелей по узлу сочленения с приводом.

На фиг. 5 изображен разрез развертываемых панелей по узлу сочленения с пирофиксатором.

На фиг. 6 изображен разрез развертываемых панелей по промежуточному узлу сочленения.

На фиг. 7 изображен вид развертываемых панелей на узел сочленения с двумя пирофиксаторами для поэтапного разделения.

На фиг. 8 изображены виды развертываемых панелей с положением механизма в зафиксированном и расфиксированном состояниях.

Узлы крепления и сочленения устройства крепления и расфиксации развертываемых панелей могут располагаться (фиг. 1, 2) на панелях, как в основании, так на промежуточных и конечных панелях, сообразуясь с технологической доступностью к элементам фиксации и управления в процессе сборки и обслуживания. Например, конструкция, состоящая из развертываемых пакетов панелей 1, 2, с расположенными на них устройствами крепления и расфиксации развертываемых панелей, узлы крепления и сочленения которых выполнены в виде полых деталей - стаканов 3. Корневая панель пакета 1 закреплена на корпусе космического аппарата, остальные панели после разделения могут уводиться механизмами развертывания. В каждом стакане 3, содержащем конический выступ 4 и впадину 5 (фиг. 3, 5), расположен стержень 6 с поясом из звездообразных зубьев 7, которые взаимодействуют с зубьями 8 стакана 3 (фиг. 4, 6, 8), а впадины 10 одного стержня 6 взаимодействуют с выступами 9 следующего стержня 6. Для управления стержнями 6 в промежуточных корпусах 11 установлены промежуточные стержни 12 с рычагами 13, объединенными в единый механизм тягами 14. Для приведения в действие устройства крепления и расфиксации на крайний корпус 15 (фиг. 4) установлен пружинный привод 16, а на противоположный крайний корпус 17 устанавливается один или несколько пиротехнических фиксаторов замыкающего рычага 18 (фиг. 7).

Устройство крепления и расфиксации развертываемых панелей работает следующим образом. Панели установлены на космический аппарат по сопрягаемым элементам конического выступа 4 и впадины 5 в стаканах 3, при этом стержни 6 с поясами звездообразных зубьев 7 также совмещаются своими выступами 9 с впадинами 10 и рычаги 13 ориентируют стержни 6 с поясами зубьев 7 в положении «РАСЧЕКОВАНО» (фиг. 8). С помощью технологического приспособления сжимается пружина привода 16 и рычаги 18 переводятся в положение «ЗАЧЕКОВАНО», при этом пояса зубьев 7 стержней 6 сцепляются с зубьями 8 во впадинах стаканов 3. В положении «ЗАЧЕКОВАНО» замыкающий рычаг 18 блокируется пирофиксатором, которых может быть несколько при поэтапном разделении и развертывании. Поэтапное разделение может осуществляться с помощью промежуточного пирофиксатора и установки стаканов 3 в пакете 2 на меньший угол, позволяющий разделение (фиг. 7). При подаче команды на разделение происходит освобождение рычага 18, а с ним и всех промежуточных рычагов 14, которые пружиной привода 16 перемещаются в положение «РАСЧЕКОВАНО», и осуществляется разделение панелей для осуществления операций по развертыванию пакетов панелей и перемещению их в заданное положение.

Согласно изобретению панели с размещенными на них антенными полями и солнечными батареями, укладываемые в пакет, снабжены необходимым количеством узлов крепления и сочленения, содержащих стержень с поясом из звездообразных зубьев, расположенный в опорном стакане для крепления и сочленения панелей между собой и предназначенного для организации мест фиксации панелей на момент их перемещения и хранения в процессе эксплуатации. Устройство крепления и расфиксации состоит из ряда корпусов, по количеству точек сопряжения панелей, с расположенными в них рычажными механизмами и в двух крайних, с приводом и фиксирующим устройством. Все рычаги шарнирно связаны между собой цепью тяг, которые обеспечивают синхронную работу механизма фиксации и разделения. В качестве привода может быть применена пружина сжатия или растяжения, а фиксирующим устройством может служить пирочека-фиксатор с устройством для ручного управления фиксацией-разделением.

При небольших габаритах таких панелей требуется небольшое количество точек крепления для обеспечения их доставки на орбиту, но по мере возрастания требуемых площадей панелей этих точек контакта требуется все больше и больше. Так для доставки на орбиту панелей площадью до 3 м² было достаточно четырех точек контакта, то при возрастании требуемых площадей, для обеспечения сохранности панелей, этих точек требуется гораздо больше.

Изобретение обеспечивает надежную фиксацию пакетов панелей на этапах наземного обслуживания, выведения и поэтапного разделения перед развертыванием. Кроме того, данное изобретение позволяет увеличить количество панелей в пакете, причем составленных из различных групп и требующих поэтапного развертывания.

Изобретение относится к средствам фиксации и быстрого дистанционного разделения элементов конструкций космических аппаратов (КА), их частей и других изделий. Устройство содержит узлы крепления панелей и сочленения в виде стаканов с коническими впадинами и выступами, взаимодействующими между собой и несущей конструкцией. Панели установлены на КА по сопрягаемым выступам и впадинам стаканов. В стаканах установлены стержни с поясами звездообразных зубьев и выступами. Эти зубья сцепляются с зубьями во впадинах стаканов. Выступы (9) одного стержня совмещаются с впадинами (10) следующего за ним другого стержня. Сверху сборки установлен пружинный привод. Стержни управляются промежуточными стержнями (12) с рычагами (13), объединенными в единый механизм тягами (14). Имеется замыкающий рычаг с одним или более (при поэтапном разделении) пирофиксаторами. При подаче команды на разделение пирофиксатор освобождает замыкающий рычаг, а с ним и все промежуточные рычаги (13), которые пружиной указанного привода перемещаются в положение «РАСЧЕКОВАНО». Техническим результатом изобретения является отсутствие разрушаемых и извлекаемых элементов, снижение количества и мощности пиротехнических средств и упрощение обслуживания устройства. 8 ил.

Устройство крепления и расфиксации развертываемых панелей, содержащее управляемое фиксирующее устройство, узлы крепления и сочленения в виде полых деталей с коническими впадинами и выступами, взаимодействующими между собой и несущей конструкцией, отличающееся тем, что в узлах крепления и сочленения размещены стержни, снабженные поясами из звездообразных зубьев, взаимодействующих с зубьями в отверстиях впадин узлов крепления и сочленения соседних панелей, а на торцах стержней выполнены углубление и выступ, взаимодействующие между собой, а также с промежуточными стержнями, на которых установлены рычаги, последовательно и шарнирно соединенные тягами, взаимодействующими с управляемым рычажным механизмом, расположенным на одной из панелей или корпусе, с приводом и управляемым фиксирующим устройством.