СТРОИТЕЛЬНЫЙ МОДУЛЬ ДЛЯ КОСМИЧЕСКИХ СТАНЦИЙ Российский патент 2018 года по МПК B64G1/22 E04C1/00 

Изобретение относится к области строительства космических станций, а именно к созданию универсального модуля, простого и эффективного при изготовлении и использовании, а также при транспортировании в космос, что существенно удешевляет строительство космических станций.

Известны призматические строительные элементы для строительства космических станций с дополнительными деталями, выполненными в виде отбортовок, размещенных на гранях призмы. Однако при сборке они не способствуют увеличению объема строительной конструкции и предназначены для упрощения технологии [1].

Известны модульные конструкции цилиндрического типа с возможностью запуска в космос, однако в этом случае не достигается цель увеличения объема при сборке станции [2].

Известны космические платформы, собранные из унифицированных модулей в виде сотовых элементов [3]. И здесь не достигается цель повышения объема.

Эта цель на сегодняшний день может быть достигнута за счет использования пневматических надувных конструкций, но они не являются унифицированными и к тому же требуют ракетной транспортировки [4], т.е. удорожают строительство.

Известны модульные космические корабли с плоскими унифицированными модулями, но при сборке они требуют довольно сложных дополнительных приспособлений и лишены возможности индивидуальной транспортировки [5].

Наиболее близким к настоящему изобретению является модульный элемент в виде призмы [6]. Однако задача повышения объема при сборке и уменьшения запусков для достижения требуемого объема в этой конструкции решается недостаточно эффективно из-за конструктивных особенностей модуля. Все дополнительные элементы в этих известных модулях в значительной степени решают технологические проблемы транспортировки из-за необходимости использования мощных средств для вывода на орбиту. Задача нашего изобретения создать простое удобное в эксплуатации устройство, позволяющее удешевить строительство космической станции за счет сокращения количества запусков, использования для вывода на орбиту менее затратных средств а также самих модулей, а так же возможность создания практически любых архитектурных форм.

Для этого в строительном модуле для космических станций, представляющем собой призматическую полую объемную конструкцию с четным числом граней, число которых не превышает шести, выполненную из прочного и жесткого материала, и предназначенную для взаимодействия с аналогичными строительными модулями для обеспечения возможности создания более широкого спектра функциональных сооружений требуемых форм и объемов как в космосе так и на земле с дальнейшей транспортировкой в космос при условии создания возможности существенного увеличения объемов и площадей про сборке космических станций «строительный модуль на каждом боковом ребре несет одинаковые дополнительные плоские элементы, выполненные из того же материала, что и сам модуль, образуя выступающие симметрично попарно друг другу части строительного модуля, предназначенные для взаимодействия с аналогичными дополнительными плоскими элементами другого такого же модуля, образуя симметричную конструкцию относительно оси призмы, при этом ширина дополнительной плоской детали может быть выбрана равной половине ширины грани строительного модуля; согласно настоящему изобретению внешняя кромка плоской детали может быть выполнена скошенной.

На представленных чертежах показаны модули согласно настоящему изобретению.

На фиг. 1 - эскиз шестигранного модуля;

На фиг. 2 - поперечный разрез модуля закрытого цилиндрической оболочкой для осуществления запуска модуля от порохового заряда (не показано);

На фиг. 3 - сотовая сборка с указанием образовавшихся дополнительных объемов;

На фиг. 4 - фото модуля;

фиг. 5 - фото сборки;

фиг. 6 - эскиз четырехгранного модуля;

На фиг.7 - поперечный разрез четырехгранного модуля с с цилиндрической оболочкой;

На фиг. 8 - сборка четырехгранных модулей;

На фиг. 9 - вид модуля с цилиндрической оболочкой;

На фиг. 10 - фото четырехгранного модуля;

На фиг. 11 - фото сборки четырехгранных модулей.

Строительный модуль (в дальнейшем» модуль») представляет собой объемную полую шестигранную или четырехгранную призму 1 с дополнительными плоскими элементами 2. В качестве материала для модуля может быть использован любой прочный и жесткий материал, предназначенный для использования в космосе, например титан, кевлар и др.. При сборке например платформы или любой плоской поверхности при ширине дополнительного плоского элемента равной половине ширины грани модуля получают дополнительный объем 3 строящегося объекта от двух до 10 раз. При этом во столько же раз снижаются затраты на транспортировку модулей. При необходимости пушечного запуска единичного модуля его помещают в цилиндрическую оболочку 4, а в образованных дополнительных объемах-отсеках 3 размещают пороховые ускорители.

Цилиндрический объем для пушечного пуска снабжают обтекателем (не показано) и пороховым зарядом, что существенно снижает расходы на транспортировку, т.к. уменьшает размер снаряда при стандартной массе. Модуль может быть запущен ракетным способом без цилиндрической оболочки, при этом дополнительные детали не снижают аэродинамические свойства конструкции. Дополнительные детали модуля могут быть скошены единообразно 6 под различными углами (показано пунктиром на фиг. 6 на примере одной дополнительной детали). Это позволяет строить конструкции различной конфигурации (арки, шары и прочее). Может быть составлена линейка модулей и их связок в зависимости от задач, поставленных при строительстве космических станций.

Простые и удобные в применении модули согласно данному изобретению, создают возможность расширения функциональных возможностей строительных сооружений из-за возможности обеспечения, благодаря особенностям конструкции модуля при условии существенного увеличения объема космических станций, позволяют использовать модуль для вывода на орбиту, а так же использовать менее затратные пусковые установки. Это позволит развивать область космического строительства более высокими темпами.

Источники информации

1. RU 2084349, В32В 3/12, 1997 г.

2. RU 2014236, В32В 3/12, 1991 г.

3. А.С. Гвамичава, В.А. Кошелев. Строительство в космосе. «Знание». М. 1984/9, с.19.

4. US 6236785, 244-159, 1999 г.

5. US 6568638, 244-158R, 2007 г.

6. US 5086999, 244-168, 1992 г.

Изобретение относится к конструкции и сборке космических объектов, например орбитальных станций. Строительный модуль (в составе платформы) в виде полой 6-гранной или 4-гранной призмы (1) снабжён дополнительными плоскими элементами (2). В качестве материала для модуля могут быть использованы, например титан, кевлар и др. композиты. При стыковке модулей (1) по кромкам элементов (2), имеющих ширину в половину ширины грани призмы, получают многократно возрастающие объемы (3) строящегося объекта (например платформы). Стыковочные кромки элементов (2) могут быть скошены, позволяя разнообразить форму создаваемых объектов. Для запуска единичный модуль может быть помещён в цилиндрическую оболочку (обтекатель), а в объемах между оболочкой и элементами (2) могут быть размещены пороховые ускорители. Возможен запуск связки модулей. Технический результат изобретения направлен на создание простого и универсального строительного модуля, позволяющего снизить количество запусков и другие затраты на строительство космических объектов. 2 з.п. ф-лы, 11 ил.

1. Строительный модуль для космических станций, представляющий собой призматическую полую объемную конструкцию с четным числом граней, количество которых не превышает шести, выполненную из прочного и жесткого материала, используемого для работы в космосе, и предназначенную для взаимодействия с аналогичными строительными модулями для создания требуемых форм и объемов как в космосе, так и на Земле с дальнейшей транспортировкой в космос, снабженный дополнительными плоскими элементами, размещенными на ребрах и предназначенными для взаимодействия с такими же элементами и выполненными из того же материала, что и сам модуль, отличающийся тем, что вышеуказанные плоские дополнительные элементы размещены на каждом боковом ребре, образуя симметричную относительно оси призмы конструкцию.

2. Строительный модуль по п.1, отличающийся тем, что ширина дополнительной плоской детали выбрана равной половине ширины грани строительного модуля.

3. Строительный модуль по п.1, отличающийся тем, что дополнительная плоская деталь по своей внешней кромке выполнена со скосом.