СПОСОБ РАСШИРЕНИЯ ФУНКЦИОНАЛЬНОСТИ КОНСТРУКТИВНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ, ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ПРИ ПИЛОТИРУЕМЫХ КОСМИЧЕСКИХ ПОЛЕТАХ Российский патент 2019 года по МПК B64G1/60 G01N37/00 A23B9/00 B43K29/20 B26B21/44 

Изобретение предназначено для использования в ракетно-космической техники при пилотируемых полетах для обеспечения жизнедеятельности космонавта при длительной работе в космосе.

Изготовление продуктов питания космонавтов для использования в условиях космического пространства имеет выраженную технологическую специфику и является отдельной отраслью пищевой промышленности.

Жесткие ограничения по весу качеству, условиям применения для продуктов используемых в космосе требуют освоения современных технологий наземной подготовки продуктов, включающих способы обеззараживания, термической, вакуумной обработки, сублимирования и др.

Например, способ приготовления пищевых продуктов с использование вакуумирования, стерилизации и консервирования защищен в изобретении CN 103598314 (А). Изобретение относится к процессу приготовления консервов. Способ включает стадии: приготовление пищи сырья; вакуумная низкотемпературный дегазация продовольственного сырья для получения консервированные сырья; подача азота для консервирования сырья, вакуумная упаковку; стерилизация полуфабрикатов для получения готового продукта консервы.

Сегодня официальное меню российских космонавтов насчитывает 250 наименований. В этот список входят все блюда, чей состав и упаковка одобрены Министерством Обороны России и Правительством РФ для транспортировки и использования в условиях космоса.

Другим направлением получения продуктов пригодных для питания космонавтов выращивание на борту космического корабля в течении длительного космического полета с использованием оранжерей.

Предложен вариант использования фекалий в замкнутой пищевой цепочке на борту космического корабля защищенный патентом CN 1607160 (А).

Черви могут стать основой рациона китайских космонавтов на земной орбите. После ряда проведенных исследований к такому выводу пришли специалисты из Пекинского университета. По сообщению одного из разработчиков данного проекта, Ху Данвея, все участники эксперимента остались очень довольны таким питанием. В невесомости вкусные и питательные червяки вполне могут стать основным источником питательных веществ.

Опубликовано сообщение, что сотрудник лаборатории генетики, биотехнологий и качества биосырья института растениеводства им. Юрьева г. Харьков Сергей Тымчук разработал пленку которая может служить в качестве упаковочного материалы и является съедаемой. В ее составе культурные растения, которые являются основным источником пищевого рациона. В качестве пленкообразователя выбран крахмал, который делают из пшеницы, ржи, кукурузы. Для пленки больше всего подходит крахмал из кукурузы. Решение поставленной задачи замены полиэтиленовой пленки на разлагаемую может служить аналогом для предлагаемого способа использования в пилотируемых космических полетах. [НАУКА И ТЕХНИКА 20.09.2012 file:///G:/0%20И3OБPETATEJIЬCTBO/Харьковский%20изобретатель%20создал%20съедобную%20упаковку.html]

Изобретение «Способ принятия пищи в космосе и комплект посуды для реализации способа», патент №2467932 (RU) относится к устройствам для обеспечения нормальной жизнедеятельности людей в условиях невесомости и может использоваться в космической технике. Пищу в посуде помещают в электрическое поле, которым удерживают пищу внутри посуды от разлетания в условиях невесомости, при этом такое электрическое поле на пищу и посуду создают слоем электрета. Комплект включает набор посуды, снабженный источником электрического поля, выполненным в виде слоя электрета. Достигается получение модернизированного комплекта посуды, обеспечивающего принятие пищи и увеличение диапазона возможных применяемых блюд в условиях невесомости. Изобретение относится к космической технике, в частности, предназначенной для обеспечения нормальной жизнедеятельности людей в космических условиях, включая невесомость.

Техническое решение по патенту решает направлено на обеспечение удобства принятия пищи космонавтами в невесомости, устранение опасности образования крошек в невесомости.

В качестве прототипа выбран «Способ принятия пищи в космосе и комплект посуды для реализации способа», патент №2467932.

Недостатком защищенного этим патентом технического решения является то, что использование способа по прототипу возможно только с блюдами штатного рациона космонавтов доставленных на станцию.

Целью изобретения является расширения функциональности конструктивных элементов, используемых при пилотируемых космических полетах

Сущность изобретения заключается в сочетании способа наземной подготовки продуктов питания для космонавтов и подготовки этих продуктов на борту космической станции для еды и введения в качестве продуктовой вставки в состав конструктивных элементов, используемых при пилотируемых космических полетах выполняющих различные научно-технические, обеспечивающие, социальные и другие функции.

Способ предлагаемый в заявке на изобретение направлен на расширение возможностей обеспечения жизнедеятельности в космических полетах по сравнению со способом осуществляемым по прототипу.

Для этих целей предложено использовать дополнительный ресурс обеспечения космонавтов пищей вне штатного рациона питания космонавтов. Это может быть использовано в качестве страхующего запаса для случая нештатной обстановки на борту, например задержки с транспортным кораблем обеспечения.

Способ расширения функциональности конструктивных элементов, используемых при пилотируемых космических полетах на борту космического корабля для выполнения технических и научных функций состоит в том, что в объем этих конструктивных элементов вводят в качестве продуктовой вставки вещества, пригодные для употребления в пишу, покрывают их защитной пленкой или покрытием, маркируют в соответствии с санитарно-гигиеническими требованиями и после выполнения технических и научных функций конструктивными элементами извлекают вещества продуктовой вставки для питания космонавта.

Способ расширения функциональности конструктивных элементов, используемых при пилотируемых космических полетах на борту космического корабля для выполнения технических и научных функций, содержащих материалы состоит в том, что эти материалы изготавливают с возможностью употребления в пищу, покрывают их защитной пленкой или покрытием, маркируют в соответствии с санитарно-гигиеническими требованиями и после выполнения технических и научных функций конструктивными элементами используют для питания космонавта.

Сущность изобретения иллюстрируется следующими рисунками:

Фиг. 1 - использование космонавтами продуктовой вставки в конструктивные элементы в пищу;

Фиг. 2 - панель с продуктовой вставкой;

Фиг. 3 - ручки отсека как конструктивные элементы с продуктовой вставкой;

Фиг. 4 - снимаемые ручки управления с продуктовой вставкой;

Фиг. 5 - оберточный материал пригодный в пищу.

Фиг. 6 - пишущий прибор с продуктовой вставкой;

Фиг. 7 - прибор для бритья с продуктовой вставкой;

Фиг. 8 - печатное издание с продуктовой вставкой.

Способ реализуется следующим образом. В рамках пищевой промышленности подбирают материалы пригодные для принятия в пищу космонавтами с необходимыми физическими, органолептическими и прочностными свойствами и включают в объем конструкционных материалов, используемых при пилотируемых полетах в виде пищевой вставки таким образом, чтобы конструкционные элементы выполняли свои заданные научные и технические функции. После выполнения этих функций космонавт извлекает пищевую вставку из конструктивного элемента и употребляет в пищу.

Перечень изделий в которые целесообразно вводить пищевые добавки зависит от выбора вида конструктивного элемента. Это могут быть: панели приборов, их конструктивные элементы, ручки приборов, упаковочные ящики, личные предметы космонавтов и другие предметы, находящиеся на борту космической станции.

Перечень может быть расширен по мере развития технологий создания сортамента пищевых веществ отвечающих требованиям по использованию их в качестве пищевой вставки в конструктивные элементы.

Перечень пищевых продуктов которые используют для решения задачи расширения функциональности материалов, используемых при пилотируемых космических полетах включает в себя продукты пригодные для длительного хранения - мука, рис, сахар, соль, сахар, какао, шоколад, мучные изделия, обработанные сушеные мясные, рыбные продукты, порошки трав и приправ, сублимированные ингредиенты и другие, включая жидкости. Перечень используемых компонентов зависит от развития технологий пищевой обработки продуктов для космических полетов, выполнения требований по прочности, долговечности продуктовых веществ, удобства их использования.

При изготовлении пищевой вставки в ряде случаев используют замораживание продуктов под давлением. Высокое давление в 2100 бар, приложенное к препарату в процессе замораживания под высоким давлением (например, с использованием устройства Leica ЕМ НРМ100) подавляет образование и рост кристаллов, а холодовое обездвиживание после приложения давления предотвращает повреждение структуры препарата. Замороженный продукт характеризуется такими внешними признаками и физическими свойствами, как твердость (вызвана превращением воды в лед), яркость окраски (результат оптических эффектов, вызываемых кристаллами льда), уменьшение плотности (результат расширения воды при замораживании, значительное изменение тепловых свойств и др.).

Достижение требуемых прочностных свойств обеспечивают использованием соответствующих технологий, например прессованием, замораживанием под давлением, склеиванием и т.п. Прессование порошков, замораживание жидкостей.

Требования к пластине по прочности на изгиб вибрации, перегрузки соответствуют требованиям, предъявляемым к подобным штатным конструкционным элементам.

При необходимости усиления прочности качеств изделий продуктовые элементы достигают в сочетании с нагрузкой на совмещают с усилителям из конструктивных материалов.

При изготовлении пищевой вставки в случае необходимости в технологию приготовления включают стадию стерилизации.

Пищевая вставка в конструктивный элемент включает стадию непосредственного наполнения в полость конструктивного элемента или формование - предварительное придание продуктовой вставки необходимой формы для помещения в конструктивный элемент.

Пищевые вставки в конструктивном элементе разделяют на две группы:

с возможностью восприятия пищевой вставкой нагрузки по напряжениям сдвига, растяжения и кручения;

с заполнением свободного объема конструктивного без силовой нагрузки.

Обеспечивают защитное покрытие для пищевой вставки и производят маркировку конструктивного элемента в соответствии с требованиями к маркировке пищевой продукции, которые установлены Законом Российской Федерации "О защите прав потребителей" от 7 февраля 1992 г. №2300- 1, Федеральным законом "О качестве и безопасности пищевых продуктов" от 2 января 2000 г. №29-ФЗ, и другими документами.

Маркировка пищевого продукта - сведения, обозначения, рисунки или знаки, которые относятся к пищевому продукту и присутствуют на упаковке, этикетке или другом виде носителя, сопровождающем пищевой продукт. В соответствии с ГОСТ Р 51074-2003 "Продукты пищевые. Информация для потребителя. Общие требования", обеспечивают требования достоверности информации для потребителя и соответствие маркировки требованиям действующего законодательства.

Космонавты в космическом полете после выполнения конструктивным элементом заданных научно-технических, социальных и иных, функций после извлечения из отслужившего изделия снимают защитную пленку, извлекают продуктовую вставку и используют ее в пищу.

Способ расширения функциональности конструктивных элементов, используемых при пилотируемых космических полетах на борту космического корабля для выполнения технических и научных функций, содержащих материалы заключается в том, что эти материалы изготавливают с возможностью употребления в пищу, покрывают их защитной пленкой или покрытием, маркируют в соответствии с санитарно-гигиеническими требованиями и после выполнения технических и научных функций конструктивными элементами используют для питания космонавта

При наземной подготовке пилотируемых полетов разрабатывают материалы выполняющие, как техническую функцию, так и пригодные для принятия космонавтами в пищу, например тканые, оберточные материалы в случае необходимости как дополнительный рацион или в случае крайней необходимости.

На Фиг. 1 Космонавты 1 на борту космической станции выполняют демонтаж отслужившего прибора 2, из панели 3 его корпуса 4 извлекают пищевую вставку 5 снимая защитную пленку 6 и используют в пишу непосредственно или после необходимой обработки.

На фиг. 2 показана панель 3 корпуса прибора 4 которая содержит пищевую вставку 5 с защитную пленку 6 с нанесенной на ней маркировкой 7. Панель прикреплена к корпусу винтами 8 через крепежные отверстия 9 в панели.

Панель изготавливаю на основе пластины с пищевой вставкой, которая может входить в состав различных конструкций научной аппаратуры приборов, плат, тары, перегородок и других конструкций.

Панель формируют как элемент сортамента для реализации предлагаемого способа по изобретению.

На фиг. 3 показан пример применения конструктивных элементов с продуктовой вставкой. В отсеке космического корабля 10 боковые ручки 11 для удобства фиксации космонавтов в невесомости выполняют с пищевой вставкой 12, подобранной таким образом чтобы соответствовать требованиям по статической прочности боковых ручек.

На фиг. 4 показан пример применения конструктивных элементов с продуктовой вставкой выполненных в ручках приборов управления космическим аппаратом. В космическом корабле 13 в ручку управления 14 типа джойстик (условно) помещают продуктовую вставку 15, с маркировкой (информацией о составе пищевой вставки) 16 а в ручку управления на панели приборов 17 помещают пищевую вставку 18 с маркировкой 19 и поверхность 20 для удобства доступа к пищевой вставке при демонтаже корпуса ручки 21.

На фиг. 5 показан пример использования в корпусе 22 оберточного материала 23 с составом пригодным для принятия в пищу 24 покрытым защитной пленкой 25 на котором размещают маркировку 26.

На фиг. 6, 7 показан пример использования личных предметов космонавтов для размещения в них пищевой вставки.

В корпусе пишущего предмета 27 фиг. 6 введена пищевая вставка вокруг пишущего наполнителя 28 и защитного корпуса 29 с маркировкой 30.

На фиг. 7 в рукоятке 31 помазка для бритья размещена продуктовая вставка 32 с маркировкой 33.

На фиг. 8 показан пример включения журнал, книгу 34 с названием 35 листов 36 пригодных для употребления в пищу, для чего на журнале делают предупреждающую надпись 37 (маркировку).

Техническим результатом при применении изобретения является повышения эффективности использования материалов при длительных космических полетах за счет придания им дополнительных свойств. Возможности использования материалов в изделиях выполнивших свою функцию в качестве продуктов питания.

Это повышает надежность обеспечения жизнедеятельности космонавтов создавая возможность использовать дополнительный ресурс обеспечения космонавтов пищей вне штатного рациона или в результате нештатной обстановки на борту, например задержки с транспортным кораблем обеспечения.

Изобретение относится к космонавтике, а более конкретно к продуктам питания космонавтов. Способ расширения функциональности конструктивных элементов включает введение в объем или материалы конструктивных элементов продуктовой вставки. Затем пищевые материалы покрывают защитной пленкой или покрытием, маркируют в соответствии с санитарно-гигиеническими требованиями и после выполнения технических и научных функций элементами извлекают вещества продуктовой вставки из конструктивных элементов для питания космонавта. Достигается расширение области применения. 2 н.п. ф-лы, 8 ил.

1. Способ расширения функциональности конструктивных элементов, используемых при пилотируемых космических полетах на борту космического корабля для выполнения технических и научных функций, отличающийся тем, что в объем этих конструктивных элементов вводят в качестве продуктовой вставки вещества, пригодные для употребления в пищу, покрывают их защитной пленкой или покрытием, маркируют в соответствии с санитарно-гигиеническими требованиями и после выполнения технических и научных функций конструктивными элементами извлекают вещества продуктовой вставки для питания космонавта.

2. Способ расширения функциональности конструктивных элементов, используемых при пилотируемых космических полетах на борту космического корабля для выполнения технических и научных функций, содержащих материалы, отличающийся тем, что эти материалы изготавливают с возможностью употребления в пишу, покрывают их защитной пленкой или покрытием, маркируют в соответствии с санитарно-гигиеническими требованиями и после выполнения технических и научных функций конструктивными элементами используют для питания космонавта.