Пластырь для ремонта экранно-вакуумной теплоизоляции космического объекта, используемый космонавтом в процессе внекорабельной деятельности, и способ его эксплуатации Российский патент 2019 года по МПК B64G4/00 B63B43/16 

Группа изобретений относится к космической технике, в частности, к средствам и способам реализации технологических работ космонавтом в процессе внекорабельной деятельности (ВКД), а также при моделировании натурных условий на Земле.

Техническое обслуживание и ремонт космических объектов (КО) в условиях полета являются инженерной реальностью нашего времени. Силами экипажа на орбитальных станциях выполняется широкий спектр технологических операций. Средства и технологии механосборочных, электро- и радиомонтажных работ адаптированы к условиям космического полета, что позволяет осуществлять поддержание и восстановление работоспособности систем, подсистем и агрегатов КО. Одной из жизненно важных систем является система обеспечения теплового режима (СОТР), составной частью которой является экранно-вакуумная теплоизоляция (ЭВТИ) - многослойный пакет из металлизированной пленки, переложенной слоями стеклосетки, покрывающий гермооболочку КО. При проведении внешних операций, при попадании микрометеоритов могут происходить локальные повреждения ЭВТИ. Более того, иногда для обеспечения доступа к конструктивным элементам корпуса, который не был предусмотрен в проекте, может потребоваться вскрытие ЭВТИ режущими средствами. В таких случаях, для продолжения полета, обязательным является требование восстановить утраченную способность ЭВТИ противостоять тепловым потокам на данном участке гермооболочки корпуса.

Эффективным способом является изменение ориентации объекта относительно тепловых потоков. Но так как в этом случае ориентация космического объекта будет подчинена обеспечению теплового режима, могут создаться определенные трудности для выполнения основных задач полета, что практически исключает использование этого способа. Другим способом мог бы стать дистанцированный от гермооболочки экран, но его установка над поверхностью корпуса в процессе полета вряд ли осуществима (Космические аппараты. // Под редакцией К.П. Феоктистова. Москва. Военное издательство. 1983. С. 201, 202).

Известен корабельный пластырь - устройство для заделки пробоин в подводной части корпуса судна, содержащий многослойное полотнище, натянутое на каркас, и растяжки, присоединенные к углам полотнища (Военно-морской словарь // Под редакцией П.А. Грищука. Москва. Издательство ДОСААФ СССР. 1987. С. 75; https:

studfiles.net/preview/5154857/page3:32; https://www.trans-servise.org/ru; https: //flot.com/publications/books/shelf/specialcoses/58.htm). (Прототип). Такое устройство не может быть применено для группы изобретений в заданных космических условиях.

Задачей группы изобретений является обеспечение безопасного, эффективного и надежного восстановления теплообмена гермооболочки корпуса КО космонавтом в процессе ВКД за счет создания пластыря для ремонта ЭВТИ при повреждении ее локального участка.

Техническим результатом группы изобретений является снижение трудоемкости, а также повышение безопасности, эффективности и надежности восстановления теплообмена гермооболочки корпуса КО космонавтом в процессе ВКД при повреждении локального участка ЭВТИ.

Технический результат достигается тем, что пластырь для ремонта ЭВТИ КО, используемый космонавтом в процессе ВКД, содержащий полотнище, натянутое на каркас, и растяжки, присоединенные к углам полотнища, снабжен ручкой, расположенной в геометрическом центре полотнища, которое выполнено из экранно-вакуумной теплоизоляции, идентичной по составу с экранно-вакуумной теплоизоляцией космического объекта, каркас выполнен замкнутым и жестким, растяжки выполнены в виде эластичных шнуров, каждый из которых оснащен крюком с жалом и бородкой, заостренным радиусом 0,5-1 мм, крюки встроены в рукоятки, сопряженные с наддутой перчаткой скафандра космонавта, при этом упомянутый шнур помещен в тканевый чехол, превышающий длину растянутого шнура, жало и бородка крюка защищены фторлоновой трубкой.

Технический результат достигается тем, что способ эксплуатации пластыря для ремонта экранно-вакуумной теплоизоляции КО, используемого космонавтом в процессе ВКД, заключается в том, что выполняют разметку границы поврежденного участка, закрепляют полотнище пластыря растяжками, прикрепленными к его углам, предварительно фиксируют карабин страховочного фала космонавта за ручку пластыря, полотнище которого ориентируют и размещают внахлестку, перекрывая границы поврежденного участка, разворачивают растяжку в направлении продолжения биссектрисы внутреннего угла полотнища пластыря, снимают с крюка защитную трубку, цепляют крюк к поверхности экранно-вакуумной теплоизоляции космического объекта, затем растягивают диаметрально противоположную растяжку, снимают с крюка защитную трубку и осуществляют зацепление ее крюка, далее выполняют зацепление крюков всех остальных растяжек и отсоединяют карабин страховочного фала космонавта от ручки.

Конструкция изобретения поясняется на фигурах 1-8:

На фиг. 1 - размещение пластыря на корпусе КО.

На фиг. 2 - конструкция пластыря.

На фиг. 3 - сечение по А-А.

На фиг. 4 - сечение Б-Б.

На фиг. 5 - рукоятка с крюком.

На фиг. 6 - вид по стрелке В.

На фиг. 7 - сечение по Г-Г.

На фиг. 8 - сечение по Д-Д.

На фигурах 1 - 8 приняты следующие обозначения:

1 - полотнище.

2 - каркас.

3 - окантовка.

4, 5, 6, 7 - эластичный шнур.

8, 9, 10, 11 - чехол.

12, 13, 14, 15 - рукоятка.

16, 17, 18, 19 - крюк.

20, 21, 22, 23 - трубка.

24, 25 - нитки.

26, 27 - клей.

28 - бандаж.

29 - ручка.

30 - поврежденный участок ЭВТИ.

31 - космический объект.

32 - ЭВТИ космического объекта.

33, 34, 35, 36 - растяжки.

Пластырь для ремонта экранно-вакуумной теплоизоляции 32 КО 31, используемый космонавтом в процессе внекорабельной деятельности содержит полотнище 1 (фиг. 1, 2), размещенное над поврежденным участком ЭВТИ 30, выполненное из ЭВТИ, по периметру которого посредством окантовки 3 (фиг. 3) вшит жесткий, замкнутый каркас 2, к которому прикреплены бандажами 28 из ниток 24, 25 (фиг. 3) растяжки 34, 35, 36, 33 (фиг. 1), выполненные в виде эластичных шнуров 4, 5, 6, 7, оснащенных крюками 16, 17, 18, 19 (фиг. 2, 5) с жалами и бородками, заостренными радиусами 0,5-1,0 мм, последние встроены в рукоятки 12, 13, 14, 15 (фиг. 4, 5), сопряженные с наддутой перчаткой скафандра космонавта (на фиг. не показана) и выполненные, например, из пенопласта в форме цилиндров, разрезанных по диаметральной плоскости на две части, в каждой из которых выполнены профилированные углубления под цевье и головки крюков 16, 17, 18, 19, а также канал для эластичных шнуров 4, 5, 6, 7, упомянутые части рукояток 12, 13, 14, 15 соединены с крюками 16, 17, 18, 19 и между собой клеем 26, 27 (фиг. 5, 6, 7, 8), при этом в геометрическом центре полотнища 1 (фиг. 1, 3) пришита ручка 29, эластичные шнуры 4, 5, 6, 7 помещены в чехлы из ткани 8, 9, 10, 11, а жало и бородка крюков 16, 17, 18, 19, защищены съемными фторлоновыми трубками 20, 21, 22, 23 (фиг. 2).

Способ эксплуатации пластыря для ремонта ЭВТИ космического объекта, используемого космонавтом в процессе ВКД, осуществляется следующим образом. Разметку границ поврежденного участка 30, выполняют относительно шпангоутов и стрингеров корпуса КО 31, закрепляют полотнище 1 пластыря растяжками 34, 35, 36, 33 (фиг. 1), прикрепленными к углам полотнища 1 пластыря, при этом предварительно фиксируют карабин страховочного фала (на фиг. не показан) космонавта за ручку 29 (фиг. 2), расположенную в геометрическом центре полотнища 1 пластыря, которое ориентируют и размещают внахлестку, перекрывая границы поврежденного участка 30, разворачивают растяжку 34 в направлении продолжения биссектрисы внутреннего угла полотнища 1 пластыря, удерживая рукоятку 12, снимают защитную трубку 20 с крюка 16 и цепляют его к поверхности экранно-вакуумной теплоизоляции 32 КО 31, затем растягивают диаметрально противоположенную растяжку 36, снимают с крюка 18 трубку 22, выполняют зацепление ее крюка 18, далее выполняют зацепление крюков 17, 19 всех остальных растяжек 35, 33, отсоединяют карабин страховочного фала от ручки 29 на пластыре.

При изготовлении пластыря могут применяться, например, следующие материалы:

эластичный шнур 4, 5, 6, 7 - «Шнуры амортизационные резиновые самолетные» диаметр 4, ТУ 38-105572-91; ТУ 38-105572-91(http://stt777.ru);

крюк 16, 17, 18, 19 - крюк jsm7731 20/0 (aliexpress.com);

ручка 29 - «Фенолоформальдегидный пенопласт ФФ-20» по СТУ 14/07-419-63;

клей 26, 27 - «Клей для эластичных материалов АДВ-5» по ТУ 2252-052-22736960-2000;

трубка 20, 21, 22, 23 - «Трубки электроизоляционные из фторопласта-4Д, 10×1,5», ГОСТ 22056-76 (http://cntd.ru);

бандаж 28 - «Нитки швейные полиамидные специальные» по ТУ 8147-016-05138074-01.

Изобретение обладает следующими преимуществами.

1. Технология ремонта доступна и безопасна для реализации космонавтом, в процессе ВКД в условиях в полете или на поверхности небесных тел, а также при экспериментальной отработке.

2. Пластыри различных типоразмеров могут быть введены в состав космического объекта в качестве инвентарных средств оперативного ремонта ЭВТИ без инструментов и доработки корпуса объекта.

3. Технология установки пластыря может быть включена в программу подготовки космонавтов в качестве типовой операции, чем будет обеспечена постоянная готовность к компенсации повреждений ЭВТИ.

Таким образом, в случае повреждения ЭВТИ, применение группы изобретений для ремонта ЭВТИ обеспечивает возможность продолжать штатную эксплуатацию КО в полном объеме программы.

Группа изобретений относится к средствам и способам внекорабельной деятельности (ВКД) и м. б. использована при моделировании ВКД на Земле. Пластырь содержит полотнище (П), натянутое на жесткий замкнутый каркас, растяжки, присоединенные к углам П, и ручку, расположенную в центре П. П выполнено из экранно-вакуумной теплоизоляции (ЭВТИ), идентичной по составу ЭВТИ космического объекта. Растяжки выполнены в виде эластичных шнуров с крюками (вроде рыболовных) на концах. Крюки встроены в рукоятки, сопряженные с наддутой перчаткой скафандра космонавта, а шнуры помещены в тканевые чехлы. Жало и бородка каждого крюка защищены фторлоновой трубкой. Способ эксплуатации пластыря включает разметку границы поврежденного участка ЭВТИ, закрепление П растяжками, предварительную фиксацию карабина страховочного фала космонавта за ручку пластыря. Перекрывают поврежденный участок с помощью П, последовательно разворачивают растяжки в направлении продолжения биссектрис внутренних углов П, освобождённые от защитных трубок крюки цепляют за поверхность ЭВТИ. После зацепления всех крюков карабин фала космонавта отцепляют от ручки П. Техническим результатом является снижение трудоемкости, повышение безопасности и надежности восстановления функций ЭВТИ при ВКД. 2 н.п. ф-лы, 8 ил.

1. Пластырь для ремонта экранно-вакуумной теплоизоляции космического объекта, используемый космонавтом в процессе внекорабельной деятельности, содержащий полотнище, натянутое на каркас, и растяжки, присоединенные к углам полотнища, отличающийся тем, что пластырь снабжен ручкой, расположенной в геометрическом центре полотнища, которое выполнено из экранно-вакуумной теплоизоляции, идентичной по составу с экранно-вакуумной теплоизоляцией космического объекта, каркас выполнен замкнутым и жестким, растяжки выполнены в виде эластичных шнуров, каждый из которых оснащен крюком с жалом и бородкой, заостренным радиусом 0,5-1 мм, причём крюки встроены в рукоятки, сопряженные с наддутой перчаткой скафандра космонавта, а упомянутый шнур помещен в тканевый чехол, превышающий длину растянутого шнура, жало и бородка крюка защищены фторлоновой трубкой.

2. Способ эксплуатации пластыря для ремонта экранно-вакуумной теплоизоляции космического объекта, используемого космонавтом в процессе внекорабельной деятельности, заключающийся в том, что выполняют разметку границы поврежденного участка, закрепляют полотнище пластыря растяжками, прикрепленными к его углам, отличающийся тем, что предварительно фиксируют карабин страховочного фала космонавта за ручку пластыря, полотнище которого ориентируют и размещают внахлестку, перекрывая границы поврежденного участка, разворачивают растяжку в направлении продолжения биссектрисы внутреннего угла полотнища пластыря, снимают с крюка защитную трубку, цепляют крюк к поверхности экранно-вакуумной теплоизоляции космического объекта, затем растягивают диаметрально противоположную растяжку, снимают с крюка защитную трубку и осуществляют зацепление ее крюка, далее выполняют зацепление крюков всех остальных растяжек и отсоединяют карабин страховочного фала космонавта от ручки пластыря.