Унифицированная лунная посадочная платформа (УЛПП) с инерционными лифтовыми платформами одновременного опускания для доставки грузов на лунную поверхность Российский патент 2022 года по МПК E04H1/00 

Настоящее техническое решение относится к области конструктивного выполнения средства доставки различных мобильных роботизированных систем и стационарных грузов к космическим базам с орбиты спутника Луны на поверхность Луны, а также с орбит безатмосферных спутников планет Солнечной системы на поверхности этих спутников планет Солнечной системы. Возможно использование в земных труднодоступных районах, а также в условиях районов крайнего севера, при десантировании с воздуха.

Известна ячеистая ярусная конструкция с посадочными местами и способ ее создания см. патент РФ №2555723, от 10.07.2015. Способ заключается в том, что устанавливают друг на друга пространственные ячеистые секции гексагонального поперечного сечения. Конструкцию составляют, по меньшей мере, из одного секционного модуля, включающего в себя три взаимообразованные сотовые секции. Недостатком данного решения является открытость конструкции и сложность возведения, низкая прочность и сопротивляемость ветрам.

Наиболее близким техническим решением является сетчатый объемный строительный модуль для возведения зданий и способ строительства, см. патент РФ №2546682, от 10.04.2015. Данный модуль образован из стандартных элементов в форме тетраэдра. Недостатком данного решения является сложность и долгое возведение конструкции.

Предлагаемое техническое решение направлено на устранение указанных выше недостатков.

Предлагается унифицированная лунная посадочная платформа (УЛПП), включающая четыре секции, каждая секция представляет металлическую или композитную решетчато-стержневую конструкцию, оснащенную опорными стойками, лифтовой платформой, причем платформы выполнены с возможностью одновременного их опускания во всех секциях, торцевые части каждой секции выполнены таким образом, что торцевые плоскости расположены под углом 45° по отношению к центральной оси секции, образуя между собой угол 90°, на торцевых частях трех секций установлены поворотные редукторы, выполненные с возможностью обеспечения трансформации УЛПП из протяженной стартовой конфигурации, при которой четыре секции УЛПП образуют прямую линию, в замкнутую транспортно-посадочную конфигурацию в форме квадрата, сторонами которого являются секции УЛПП.

Предпочтительно УЛПП выполняется с возможностью установки в стартовой конфигурации под обтекателем ракеты-носителя.

В частном случае лифтовые платформы могут быть дополнительно оснащены откидными трапами.

В частном случае меньшей мере одна секция УЛПП оснащена по меньшей мере одним устройством фиксации груза и/или транспортного средства.

Технический результат - доставка составных частей базы для формирования группировки мобильных космических Лунных (планетных) транспортных средств или четырех контейнеров с грузами. Позволяет применять двухпусковую схему доставки четырех мобильных космических роботизированных транспортных средств или четырех контейнеров с грузами на поверхность Луны (планеты) за одну посадку, и позволяет ускорить разгрузку УЛПП.

Техническое решение иллюстрируется фиг.1-13.

На фиг.1 показана установка УЛПП в стартовой конфигурации под обтекателем ракеты-носителя.

На фиг.2, 3 показаны этапы опускания лифтовых платформ.

На фиг. 4-6 показана замкнутая транспортно-посадочная конфигурация в форме квадрата, сторонами которого являются секции УЛПП.

На фиг.7, 8 показана посадка космического аппарата, содержащего УЛПП и другой груз.

На фиг.9,10 показана УЛПП с установленными на ней мобильными космическими модулями.

На фиг.11,12 показана УЛПП в процессе разгрузки с нее мобильных космических модулей.

На фиг.13 показана УЛПП после разгрузки.

При создании конструкции УЛПП закладывалась способность этой конструкции к трансформации прямолинейной сцепки (стартовая конфигурация) на базе четырех секций УЛПП в замкнутый четырехугольный объект на низкой опорной орбите Земли (посадочная конфигурация).

УЛПП функционирует следующим образом.

Конструкция в виде прямолинейной сцепки помещается под обтекателем ракеты-носителя, с последующей (после сброса обтекателя) трансформацией в автоматическом режиме в замкнутый четырехугольный объект, с последующей пристыковкой к центральной части УЛПП двигательной установки мягкой посадки (ДУМП), в условиях микрогравитации на низкой опорной орбите (НОО) искусственного спутника Земли.

Конструкция унифицированной лунной посадочной платформы (УЛПП) с инерционными лифтовыми платформами, одновременного опускания, для доставки грузов на лунную поверхность, снабжена поворотными механизмами-редукторами. Поворотные механизмы устанавливаются на торцевых частях трех секций УЛПП.

Торцевые части решетчато-стержневых конструкций каждой из четырех секций УЛПП выполнены таким образом, что торцевые плоскости расположены под углом 45° по отношению к центральной оси, и образуют между собой угол 90° каждая навстречу друг другу, давая возможность секциям трансформироваться в условиях микрогравитации из протяженного объекта в стартовой конфигурации в замкнутый квадратный объект транспортно-посадочной конфигурации.

При посадке на поверхность Луны или любую другую естественную поверхность, неизбежно, поверхностный грунт будет разлетаться в разные стороны от реактивной струи раскаленных газов двигателя мягкой посадки. Для того чтобы уберечь конструкцию полезного груза от попадания камней и песка, в УЛПП функцию защиты выполняют лифтовые грузовые платформы в сочетании с ферменной конструкцией решетчато-стержневого типа на опорных стойках, которая определяет безопасный уровень высоты грузовой платформы с полезным грузом над поверхностью Луны. Благодаря этому край сопла двигателя мягкой посадки находится ниже уровня ферменной конструкции решетчато-стержневого типа грузовой инерционной лифтовой платформы с полезным грузом УЛПП, на которой закреплены четыре мобильные роботизированные системы или четыре контейнера с грузом.

После касания, окончательной посадки, выключения двигателей и проведения необходимых тестовых-команд, после получения телеметрии происходит подрыв пиропатронов, соединяющих сцепку из четырех мобильных роботизированных систем или четырех контейнеров с грузом, а также, пиропатронов, соединяющих четыре грузовые инерционные лифтовые платформы.

Под воздействием своего веса и веса полезного груза кинематическая инерционная система обеспечивает одновременное (на четыре стороны) расхождение грузовых инерционных лифтовых платформ друг от друга, с последующим плавным опусканием лифтовых платформ на грунт, плавное опускание осуществляется за счет фрикционных и демпфирующих устройств, предусмотренных в конструкции УЛПП. Это исключает ударные нагрузки при касании с поверхностью Луны. Далее разъединенные мобильные роботизированные системы съезжают с лифтовых платформ по вспомогательным откидным трапам на грунт, или четыре контейнера с грузами ожидают выгрузки силами участников экспедиции.

УЛПП может обеспечить доставку на поверхность Луны составных частей базы для формирования группировки из четырех мобильных космических планетных транспортных средств или четырех контейнеров с грузами. Используемая конструкция УЛПП позволяет рассмотреть и предложить вторичное использование элементов несущей конструкции УЛПП для сборки и строительства каркасных укрытий с использованием блоков из спеченного реголита, как укрывного материала, устанавливаемого на возводимый каркас из деталей УЛПП.

Изобретение относится к унифицированной лунной посадочной платформе (УЛПП) с инерционными лифтовыми платформами одновременного опускания для доставки грузов на лунную поверхность. УЛПП включает четыре секции. Каждая секция представляет металлическую или композитную решетчато-стержневую конструкцию, оснащенную опорными стойками, лифтовой платформой. Причем платформы выполнены с возможностью одновременного их опускания во всех секциях. Торцевые части каждой секции выполнены таким образом, что торцевые плоскости расположены под углом 45° по отношению к центральной оси секции, образуя между собой угол 90°, на торцевых частях трех секций установлены поворотные редукторы, выполненные с возможностью обеспечения трансформации УЛПП из протяженной стартовой конфигурации, при которой четыре секции УЛПП образуют прямую линию, в замкнутую транспортно-посадочную конфигурацию в форме квадрата, сторонами которого являются секции УЛПП. Повышается скорость развертки УЛПП. 3 з.п. ф-лы, 13 ил.

1. Унифицированная лунная посадочная платформа (УЛПП), включающая четыре секции, каждая секция представляет металлическую или композитную решётчато-стержневую конструкцию, оснащённую опорными стойками, лифтовой платформой, причём платформы выполнены с возможностью одновременного их опускания во всех секциях, торцевые части каждой секции выполнены таким образом, что торцевые плоскости расположены под углом 45° по отношению к центральной оси секции, образуя между собой угол 90°, на торцевых частях трёх секций установлены поворотные редукторы, выполненные с возможностью обеспечения трансформации УЛПП из протяжённой стартовой конфигурации, при которой четыре секции УЛПП образуют прямую линию, в замкнутую транспортно-посадочную конфигурацию в форме квадрата, сторонами которого являются секции УЛПП.

2. Унифицированная лунная посадочная платформа по п.1, отличающаяся тем, что выполнена с возможностью установки в стартовой конфигурации под обтекателем ракеты-носителя.

3. Унифицированная лунная посадочная платформа по п.1, отличающаяся тем, что лифтовые платформы дополнительно оснащены откидными трапами.

4. Унифицированная лунная посадочная платформа по п.1, отличающаяся тем, что по меньшей мере одна секция оснащена по меньшей мере одним устройством фиксации груза и/или транспортного средства.