Трансформируемая ферма космического аппарата Российский патент 2022 года по МПК B64G1/22 

Изобретение относится к устройствам, обеспечивающим развертывание в космосе агрегатов и узлов космических аппаратов (КА).

Известны устройства, в которых развертывание в космосе агрегатов КА обеспечивается путем раскладывания шарнирно соединенных балок, предварительно уложенных вокруг развертываемого (отводимого) агрегата [Космические ядерные энергоустановки и электроракетные двигатели. Конструкция и расчет деталей: Учебное пособие / П.В. Андреев, А.С. Демидов, Н.И. Ежов и др. - М.: Изд-во МАИ, 2014. - 45-47 с].

Наиболее близким техническим решением к заявленному, является телескопическая система развертывания агрегатов, входящих в состав ядерной энергетической установки космического аппарата [RU 2461495, CB64G 1/22, 20/09/2012], представляющая собой раздвижные секции, содержащие стыковочные узлы, обеспечивающие механическую стыковку самих секций, а также стыковочных узлов для соединения гидравлических, пневматических и электрических коммуникаций смежных секций после их раздвижения.

Недостатком наиболее близкого технического решения относительно большие осевые габариты образующих трансформируемую систему раздвижных секций в сложенном положении, возрастающие с увеличением расстояния развертывания, а также относительно большая масса трансформируемой системы (фермы) для обеспечения необходимой ее жесткости.

Задача, на выполнение которой направлено заявленное изобретение, заключается в создании трансформируемой фермы, обладающей меньшими массо-габаритными характеристиками в неразвернутом (сложенном, стартовом) положении.

Требуемый технический результат заключается в уменьшении массо-габаритных характеристик трансформируемой фермы в неразвернутом положении.

Поставленная задача решается, а требуемый технический результат достигается тем, что, трансформируемая ферма космического аппарата содержит первую опорную площадку, выполненную с возможностью крепления на корпусе космического аппарата, вторую опорную площадку, выполненную возможностью крепления на корпусе развертываемого агрегата, при этом, на первой опорной площадке размещены три барабана, образующие в плане стороны равностороннего треугольника и выполненные с возможностью вращения от приводов, обеспечивающих размотку намотанных на них рукавов, выполненных в виде склеенных по краям пар лент, изготовленных из углепластиковых волокон с использованием термопластичного связующего полиэфирофиркетона, и крепления их начальных участков на второй опорной площадке, а также размещенных в углах образованного барабанами равностороннего треугольника пар валиков, выполненных с возможностью их вращения от приводов и размещения между валиками каждой пары внахлест краев рукавов, намотанных на соседние с соответствующей парой валиков барабаны, а также крепления краев рукавов между собой.

Кроме того, требуемый технический результат достигается тем, что, размещенные на первой опорной площадке барабаны выполнены с возможностью размещения на них намотанных рукавов, имеющих вырезы в образующих их лентах.

На чертеже представлена конструкция трансформируемой фермы космического аппарата:

на фиг. 1 - трансформируемая ферма космического аппарата в неразвернутом положении;

на фиг. 2 - трансформируемая ферма космического аппарата в развернутом положении:

на фиг. 3 - рукав в поперечном сечении.

На чертеже обозначены:

1 - первая опорная площадка;

2 - барабаны;

3 - рукава;

4 - ленты, образующие рукава;

5 - вырезы в лентах;

6 - пары валиков;

7 - приводы барабанов;

8 - вторая опорная площадка.

Трансформируемая ферма космического аппарата содержит первую опорную площадку 1, выполненную с возможностью крепления на корпусе космического аппарата, и вторую опорную площадку 8, выполненную возможностью крепления на корпусе развертываемого агрегата (устройства, узла, блока).

В трансформируемой ферме космического аппарата на первой опорной площадке 1 размещены три барабана 2, образующие в плане стороны равностороннего треугольника и выполненные с возможностью вращения от приводов 7, обеспечивающих размотку намотанных на них рукавов 3, выполненных в виде склеенных по краям пар лент 4, изготовленных из углепластиковых волокон с использованием термопластичного связующего полиэфирофиркетона, и крепления их начальных участков на второй опорной площадке 8.

Кроме того, трансформируемая ферма космического аппарата содержит размещенные в углах образованного барабанами 2 равностороннего треугольника пары валиков 6, выполненных с возможностью размещения между валиками каждой пары внахлест краев рукавов 3, намотанных на соседние с соответствующей парой валиков 6 барабаны 2, а также крепления краев рукавов между собой. Крепление внахлест может быть произведено, например, с использованием волноводов, которыми оснащаются валики при ультразвуковой сварке или степлером.

В частном случае в образующих рукава 3 лентах 4 выполнены вырезы в образующих их лентах.

Трансформируемая ферма космического аппарата используется следующим образом.

Края соединенных внахлест лент 4 соседних рукавов 3, предварительно помещены между валиками пар валиков 6, а начальные участки лент 4 в исходном состоянии прикреплены ко второй опорной площадке 8.

По команде управления приводом 7, являющимся общим приводом для валиков 6 и барабанов 2, начинают вращаться и одновременно скрепляться проходящие между ними внахлест края лент соседних рукавов 3. Соединяясь, рукава 3, изготовленные из углепластиковых волокон с использованием термопластичного связующего полиэфирофиркетона, приобретают жесткость и образуют выдвигающуюся ферму, которая отодвигает вторую опорную площадку 8, выполненную возможностью крепления на корпусе развертываемого агрегата (устройства, узла, блока), от первой опорной площадки 1, выполненной с возможностью крепления на корпусе космического аппарата.

В лентах, образующих рукав, выполнены вырезы, например, треугольные или круглые, в результате которых выдвинутая после соединения рукавов треугольная в сечении конструкция приобретает вид пространственной фермы.

Таким образом, благодаря выполнению трансформируемой фермы космического аппарата в виде размотанных рукавов, выполненных в виде склеенных по краям пар лент, изготовленных из углепластиковых волокон с использованием термопластичного связующего полиэфирофиркетона, которые имеют чрезвычайно низкие удельные весовые характеристики, достигается требуемый технический результат, который заключается в уменьшении массо-габаритных характеристик трансформируемой фермы как в неразвернутом, так и в развернутом состоянии.

Изобретение относится к устройствам, обеспечивающим развертывание в космосе агрегатов и узлов космических аппаратов. Трансформируемая ферма космического аппарата содержит первую и вторую опорные площадки. На первой опорной площадке размещены три барабана, образующие в плане стороны равностороннего треугольника и выполненные с возможностью вращения от приводов, обеспечивающих размотку намотанных на них рукавов, выполненных в виде склеенных по краям пар лент, и крепления их начальных участков на второй опорной площадке, а также размещенных в углах образованного барабанами равностороннего треугольника пар валиков, намотанных на соседние с соответствующей парой валиков барабаны, а также крепления краев рукавов между собой внахлест. Пара лент изготовлена из углепластиковых волокон с использованием термопластичного связующего полиэфирофиркетона. Пара валиков выполнена с возможностью их вращения от приводов и размещения между валиками каждой пары валиков внахлест краев рукавов. Технический результат заключается в уменьшении массогабаритных характеристик трансформируемой фермы в неразвернутом и в развернутом состоянии. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Трансформируемая ферма космического аппарата, содержащая первую опорную площадку, выполненную с возможностью ее крепления на корпусе космического аппарата, вторую опорную площадку, выполненную возможностью ее крепления на корпусе развертываемого агрегата, отличающаяся тем, что на первой опорной площадке размещены три барабана, образующие в плане стороны равностороннего треугольника и выполненные с возможностью вращения от приводов, обеспечивающих размотку намотанных на них рукавов, выполненных в виде склеенных по краям пар лент, изготовленных из углепластиковых волокон с использованием термопластичного связующего полиэфирофиркетона, и крепления их начальных участков на второй опорной площадке, а также размещенных в углах образованного барабанами равностороннего треугольника пар валиков, выполненных с возможностью их вращения от приводов и размещения между валиками каждой пары валиков внахлест краев рукавов, намотанных на соседние с соответствующей парой валиков барабаны, а также крепления краев рукавов между собой внахлест.

2. Трансформируемая ферма космического аппарата по п. 1, отличающаяся тем, что размещенные на первой опорной площадке барабаны выполнены с возможностью размещения на них намотанных рукавов, имеющих вырезы в образующих их лентах.