Механизм для запуска наноспутников Российский патент 2024 года по МПК B64B1/64 

Изобретение относится к системам стыковки и расстыковки космических кораблей или их частей, к устройствам для причаливания В64В 1/64, в частности предназначено для соединения со средством выведения на орбиту и отделения наноспутника.

(1) Известно устройство для соединения малого космического аппарата со средством выведения его на орбиту функционирования и последующего отделения (по патенту на изобретение РФ №2536979 по заявке №2013122876 от 20.05.2013 г.), содержащее основание, закрепленное на указанном средстве выведения, удерживающее устройство, фиксирующее малый космический аппарат на основании, пружинный толкатель, снабженный наполненным газом герметичным сильфоном, программно-временное устройство с датчиками и блок электропитания, отличающийся тем, что удерживающее устройство включает переходный элемент, прикрепленный к пружинному толкателю, установленную в нем пластину с клеевым слоем, удерживающим малый космический аппарат, и нагреватель, обеспечивающий разрушение клеевого слоя при подаче электроэнергии от блока электропитания по сигналу программно-временного устройства.

Кроме того, переходный элемент снабжен фиксаторами для восприятия боковых нагрузок при выведении малого космического аппарата на орбиту.

Кроме того, на пластине, прикрепленной к переходному элементу, установлен термоэлемент из биметаллической пластины или материала с памятью формы.

Кроме того, переходный элемент снабжен дополнительными пружинными толкателями.

Кроме того, для контроля отделения малого космического аппарата и отключения электропитания нагревателя на переходном элементе со стороны пружинного толкателя установлен концевой микровыключатель.

Недостатком устройства является использование сильфона с воздухом и клея, что затрудняет пользование устройством. При нескольких пружинных толкателях сильфон не понадобится.

(2) Известен транспортно-пусковой контейнер для запуска пико- и наноспутников (по патенту на изобретение РФ №2541617 по заявке 2013145414/11 от 10.10.2013 г.), выполненный в виде корпуса с технологическими крышками, включающего четыре боковые стенки, из которых две диаметрально расположенные стенки имеют по две направляющие С-образной формы с заходной частью, заднюю стенку и заходную рамку, снабженную поворотной крышкой, крепящейся к заходной рамке и оснащенной по меньшей мере одной пружиной, переводящей в свободном состоянии поворотную крышку в открытое положение, устройством фиксации поворотной крышки в закрытом положении и расположенными внутри корпуса толкателем и стартовой пружиной, отличающийся тем, что на боковой стенке корпуса со стороны оси вращения поворотной крышки установлено устройство запуска в виде разборной ручки со спусковым крючком и механической рычажной системой, управляющей устройством фиксации поворотной крышки в закрытом положении, а задняя стенка корпуса снабжена элементами фиксации, например, в виде упорных винтов, с помощью которых спутник фиксируется внутри корпуса.

Кроме того, устройство запуска может быть выполнено в виде электромагнита.

Кроме того, устройство фиксации поворотной крышки в закрытом положении выполнено в виде задвижки, перемещаемой с помощью механической рычажной системы, связанной с устройством запуска, и возвращаемой в исходное состояние с помощью, например, пружины.

Кроме того, на боковой стенке корпуса со стороны оси вращения поворотной крышки закреплен демпфер.

Кроме того, на толкателе установлено устройство для срабатывания контакта активации спутника, выполненное, например, в виде магнита.

Недостатком устройства является наличие большого количества деталей, делающее его сложным в изготовлении.

(3) Известен способ запуска микро- и наноспутников (по патенту на изобретение РФ №2603441, по заявке №2015133665/11 от 11.08.2015 г.), включающий их размещение на платформе, при котором после отделения основной нагрузки на безопасное расстояние отделяют попутные наноспутники с помощью импульсного магнитного поля, отличающийся тем, что перед запуском каждого спутника на его основание устанавливается одноосный гироскоп, после чего платформа запуска с установленным аппаратом ориентируется в заданных зенитном и азимутальном направлениях с помощью соответствующих систем привода, управляемых микропроцессором, после чего производится раскрутка одноосного гироскопа до заданного значения момента импульса и затем с помощью импульсного магнитного поля, импульс силы которого оказывается приложенным к отделяемому аппарату, осуществляется его отделение от платформы магнитоиндукционной системы запуска.

Для осуществления способа предложено устройство на основе микропроцессорной магнитноиндукционной системы для осуществления запуска, содержащее магнитоиндукционный эжектор и блок управления с микропроцессором, отличающееся тем, что содержит сильноточный соленоид, помещенный в рабочий зазор системы постоянных ниодимовых магнитов и состоящий из набора кольцевых магнитов и соосно установленного неодимового цилиндрического магнита, заключенных в корпус, выполненный из магнито мягкого материала для экранирования электромагнитных помех, при этом соленоид подключен через электронный ключ к ждущему одновибратору, соединенному с микропроцессором, установленным на устройстве запуска, которое также соединено с формирователем токового импульса электронным ключом, состоящим из нескольких мощных полевых транзисторов, включенных параллельно друг другу, а также с блоком коррекции формы импульсов разряда от конденсаторной батареи.

Кроме того, устройство содержит электромагниты фиксации запускаемого аппарата, которые соединены с микропроцессором, расположенным в системе запуска.

Кроме того, микропроцессор блока управления устройства соединен через интерфейс с компьютером средства доставки и имеет свое постоянное запоминающее устройство, в котором хранится программное обеспечение процедур запуска, микропроцессор также соединен с преобразователем напряжения, который формирует напряжения для зарядки конденсаторной батареи и напряжение для питания сильноточной обмотки одноосного гироскопа, ждущим одновибратором и формирователями управляющих сигналов для шаговых двигателей ориентации.

Недостатком устройства и его способа является его сложность, чем сложнее устройство, тем больше вероятность его поломки, и меньше надежность. Устройство требует расчетов угла запуска малого спутника, что в условиях движения запускающего малый спутник устройства является непростой задачей. В случае запаздывания с запуском понадобится переделывать расчеты.

(4) Известно устройство управляемого запуска наноспутников и микроспутников (по патенту на изобретение РФ №2551408, по заявке №2014125660/11 от 24.06.2014 г.), содержащее платформу, на которую установлен наноспутник или микроспутник, отличающееся тем, что, оно снабжено системой ориентации и магнитоиндукционным эжектором, система ориентации состоит из внешнего и внутреннего корпусов, внешний корпус расположен на основании и выполнен с возможностью поворота при помощи электродвигателя относительно вертикальной оси, внутренний корпус закреплен на внешнем корпусе с помощью горизонтальной оси и двух подшипников и выполнен с возможностью поворота относительно горизонтальной оси при помощи электродвигателя, магнитоиндукционный эжектор состоит из двух катушек индуктивности соленоидального типа, которые помещены в сердечники броневого типа и попарно запрессованы в стаканы, являющимися экранами от импульсов магнитного поля, при этом к одному стакану, выполненному с возможностью вертикального перемещения по скользящим направляющим, расположенным на внутреннем корпусе, прикреплен шток, жестко связанный с платформой, катушки индуктивности связаны с конденсаторами.

Кроме того, устройство содержит электронную систему управления запуска, состоящую из микроконтроллера, который соединен с коммуникатором, блоком управления зарядом, драйверами электродвигателей и ключевыми устройствами, при этом драйверы электродвигателей соединены с соответствующими электродвигателями, конденсаторы через ключевые устройства соединены с микроконтроллером, катушки индуктивности соленоидального типа соединены с конденсаторами с помощью ключевых устройств, при этом одно из ключевых устройств соединено с другим ключевым устройством через переключатель выводов обмотки.

Кроме того, сердечники броневого типа выполнены из ферромагнитного материала.

Кроме того, катушки индуктивности соленоидального типа плотно прижаты друг к другу при помощи поджимной пружины.

Недостатком системы является то, что она требует выбора азимута при запуске спутника, что трудно сделать при расположении платформы на летящем космическом аппарате.

(5) Известен одновибратор по фронту входного сигнала (www.radioman-portal.ru, дата обращения 26.07.2021 г., рис. 1.11), который формирует на одном из промежуточных выходов треугольный импульс согласно фиг. 5. с крутой восходящей частью и медленно спадающей нисходящей частью.

Недостатки одновибратора не обсуждаются, он приведен в качестве примера устройства, способного формировать импульс на фиг.5.

(6) Известен 3D-принтер «Роутер» российского производства для Роскосмоса (www.youtube.com, 01.03.2020). В нем стандартная сварочная проволока плавится под воздействием электронных пучков в вакуумной камере, в которой образуются капли металла проволоки, которые соединяются, образуя изделие сложной формы. Возможна печать из нескольких проволок разных металлов, в том числе композитов из нескольких проволок.

Недостатком устройства является приспособленность для плавления только металлической проволоки. Надо его приспособить для плавления проволок из разных материалов.

(7) Известно и предлагается в качестве прототипа стыковочное устройство на верхнем конце низкоорбитального космического лифта и на каретке тросового лифта Земля-Луна (по заявке на изобретение РФ №2022106073 от 10.08.2021 г., опубл. бюл. Роспатента №4 от 10.02.2023 г.), включающее стыковочные кольца активного и пассивного космического аппаратов, штангу активного космического аппарата, приемный конус пассивного космического аппарата, отличающееся тем, что штанга состоит из несущей трубки и полой головки из композитного материала, внутри трубки протянут одножильный электрический провод, разветвления которого в конце трубки соединяют его с токопроводящим слоем снаружи головки, к штанге пристыковывается нижеописанный ладонный замок, в центре приемного конуса располагается полусферическое углубление ладонного замка, в центре которого расположена подпружиненная кнопка управления, на стенках полусферического углубления закреплены пружины, имеющие продолжение в корпусе ладонного замка в виде электрических проводов, свободные концы пружин содержат контакты в виде токопроводящих кругов, провод в трубке штанги, его разветвления, токопроводящий слой на головке, пружины с их проводами и контактами у двух ладонных замков образуют замкнутую электрическую цепь активного и пассивного космического аппаратов, ладонный замок имеет не менее четырех С-образных выдвижных пальцев, состоящих на треть длины из диэлектрического диамагнитного материала, а на две трети длины из ферромагнитного материала, выдвижные пальцы вставлены в каналы, каждый из которых имеет форму неполного незамкнутого кольца, содержит катушку индуктивности в средней части и доводчики в средней слепой части с возможностью резкого выдвижения при стыковке диэлектрической-диамагнитной части выдвижных пальцев из канала и резкого ее убирания в канал при расстыковке и с возможностью приведения доводчиков в движение с помощью червячной передачи с фиксациейвыдвижных пальцев после стыковки и освобождения выдвижных пальцев перед расстыковкой, приемный конус снабжен крышкой с возможностью ее открывания перед стыковкой и закрывания после стыковки, ладонный замок снабжен простой системой электронного управления, также ладонный замок выполнен с возможностью входа приемной штанги с отклонением от центрального положения.

Кроме того, стыковочное устройство отличается тем, что пружины в полусферическом углублении выполнены короткими, состоящими из 2-4 звеньев, выдвижные пальцы на поперечном срезе имеют круглую, овальную или прямоугольную форму с диаметром или шириной 4-10 см.

Кроме того, ладонный замок размещен в количестве не менее 4 штук на спине робота-носильщика низкоорбитального космического лифта, а также на нижнем причальном кольце спускаемого-поднимаемого этим роботом аппарата, на верхнем причальном кольце спускаемого-поднимаемого этим роботом аппарата размещено не менее четырех соответствующих штанг, при этом робот-носильщик выступает в качестве пассивного космического аппарата, а пристыкованный к нему спускаемый-поднимаемый аппарат выступает в качестве активного космического аппарата с возможностью запуска последнего со спины робота-носильщика без задевания лестницы и труб низкоорбитального лифта, кроме того к верхней части лестницы низкоорбитального космического лифта и его трубам крепится прямоугольная лестница, состоящая из четырех скрепленных прямых секций, к двум секциям прямоугольной лестницы крепятся разомкнутые обручи, держащие по четыре направляющих желоба, имеющие длину, равную длине 2-5 спускаемых-поднимаемых аппаратов, держащая спускаемый-поднимаемый аппарат на спине робота-носильщика угловая полка имеет ограниченную ширину с заступом боков спускаемого-поднимаемого аппарата за края полки с возможностью плавного перемещения спускаемого-поднимаемого аппарата на колесиках вдоль желобов при стыковке с двух сторон к космическому кораблю станции на вершине низкоорбитального космического лифта и к пристыкованным к нему спускаемым-поднимаемым аппаратам, при этом спускаемый-поднимаемый аппарат снабжен аккумулятором электроэнергии с возможностью зарядки от электрических сетей на Земле или от солнечных батарей космического аппарата, с которым стыкуется спускаемый-поднимаемый аппарат, через штанги ладонных замков.

Кроме того, штанги в количестве не менее четырех штук размещены на стыковочном кольце обращенной от троса каретки лифта Земля-Луна, каретка является активным космическим аппаратом с возможностью перемещения лебедкой, снабжаемой электричеством от цилиндрической солнечной батареи, вдоль троса вверх-вниз, и пневматическими двигателями влево-вправо, вперед-назад, по часовой стрелке и против часовой стрелки вокруг троса, с возможностью челночных перелетов туда-обратно пассивного космического аппарата между кареткой тросового лифта Земля-Луна и космической станцией, находящейся в свободном полете или закрепленной на вершине низкоорбитального космического лифта, а также спутником на орбите планеты Солнечной системы или Солнца, а также поверхностью Земли и Луны, куда пассивный космический аппарат перемещается на спине робота-носильщика низкоорбитального космического лифта, при этом низкоорбитальный космический лифт размещен не только на Земле, но и на Луне, при этом верхний конец троса одного или нескольких лифтов Земля-Луна привязан к верхней горизонтальной кольцеобразной трубе низкоорбитального космического лифта на Луне с возможностью стыковки каретки к спускаемому-поднимаемому аппарату на спине робота-носильщика, лифт на Луне имеет также сверху лестниц прямоугольные лестницы, но в случае присоединения спускаемого-поднимаемого аппарата к каретке тросового лифта желоба не используются с возможностью пристыковки к каретке только одного спускаемого-поднимаемого аппарата.

Кроме того, штанги в количестве не менее четырех штук установлены на верхнем стыковочном кольце спускаемого-поднимаемого роботом-носильщиком аппарата, а внизу спускаемого-поднимаемого аппарата установлена между соплами решетка в узлах которой размещены подобные ладонным замкам замки с зажатыми в них малыми космическими спутниками по одному в каждом замке с возможностью высвобождения малых спутников по очереди при выходе спускаемого-поднимаемого аппарата на расчетную орбиту спутника и увода спускаемого-поднимаемого аппарата с орбиты отпущенного малого космического аппарата боковыми двигателями, при этом подобные ладонным замкам замки имеют нижеописанное устройство, в центре приемного конуса располагается полусферическое углубление подобного ладонному замку замка, в центре которого расположена подпружиненная кнопка управления, на стенках полусферического углубления закреплены пружины, имеющие порядка 10 звеньев, подобный ладонному замку замок имеет не менее четырех С-образных выдвижных пальцев, состоящих на треть длины из диэлектрического-диамагнитного материала, а на две трети длины из ферромагнитного материала, пальцы имеют ширину 0,5-3 см, выдвижные пальцы вставлены в каналы, каждый из которых имеет форму неполного незамкнутого кольца, содержит катушку индуктивности в средней части и доводчики в дальней слепой части с возможностью резкого выдвижения при ручной установке малого спутника диэлектрической-диамагнитной части выдвижных пальцев из канала и резкого ее убирания в канал при запуске малого спутника и с возможностью приведения доводчиков в движение с помощью червячной передачи с фиксацией выдвижных пальцев после ручной установки малого спутника и освобождением выдвижных пальцев перед запуском малого спутника, приемный конус снабжен крышкой с возможностью ее открывания перед запуском малого спутника и закрывания после запуска, подобный ладонному замку замок снабжен простой схемой электронного управления, подобный ладонному замку замок выполнен нескольких типоразмеров по стандартным размерам запускаемых из него малых космических аппаратов.

Описанное устройство стыковки малого спутника было готово к патентованию, но из-за недостатков в первых пунктах формулы изобретения не было запатентовано. Недостатком последнего пункта является то, что к малым спутникам относятся довольно крупные спутники массой от 500 до 1000 кг (Разработка систем космических аппаратов. Под редакцией Фортескью П., Старка Дж., Суинерда Г., Москва: Альпина паблишер, 2015, с. 654), которые тяжело далеко оттолкнуть грацильной многозвенной пружиной от запускающего аппарата. Наноспутники лишены этого недостатка, их масса составляет от 1 до 10 кг (Разработка систем космических аппаратов. Под редакцией Фортескью П., Старка Дж., Суинерда Г., Москва: Альпина паблишер, 2015, с. 654). Для малых спутников нужны массивные пружины с малым количеством звеньев.

Целью изобретения обеспечение стыковочных операций наноспутников при запуске. Техническим результатом изобретения является:

- увеличивается арсенал средств стыковки космических аппаратов,

- ручная стыковка перед запуском наноспутников со средствами их выведения на орбиту, автоматический запуск наноспутников на орбиту средства выведения,

- простое тактильное управление червячной передачей ладонных захватов,

- обеспечение резкого втягивания пальцев при запуске наноспутника.

Этот технический результат достигается тем, что предложен механизм для запуска наноспутников, отличающийся тем, что внизу несущего аппарата установлена между соплами реактивных двигателей решетка в узлах которой размещены ладонные захваты с зажатыми в них наноспутниками по одному в каждом захвате с возможностью высвобождения наноспутников по очереди при выходе несущего аппарата на расчетную орбиту наноспутника и увода несущего аппарата с орбиты отпущенного наноспутника боковыми соплами двигателей, при этом ладонные захваты имеют нижеописанное до конца пункта устройство: в центре приемного конуса располагается полусферическое углубление, в центре которого расположена подпружиненная кнопка управления, на стенках полусферического углубления закреплены пружины, имеющие порядка 10 звеньев, ладонный захват имеет не менее четырех С-образных выдвижных пальцев, состоящих на треть длины из диэлектрического-диамагнитного материала, а на две трети длины из ферромагнитного материала, пальцы имеют ширину 0,5-3 см, выдвижные пальцы вставлены в каналы, каждый из которых имеет форму неполного незамкнутого кольца, содержит катушку индуктивности в средней части и доводчики в дальней слепой части с возможностью резкого выдвижения при ручной установке наноспутника диэлектрической-диамагнитной части выдвижных пальцев из канала и резкого ее убирания в канал при запуске наноспутника и с возможностью приведения доводчиков в движение с помощью червячной передачи с фиксацией выдвижных пальцев после ручной установки наноспутника и освобождением выдвижных пальцев перед запуском наноспутника, приемный конус снабжен крышкой с возможностью ее открывания перед запуском наноспутника и закрывания после запуска.

Описание фигур

На фигурах приведены следующие изображения.

На фиг.1 - наноспутник в ладонном захвате, на фиг.2 - пустой ладонный захват после запуска наноспутника, на фиг.3 - соединение диэлектрической-диамагнитной части и ферромагнитной части выдвижного пальца на продольном срезе А-А, на фиг.4 - соединение диэлектрической-диамагнитной части и ферромагнитной части выдвижного пальца на виде сбоку выдвижного пальца, на фиг.5 - изменение силы тока I в зависимости от времени t в катушке индуктивности.

Цифрами на фигурах обозначены следующие изображения.

На фиг.1, 2: 1 - наноспутник, 2 - двигатель наноспутника, 3 - сопло двигателя наноспутника, 4 - приемный конус космического аппарата, с борта которого запускается наноспутник, 5 - выдвижные пальцы, 6 - диэлектрическая и диамагнитная часть выдвижного пальца, 7 - ферромагнитная часть выдвижного пальца, 8 - катушка индуктивности, 9 - доводчик, 10 - кольцеобразные выступы на концах доводчика, 11 -цилиндр с резьбой червячной передачи для передвижения доводчика, 12 - электродвигатель для вращения цилиндра 11, 13 - канал в форме неполного незамкнутого кольца, 14 -полусферическое углубление, 15 - кнопка управления, 16 - пружины, 17 - участок прута задней плоской решетки на специальном спускаемом-поднимаемом аппарате, 18 - крышка приемного конуса, 19 - поворотное устройство крышки, 20 - ниша для червячной передачи, 21 - магниты на краю приемного конуса, 22 - магниты на краю крышки 18, соответствующие магнитам 21.

На фиг.3, 4: 23 - центральный цилиндр, выступающий из ферромагнитной части выдвижного пальца, 24 - углубление на диэлектрической-диамагнитной части выдвижного пальца, соответствующее цилиндру 23, 25 - ушки ферромагнитной части выдвижного пальца, 26 - углубления под ушки в диэлектрической-диамагнитной части выдвижного пальца, 27 - винты.

На фиг.1-5 показан ладонный захват и его работа.

На фиг.1 в ладонном захвате, представляющем механизм запуска наноспутника, зажат наноспутник 1. Ладонный захват может быть выполнен нескольких типоразмеров по размерам типовых малых спутников. Несущий аппарат, например, спускаемый-поднимаемый аппарат низкоорбитального космического лифта, может содержать внутри баки с топливом для многочисленных маневров. Тогда баки занимают все его внутреннее пространство. Сзади между соплами двигателей располагается решетка, перпендикулярная траектории движения аппарата. В узлах решетки располагаются ладонные захваты с зажатыми в них наноспутниками (фиг.1). На фиг.1 видны прутья решетки 17. Пружины 16 многозвенные и состоят из порядка 10 звеньев, выдвижные пальцы 5 тонкие и имеют ширину порядка 0,5-3 см. В пальцах 5 ладонного захвата зажато сопло 3 от двигателя 2 наноспутника, предназначенное для увода спутника с орбиты в конце срока его службы. Спутник может быть кубсатом, помещенным в футляр типа футляра яиц киндерсюрприза из композитных материалов. В футляре выполняются отверстия для вворачивания в спутник сопел, антенн и других выступающих частей, которые высовываются между пальцев 5. При отсутствии футляра у наноспутника, на концах пружин устанавливаются резиновые наконечники, чтобы не поцарапать спутник.

В толще диэлектрического и диамагнитного материала корпуса захвата (фиг.1, 2) выполнено полусферическое углубление 14 в центре приемного конуса 4 космического аппарата, несущего наноспутник, а также каналы 13 в форме неполного незамкнутого конца, в которые вставлены выдвижные пальцы 5, а также рядом с каналами ниши 20 для червячной передачи, а также ниши для размещения электрических схем (не показаны). На дне полусферического углубления 14 рядом с его центром выполнена кнопка управления 15, при нажатии которой выдвигаются выдвижные пальцы 5. На поверхности полусферического углубления 14 расположены перпендикулярно его поверхности амортизационные пружины 16. При отсутствии наноспутника в полусферическом углублении 14 между стыковками и отжатых пружинах 16 кнопка 15 выше высоты пружин (фиг.2). При наличии наноспутника в полусферическом углублении 14 при стыковке высота сжатых пружин 16 равна высоте кнопки 15.

Выдвижные пальцы 5 в количестве 4 или более штук (фиг.1, 2) состоят каждый из диэлектрической-диамагнитной части 6, составляющей порядка трети длины пальца со стороны приемного конуса 4, и ферромагнитной намагниченной части 6. Выдвижные пальцы имеют С-образную форму (фиг.1, 2), а на поперечном срезе круглую, прямоугольную или овальную форму шириной или диаметром порядка 0,5-3 см. С-образная форма пальцев позволяет им цепляться за изгибы канала 13, в который они вставлены, что придает им устойчивость при зажатии наноспутника 1. Крепление частей 6 и7 друг к другу показано на фиг. 3, 4. В центре торца ферромагнитной части 7 помещен выступ в виде центрального цилиндра 23, в центре соответствующего торца диэлектрической-диамагнитной части 6 имеется соответствующее ему цилиндрическое углубление 24. По бокам ферромагнитная часть 7 имеет ушки 25, которым соответствуют углубления 26 в диэлектрической-диамагнитной части 6. В ушках выполнены отверстия, за которые они привинчены винтами 27 к диэлектрической-диамагнитной части 6. Головки винтов 27 заглублены в ушки 25 так, чтобы не высовываться наружу и не задевать стенки канала 13, наружный уровень ушек и винтов совпадает с уровнем стенок частей 6, 7 выдвижного пальца 5.

В средней части канала 13 размещена катушка индуктивности 8 с возможностью воздействия ее электромагнитным полем на ферромагнитную часть 7 выдвижного пальца 5. Для регулирования степени высовывания пальцев 5 в канале 13 выполнен доводчик 9, изогнутый в форме канала, с наружной винтовой резьбой, которая соответствует резьбе на цилиндре 11, приводящемся во вращение от электродвигателя 12. Цилиндр 11 и доводчик 9 образуют червячную передачу. На концах доводчика 9 выполнены кольцеобразные выступы 10 для стопорения доводчика в крайних его положениях.

Ладонный захват снабжен крышкой 18, которая показана в закрытом положении конуса 4 между стыковками на фиг.2 и в открытом положении во время стыковки на фиг. 1. Чтобы крышка не задевала о решетку 17 несущего космического аппарата, она убирается в отверстие в решетке 17 несущего космического аппарата (на боковом виде отверстие не видно). Крышка 18 имеет поворотное устройство на угол более 180°, чтобы входить в отверстие. Края крышки загнуты подобно краям пластмассовой консервной крышки и одеваются на края воронки 4, которые слегка высовываются из поверхности решетки 17. Чтобы края конуса 4 не мялись решеткой 17 несущего космического аппарата, в звеньях решетки 17 выполнены кольцеобразные вдавления, превышающие диаметр наружной окружности соответствующего конуса 4 в 1,5 раза, чтобы при промахах не помять края конусов 4. На краях крышки 18 выполнены магниты 22, соответствующие магнитам 21 на краях конуса 4, для примагничивания и более плотного прижатия крышки 18 в закрытом положении. Поворотное устройство 19 может быть выполнено в виде ферромагнита, имеющего форму неполного кольца, вставленного в имеющую соответствующую форму незамкнутого кольца катушку индуктивности, подобно 8 и 7, только не внутри канала. Один конец катушки индуктивности прикреплен к конусу 4 и погружен за край конуса внутрь, противоположный конец ферромагнита прикреплен к крышке 18. При прохождении повышающегося тока того или иного направления через катушку индуктивности ферромагнит втягивается или выдвигается или выдвигается из катушки, открывая или закрывая крышку 18. Магниты 21, 22 должны быть намагничены слабее ферромагнита поворотного устройства 19, чтобы не мешать ему открывать крышку. Крышка 18 способствует сохранению пружин 16 и кнопки 15 от воздействия агрессивных условий открытого космоса.

Работает ладонный захват следующим образом. В начальном положении перед стыковкой крышка 18 закрыта (фиг.2), выдвижные пальцы 5 убраны в каналы 13, доводчик 9 задвинут в дальний конец канала 13, кнопка 15 отжата. Сначала приходит сигнал на антенну пассивного космического аппарата с командой запуска открытия крышки. Срабатывает ключ, включающий одновибратор, генерируется одновибратором импульс, изображенный на фиг.5, от него срабатывает устройство 19, крышка 18 открывается и проваливается в отверстие. Далее наноспутник 1 в руке оператора заходит в конус 4 вдоль его оси симметрии в углубление 14, наноспутник нажимает кнопку 15, замыкая электрическую цепь катушек 8. В катушки 8 приходит сигнал, изображенный на фиг.5. При резком повышении тока в катушке индуктивности 8 электромагнитное поле катушки выталкивает ферромагнитную часть 7 выдвижного пальца 5 из канала 13. Сопло 3 оказывается зажата в пальцах 5. Наноспутник 1 в руке оператора при заходе в углубление 14 сжимает пружины 16. Далее пружины 16 разжимаются и прижимают наноспутник 1 к внутренней поверхности пальцев 5. Надо выровнять выступающие их части по длине. Для этого применяются доводчики 9. Когда ток на фиг.5 заканчивает повышаться срабатывает включатель электродвигателя 12 червячной передачи, доводчик 9 начинает выдвигаться. Если палец 5 был задвинут в канал 13 слишком глубоко, его доводчик выдвигает обратно на нужную длину выступающей части, сдвигая трубку 3 штанги 1 в центральное положение. При этом трубка 3 задвигает противоположный, слишком сильно выдвинутый палец 5 в канал 13 до крайнего выдвинутого положения доводчика 9 в его канале 13. Срабатывает таймер, выключающий электродвигатель доводчика 9. Положение ладонного захвата в этот момент показано на фиг.1.

При расстыковке из центра управления приходит сигнал на ключ, включающий электродвигатели 12 в противоположном направлении. Цилиндры 11 вращаются в противоположных направлениях, задвигая доводчики 9 вглубь каналов 13. Срабатывает таймер, отмеряя время, достаточное для убирания доводчика 9, и включается ток во второй цепи, в которую включены катушки 8. При этом через катушки 8 проходит сигнал, подобный сигналу на фиг. 5 с обратным направлением тока в катушке, создавая электромагнитное поле с обратным направлением напряженности. Ферромагнитные части 7 пальцев 5 втягиваются в катушки 8, выступающие части пальцев 5 втягиваются в каналы 13. Пружины 16 разжимаются, выталкивая наноспутник 1 из углубления 14. Кнопка 15 разжимается и включает 1) электрическую цепь, запускающую двигатели несущего космического аппарата, который удаляется от запушенного наноспутника в боковом направлении, 2) запускают обратный ток с импульсами, изображенными на фиг.5, в устройствах 19, крышки 18 закрываются.

Запуск наноспутника не требует его ориентации, поскольку несущий аппарат, например, спускаемый-поднимаемый аппарат низкоорбитального лифта, разгоняется до космической скорости и занимает расчетную орбиту одного из запускаемых наноспутников с помощью своих средств ориентации. Остается только разжать пальцы 5 по команде с Земли или с бортового компьютера несущего аппарата на одновибратор по описанной при расстыковке схеме, пружины 16 разжимаются и отталкивают наноспутник 1 от спускаемого-поднимаемого аппарата назад. Спускаемый-поднимаемый аппарат для запуска наноспутников должен иметь боковые сопла двигателей, чтобы уходить с траектории движения запущенного спутника 1 на траектории запуска остальных спутников, зажатых в ладонных захватах, не мешая движению запущенного спутника 1. Включается наноспутник путем подачи на антенну включающего сигнала. Но это уже касается устройства спутника, которое не обсуждается.

Для получения сигнала на фиг.5 можно использовать разные электрические схемы, например, одновибратор (см. уровень техники пункт 5), снимая напряжение и ток с одного из его промежуточных выходов. Ток на нисходящем участке на фиг.5 уменьшается медленно, поэтому порождаемое им электромагнитное поле будет маленьким, недостаточным для движения ферромагнитной части 7 пальца 5, палец 5 при уменьшающемся токе остается на месте. Корпус ладонного захвата состоит из диэлектрического-диамагнитного материала, в котором проделаны каналы 13. Поэтому катушки 8 защищены от импульсов электромагнитного поля внешнего происхождения.

Изготовление ладонных захватов осуществляется на 3D-принтере, например, принтере «Роутер» (уровень техники пункт 6). В головку принтера вставляются 4 проволоки. Первая проволока, диэлектрическая-диамагнитная, для печати корпуса ладонного захвата, крышки 18 и части 6 пальцев 5. Вторая проволока, токопроводящая, для печати электрических схем, катушек индуктивности 8, катушки индуктивности устройства 19, электродвигателей 12. Третья проволока, стальная, для печати доводчиков 9 и цилиндров 11. Четвертая проволока, ферромагнитная, для печати части 7 пальцев 5, ферромагнита устройства 19 и магнитов 21, 22. После печати одной половины катушки 8 и катушки устройства 19 до вертикального продольного срединного разреза печатаются ферромагнитная часть 7 пальца 5 и ферромагнит устройства 19, после чего печать прерывается и магниты намагничиваются. Затем магнит вынимается, вместо него вставляется изогнутый керамический стержень и печать продолжается. Затем стержень вынимается, магнит вставляется и допечатываются каналы и стенки по бокам катушек индуктивности.

Изобретение относится к системам стыковки и расстыковки космических кораблей или их частей. Механизм для запуска наноспутников содержит между соплами реактивных двигателей решетку, в узлах которой размещены ладонные захваты с зажатыми в них наноспутниками по одному в каждом захвате с возможностью высвобождения наноспутников по очереди при выходе несущего аппарата на расчетную орбиту наноспутника. Ладонный захват представляет собой устройство, в центре приемного конуса которого располагается полусферическое углубление, в центре которого расположена подпружиненная кнопка управления. На стенках полусферического углубления закреплены пружины, имеющие порядка 10 звеньев. Ладонный захват имеет не менее четырех С-образных выдвижных пальцев, состоящих на треть длины из диэлектрического-диамагнитного материала, а на две трети длины - из ферромагнитного материала. Пальцы имеют ширину 0,5-3 см и вставлены в каналы, каждый из которых имеет форму неполного незамкнутого кольца. Канал содержит катушку индуктивности в средней части и доводчики в дальней слепой части с возможностью резкого выдвижения при ручной установке наноспутника диэлектрической-диамагнитной части выдвижных пальцев из канала и резкого ее убирания в канал при запуске наноспутника. Доводчики выполнены с возможностью приведения в движение с помощью червячной передачи с фиксацией выдвижных пальцев. Приемный конус снабжен крышкой с возможностью ее открывания перед запуском наноспутника и закрывания после запуска. Достигается увеличение арсенала средств стыковки космических аппаратов, ручная стыковка перед запуском наноспутников со средствами их выведения на орбиту, автоматический запуск наноспутников на орбиту средства выведения, простое тактильное управление червячной передачей ладонных захватов, обеспечение резкого втягивания пальцев при запуске наноспутника. 5 ил.

Механизм для запуска наноспутников, отличающийся тем, что внизу несущего аппарата установлена между соплами реактивных двигателей решетка, в узлах которой размещены ладонные захваты с зажатыми в них наноспутниками по одному в каждом захвате с возможностью высвобождения наноспутников по очереди при выходе несущего аппарата на расчетную орбиту наноспутника и увода несущего аппарата с орбиты отпущенного наноспутника боковыми соплами двигателей, при этом ладонный захват представляет собой устройство, в центре приемного конуса которого располагается полусферическое углубление, в центре которого расположена подпружиненная кнопка управления, на стенках полусферического углубления закреплены пружины, имеющие порядка 10 звеньев, ладонный захват имеет не менее четырех С-образных выдвижных пальцев, состоящих на треть длины из диэлектрического-диамагнитного материала, а на две трети длины - из ферромагнитного материала, пальцы имеют ширину 0,5-3 см, выдвижные пальцы вставлены в каналы, каждый из которых имеет форму неполного незамкнутого кольца, содержит катушку индуктивности в средней части и доводчики в дальней слепой части с возможностью резкого выдвижения при ручной установке наноспутника диэлектрической-диамагнитной части выдвижных пальцев из канала и резкого ее убирания в канал при запуске наноспутника и с возможностью приведения доводчиков в движение с помощью червячной передачи с фиксацией выдвижных пальцев после ручной установки наноспутника и освобождением выдвижных пальцев перед запуском наноспутника, приемный конус снабжен крышкой с возможностью ее открывания перед запуском наноспутника и закрывания после запуска.