Транспортное средство Российский патент 2024 года по МПК B64G1/16 B64G4/00 G01K7/00 E21B47/07 

Изобретение относится к автоматическим дистанционно управляемым транспортным средствам (ТС) для исследования Луны и других планет. В /1/ подробно описаны все узлы Лунохода-1: несущая конструкция (контейнер), ходовая часть, электромеханический привод, механизм разблокировки, комплект измерительных датчиков, блок автоматики шасси.

Луноход-1 - многоколесное ТС с герметичным контейнером, справа и слева по направлению движения которого смонтированы по паре блоков колес, каждый из которых содержит два мотор-колеса (МК). В кормовой части контейнера закреплен прибор оценки проходимости (ПрОП), назначенный для оценки физико-механических характеристик лунного грунта; внешний вид ПрОП - на стр. 34, 35 /2/. В герметичном контейнере с нормальным давлением и температурой 0…40 градусов Цельсия размещен блок автоматики шасси (БАШ), управляющий всеми системами шасси лунохода. В БАШе смонтированы датчики крена и дифферента машины, измерители силы тока электродвигателей (ЭД) мотор-колес (МК), устройство защиты ЭД от перегрузок, счетчики числа оборотов колес и др.

Книги /1, 3/ названы «Передвижная лаборатория на Луне Луноход-1». Таким образом, шасси, оснащенное ПрОП, а также системой других датчиков, в частности температуры каждого ЭД МК, перестает быть транспортной машиной для перемещения по поверхности Луны научного оборудования. Оно, тем самым, превратилось в космическое роботизированный комплекс.

Прибор оценки проходимости (ПрОП) - это закрепленное на «корме» контейнера устройство с электромеханизмом для внедрения его рабочего органа - четырехлопастного конического штампа в лунный грунт на глубину до 5 см. Это необходимо для исследования физико-механических характеристик лунного грунта во время остановки машины. При движении машины штамп поднят и не касается, грунта. При остановке машины по команде с Земли, исполняемой БАШем, штамп посредством электромеханизма ПрОП опускается на поверхность Луны и внедряется в него с определенным усилием. При этом измеряются с помощью датчиков ПрОПа глубина заглубления конического штампа и усилие по его внедрению в грунт.

Еще одна из научных задач Лунохода-1 - определение температуры поверхностного слоя лунного грунта по телеметрическим данным о температурном режиме МК шасси лунохода. В каждом МК электродвигатель размещен в стакане, на наружную поверхность которого наклеен пленочный датчик температуры, информация от которого передается по каналам телеметрии на наземный пункт управления. В /2/ приведены «предпосылки к расчетно-экспериментальной методике определения температуры поверхности Луны», приведено уравнение теплового баланса МК в стационарном режиме. Изложенная в /2/ весьма сложная методика расчета, многочисленные принятые при расчете допущения определяют среднеквадратическую ошибку расчета температуры грунта Луны в 20%».

Целью предлагаемого изобретения является повышение точности измерения температуры поверхности Луны. Указанная цель достигается использованием конического штампа ПрОП, внедряемого в грунт Луны, путем наклейки на внутреннюю поверхность конического штампа пленочного датчика температуры, информация от которого передается по каналам телеметрии на наземный пункт управления. Передача тепла от поверхности Луны к датчику температуры происходит путем теплопроводности через тонкую (толщиной 0,1 см) стенку конусного штампа. Перепад температуры между поверхностью Луны и датчиком температуры можно определить по формуле /4/

где

Q - плотность солнечного потока на Луне = 1200 Вт/кв. м /3/;

S - толщина стенки конического штампа 0,1 см; δ площадь датчика;

λ - коэффициент теплопроводности алюминия = 2,05 Вт/град, см /4/.

При указанных параметрах перепад температур между поверхностью Луны и датчиком температуры составляет менее 1 градуса Цельсия, так что предложенное устройство выполняет простое прямое измерение температуры поверхностного слоя грунта Луны. Причем погрешность измерения температуры в предложенном устройстве на порядки меньше, чем при расчетно-экспериментальном методе по /3/.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Передвижная лаборатория на Луне Луноход-1. Изд. «Наука», М., 1971.

2. Космические робототехнические комплексы. Ленинградская - Санкт-Петербургская научно-конструкторская школа / П.С. Сологуб, В.А. Веселов и др., /Под общ. ред. В.А. Веселова/, - 6-ка журнала Военмех. Вестник БГТУ, №28/, - БГТУ «Военмех» им. Д.Ф.Устинова; - СПб, 2016, - ил.

3. Передвижная лаборатория на Луне Луноход-1, том 2. Изд. «Наука», М., 1978.

4. М.П. Костенко, Л.М. Пиотровский «Электрические машины», часть 2, ГЭИ, М., Л., 1958.

Изобретение относится к автоматическим дистанционно управляемым транспортным средствам для исследования Луны и других планет. Транспортное средство содержит прибор оценки проходимости для исследования поверхностного слоя грунта в виде конического штампа, внедряемого в грунт. На внутренней поверхности прибора с тонкой стенкой толщиной 0,1 см закреплен пленочный датчик температуры, соединенный с системой передачи телеметрической информации в пункт дистанционного управления. Достигается повышение точности измерения температуры поверхности Луны.

Дистанционно управляемое транспортное средство для исследования Луны и других планет, содержащее прибор оценки проходимости для исследования поверхностного слоя грунта в виде конического штампа, внедряемого в грунт, отличающееся тем, что на внутренней поверхности прибора с тонкой стенкой толщиной 0,1 см закреплен пленочный датчик температуры, соединенный с системой передачи телеметрической информации в пункт дистанционного управления.