РАЗВЕРТЫВАЕМАЯ ПЛЕНОЧНАЯ КОНСТРУКЦИЯ КОСМИЧЕСКОГО АППАРАТА Советский патент 1995 года по МПК B64G1/22 

Изобретение относится к конструктивным элементам космических аппаратов (КА), а конкретно к пленочным конструкциям, развертываемым центробежными силами и применяемым в качестве отражателей или экранов солнечной радиации.

Целью изобретения является обеспечение сохранности конструкции при ее выведении в космос путем уменьшения действующих на конструкцию нагрузок от давления воздуха в складках намотанных на катушки секций пленки.

На фиг. 1 изображена пленочная конструкция в развернутом положении; на фиг. 2 фрагмент конструкции в транспортном состоянии; на фиг.3 катушка с намотанной на нее секцией пленки и защитным полотнищем, а также вариант исполнения разъемного элемента крепления внешнего конца полотнища на корпусе КА (сечение А-А на фиг.2).

Развертываемая пленочная конструкция КА (см. фиг.1) содержит секции 1 пленки в виде круговых секторов со "срезанными" вершинами, соединенные шнурами 2 с катушками 3, установленными на корпусе 4 КА, и друг с другом в узлах 5. В транспортном состоянии конструкции секции 1 уложены в плоскую ленту продольными складками, параллельными биссектрисе сектора, и намотаны вместе со шнурами 2 на катушки 3. Ширина складок равна высоте катушек.

Катушки 3 установлены в корпусе 4 подвижно на осях 6, соединенных с катушками шпонками 7, шайбами 8 и гайками 9. Оси 6 несут на себе шестерни 10, связанные с приводом системы развертывания (на чертежах не показана). В верхней части каждого пленочного сектора в складках его материала размещено защитное полотнище 11, выполненное, например, из пленочного материала ПЭТФ толщиной 20-40 мкм. Ширина полотнища равна (или несколько меньше) высоте катушки 3, т. е. расстоянию между внутренними торцами реборд катушки (см. фиг. 3). Это полотнище намотано вместе с пленочным сектором 1 на катушку 3, причем верхняя часть полотнища, выступающая за край сектора 1, обмотана в один или более оборотов вокруг катушки 3 поверх уложенного сектора пленки 1.

Верхний конец 12 полотнища 11 закреплен на корпусе КА посредством разъемного элемента крепления, например, стопорного устройства или отцепных замков. В представленном варианте исполнения (см. фиг.2 и 3) этот элемент содержит трубу 13, вокруг которой обернут конец 12 полотнища 11, приклеенный швом 14 к полотнищу, нижний конец 15 которого может быть (но не обязательно) прикреплен к пленочному сектору 1 (см. фиг.1). Труба 13 в период транспортировки конструкции закреплена на корпусе 14 КА с помощью штырей 16, подвижно установленных в отверстиях корпуса 4 и прижатых к нему пластинчатыми пружинами 17.

Труба 13 имеет вырезы 18 (см. фиг. 3), в которые заходят реборды катушки 3. Реборды имеют клиновидные скосы 19, которые контактируют со штырями 16. Поверхность кромок реборд в местах данных скосов выполнена в форме поверхности кулачка 20. Верхние концы 21 и 22 секторов 1, соединенные в узлах 5, в технологических целях выкладываются с одной стороны ленты уложенных секторов и при намотке на катушку не заводятся под защитные полотнища 11. При этом кромка пленки верхней складки сектора, уложенная под полотнищем, подвернута и выведена вместе с концом 22 на противоположную от конца 21 сторону катушки (см. фиг.2).

Работа и эксплуатация пленочной конструкции осуществляется следующим образом. При выведении КА на орбиту воздух в складках уложенных секций пленки, расширяясь, резко увеличивается в объеме однако его давление передается от пленочных секторов 1 на защитные полотнища 11, обернутые вокруг намотанных на катушки 3, сложенных в ленты секций пленки. Растягивающие усилия в защитных полотнищах, приходящиеся на нижние их концы 15, значительно ослабляются силами трения между витками полотнищ и ленты пленочных секторов. Усилия в верхнем конце каждого полотнища 11 передаются через трубу 13 и штыри 16 корпусу 4 КА.

После выведения КА на орбиту и выхода воздуха из складок уложенных секций пленки начинается развертывание конструкции, для чего раскручивается корпус КА вокруг оси, перпендикулярной нормали к рабочей плоскости конструкции. Одновременно посредством привода системы развертывания осуществляется через шестерни 10 вращение катушек 3 (против часовой стрелки на фиг.2). В начале процесса клиновидные скосы 19 реборд катушек находят на штыри 16, отжимая пружины 17, утапливают штыри и освобождают трубы 13. Затем реборды своими кромками 20 смещают трубы 13, исключая их зацеп за штыри 16. За счет центробежных сил, действующих на трубы 13, а также на материал пленочной конструкции, секторы 1 пленки сматываются с катушек 3 и принимают рабочую форму (см. фиг.1).

Дальнейшая эксплуатация развернутой пленочной констpукции КА осуществляется в соответствии с ее конкретным назначением.

Использование: центробежные конструкции для космических отражателей или экранов солнечной радиации. Сущность изобретения: конструкция содержит секции пленки в форме круговых секторов, наматываемых при хранении на катушки. В сложенном положении секции фиксируются на катушках при посредстве защитных полотнищ из высокопрочного материала. Полотнища имеют ширину, равную высоте катушек, и служат для восприятия нагрузок от давления воздуха в складках намотанных на катушки секций пленки. При развертывании конструкции полотнища отделяют от корпуса космического аппарата за счет разъемных элементов. 3 ил.

РАЗВЕРТЫВАЕМАЯ ПЛЕНОЧНАЯ КОНСТРУКЦИЯ КОСМИЧЕСКОГО АППАРАТА, содержащая секции пленки, выполненные в форме круговых секторов с усеченными вершинами и соединенные друг с другом своими внешними краями, а также установленные на корпусе космического аппарата катушки для хранения секций пленки в намотаннном на эти катушки состоянии, отличающаяся тем, что, с целью обеспечения сохранности конструкции при ее выведении в космос путем уменьшения действующих на конструкцию нагрузок от давления воздуха в складках намотанных на катушки секций пленки, она снабжена защитными полотнищами из высокопрочного материала, по ширине равными высоте катушек, а также разъемными элементами крепления внешних концов полотнищ на корпусе космического аппарата.