СТЫКОВОЧНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОСМИЧЕСКИХ АППАРАТОВ Советский патент 1994 года по МПК B64G1/64 

Изобретение относится к космической технике, а именно к стыковочным устройствам космических аппаратов (КА).

Наиболее близким из известных является стыковочное устройство для космических аппаратов, содержащее приемную воронку пассивного аппарата, конусный выступ со штырем, снабженным демпферной головкой, активного аппарата и узлы сцепки.

Недостаток указанного устройства заключается в том, что оно имеет значительный вес из-за наличия механизмов стягивания и демпфирования и толкателей для расстыковки.

Целью изобретения является снижение веса устройства за счет исключения механизмов стягивания и демпфирования и толкателей для расстыковки.

Цель достигается тем, что известное стыковочное устройство для космических аппаратов снабжено цилиндрическим отсеком, соединенным по торцу с приемной воронкой, и тороидальной надувной оболочкой с предохранительными выпускными клапанами, расположенной внутри приемной воронки и связанной с ней монтажным элементом, при этом цилиндрический отсек и надувная оболочка содержат пневмомагистрали, связывающие их полость с системой наддува пассивного космического аппарата.

Кроме того, в данном стыковочном устройстве цилиндрический отсек и приемная воронка могут быть выполнены в виде ферменной конструкции, а в штыре активного космического аппарата может быть выполнено сквозное продольное отверстие.

На фиг. 1 изображено стыковочное устройство для космических аппаратов; на фиг.2 - момент сцепки-стягивания космических аппаратов; на фиг.3 - соединение космических аппаратов; на фиг.4 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.5 - разрез Б-Б на фиг.3; на фиг.6 - цилиндрический отсек и приемная воронка в виде ферменной конструкции.

Стыковочное устройство пассивного КА 1 состоит из цилиндра 2, длина которого ограничена с одной стороны диафрагмой 3 с люком 4, а с другой - стыковочным отсеком, включающим фланец 5, приемную воронку 6, переходную воронку 7, патрубок 8 с диаметром, меньшим чем цилиндр 2.

В стыковочном отсеке размещена оболочка 9 тороидальной формы с диаметром, равным диаметру цилиндра 2, со сформированными входным и выходным зевами, переходящими в горловину. Оболочка 9 закреплена на переходной воронке 7 монтажным элементом 10, соединена с системой наддува и снабжена предохранительным и выпускным клапанами (на чертежах не показано).

Стыковочное устройство активного КА 11 состоит из конусного выступа 12 с ответным фланцем 13, полого штыря 14 с люком 15 на одном конце и демпферной головкой 16 с люком 17 на другом.

Стыковка КА выполняется следующим образом. При движении активного КА 11 по инерции или под действием двигателей малой тяги штырь 14 внедряется во входной зев оболочки 9 (касание КА). При этом сопрягаемые оболочка 9 и штырь 14 перемещаются в сторону цилиндра 2. Энергия соударения КА поглощается средой заполнения оболочки 9 и демпферной головкой 16. В момент, когда входной зев оболочки 9 станет меньше по диаметру выходного зева, оболочка 9 захватит штырь 14 (сцепка КА). Одновременно с этим производится наддув оболочки 9, обусловливающий дальнейшее ее перемещение. При входе оболочки 9 в цилиндр 2, из-за образуемой при этом разности ее диаметров в патрубке 8 и цилиндре 2, возникает усилие, под действием которого оболочка 9 перемещается вглубь цилиндра 2, затягивая горловиной штырь 14 на всю его длину (стягивание КА).

Стягивание КА происходит до упора ответного фланца 13 во фланец 5 с выходом демпферной головки 16 из оболочки 9 (плотное соединение КА).

При несовпадении осей КА попадание штыря 14 в горловину оболочки 9 и гашение взаимных колебаний КА обеспечиваются конической формой ее зева и способностью оболочки 9 выворачиваться, перекатываясь вместе с зажатым ею штырем 14 от периферии к горловине.

Окончательная ликвидация рассогласования и колебаний КА происходит за счет совмещения поверхностей приемной воронки 6 и конусного выступа 12.

Плотное и герметичное соединение КА осуществляется агрегатами и узлами, аналогичными применяемым в известных стыковочных устройствах системы типа "штырь-конус".

Для получения проходного канала между КА открывают люки 4, 15 и 17.

Расстыковка с использованием описанного устройства может выполняться, например, следующим образом. В цилиндр 2 подается среда заполнения, которая, воздействуя на оболочку 9, возвращает ее вместе с зажатым штырем 14 в исходное положение (см. фиг.1). Так как среда заполнения находится во внутренней полости оболочки 9, то для выполнения расстыковки цилиндр 2 и стыковочный отсек могут быть выполнены в виде ферменной конструкции (см. фиг. 6), при этом цилиндр 2 герметизируется дополнительной оболочкой.

В нерабочем положении, например в свободном полете пассивного КА 1, оболочка 9 может быть демонтирована, а объемы стыковочного отсека и цилиндра 2 использованы для размещения в них, например, полезного груза.

1. СТЫКОВОЧНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОСМИЧЕСКИХ АППАРАТОВ, содержащее приемную воронку пассивного аппарата, конусный выступ со штырем, снабженным демпферной головкой, активного аппарата и узлы сцепки, отличающееся тем, что, с целью снижения веса за счет исключения механизмов стягивания и демпфирования и толкателей для расстыковки, оно снабжено цилиндрическим отсеком, соединенным по торцу с приемной воронкой, и тороидальной надувной оболочкой с предохранительным и выпускным клапанами, расположенной внутри приемной воронки и связанной с ней монтажным элементом, при этом цилиндрический отсек и надувная оболочка содержат пневмомагистрали, связывающие их полости с системой наддува пассивного космического аппарата. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что цилиндрический отсек и приемная воронка выполнены в виде ферменной конструкции. 3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в штыре активного космического аппарата выполнено сквозное продольное отверстие.