Спосіб стикування й розділення відсіків ракет-носіїв і космічних апаратів та пристрій для здійснення способу
Номер патенту: 90074
Опубліковано: 25.03.2010
Автори: Жушма Антоніна Павлівна, Лісовий Анатолій Миколайович, Самойленко Ігор Дмитрович, Порубаймех Володимир Ілліч, Кононець Петро Іванович, Свиридов В''ячеслав Миколайович
Формула / Реферат
1. Спосіб стикування й відділення відсіків ракет-носіїв і космічних апаратів, який полягає в тому, що відсіки, які мають фланці з конічними поверхнями, стягують поділюваним бандажем і за командою від системи керування створюють зусилля відштовхування поділюваного бандажа за рахунок імпульсу піромеханізмів і пружності поділюваного бандажа, який відрізняється тим, що зменшують імпульс піромеханізмів, створюють і орієнтують у напрямку переміщення елементів поділюваного бандажа додаткові зусилля відштовхування, втягування й відведення елементів поділюваного бандажа.
2. Пристрій для стикування й відділення відсіків ракет-носіїв і космічних апаратів, що складається із двох відсіків, виконаних у вигляді оболонок обертання, що містять фланці з конічними зовнішніми поверхнями, скріплені між собою за допомогою поділюваного бандажа, утвореного двома півкільцями, оснащеними запірним елементом із конічною внутрішньою поверхнею й циліндричною проточкою, діаметри яких у вільному стані більші зовнішнього діаметра зовнішньої поверхні фланців, при цьому на кінцях півкілець, як єдине ціле з ними, виконані фітинги, стягнуті між собою за допомогою двох піромеханізмів, установлених тангенціально до зовнішньої поверхні оболонок обертання, і стяжних гайок зі сферичними шайбами, а корпуси піромеханізмів і стяжні гайки зі сферичними шайбами зафіксовані у фітингах, який відрізняється тим, що на одному з віддільних відсіків закріплені уловлювачі і механізми втягування, які містять опорний кронштейн і корпус, що має паз, у якому рухливо встановлена каретка, обладнана різьбовою втулкою, на одному кінці якої закріплений крешер, що зминається, а на протилежному кінці виконаний кільцевий буртик кріплення опорного витка пружини стискання, протилежний виток якої аналогічним кільцевим буртиком закріплений на упорі, до якого кріпиться гнучкий тросик, другий кінець якого з'єднаний зі скобою, закріпленою на буртику поділюваного бандажа, який має на внутрішньому боці біконусну проточку, кут біконуса якої виконаний меншим до відповідного кута біконуса фланців зістикованих відсіків, а в зоні торців фітингів біконусна проточка має західні кути нахилу, при цьому до одного з відділюваних відсіків у місцях установлення піромеханізмів закріплені механізми відведення, що містять кронштейн, корпус і різьбову втулку, на одному кінці якої закріплений крешер, що зминається, а на протилежному кінці виконаний кільцевий буртик кріплення опорного витка пружини стискування, протилежний виток якої аналогічним кільцевим буртиком закріплений па упорі, до якого кріпиться гнучкий тросик, другий кінець якого з'єднаний з тягою, обладнаною фіксатором, затиснутим між фітингами півкілець, що мають відповідні поглиблення.
Текст
1. Спосіб стикування й відділення відсіків ракет-носіїв і космічних апаратів, який полягає в тому, що відсіки, які мають фланці з конічними поверхнями, стягують поділюваним бандажем і за командою від системи керування створюють зусилля відштовхування поділюваного бандажа за рахунок імпульсу піромеханізмів і пружності поділюваного бандажа, який відрізняється тим, що зменшують імпульс піромеханізмів, створюють і орієнтують у напрямку переміщення елементів поділюваного бандажа додаткові зусилля відштовхування, втягування й відведення елементів поділюваного бандажа. 2. Пристрій для стикування й відділення відсіків ракет-носіїв і космічних апаратів, що складається із двох відсіків, виконаних у вигляді оболонок обертання, що містять фланці з конічними зовнішніми поверхнями, скріплені між собою за допомогою поділюваного бандажа, утвореного двома півкільцями, оснащеними запірним елементом із коніч C2 2 (19) 1 3 90074 4 й розділення відсіків ракет-носіїв і космічних апаУ основу групи винаходів "Спосіб стикування й ратів, а також для закріплення ракет на пускових розділення відсіків та пристрій для здійснення споустановках. собу" поставлені такі завдання: Відомий спосіб стикування й розділення відсі- полегшення складально-монтажних робіт; ків шляхом установлення цангового кільця на ниж- забезпечення надійного стику відсіків; ній відсік, підведення до зіткнення торцевих шпан- зменшення ударного імпульсу, що впливає гоутів відсіків, стягування відсіків за допомогою на космічний апарат при його відділенні від ракезапірних елементів цанги й стяжної стрічки, устати-носія; новлення розривних елементів і розділення відсі- забезпечення гарантованого відведення ків за електричною командою [деклараційний паелементів, що розділилися, бандажа у випадку тент України №69604 А, МПК7 F41F3/052, відмови одного або декількох піромеханізмів при F42B15/36, бюл. №9, 2004p.]. обов'язковому спрацьовуванні хоча б одного з піНедоліками цього способу є: ромеханізмів; - ускладнення установлення запірних елемен- гарантоване незбурене розділення відсіків і тів цанги й штатного розривного елемента; орієнтування в напрямку переміщення елементів - можливе ослаблення стику відсіків при транподілюваного бандажа додаткових зусиль розштоспортуванні й у польоті ракети-носія через незавхування, втягування й відведення елементів побезпечення щільного прилягання конічних поверділюваного бандажа; хонь шпангоутів відсіків з відповідними - виключення техногенного засмічення космічповерхнями запірних елементів, оскільки номінаного простору елементами поділюваного бандажа. льні значення кутів конічних поверхонь шпангоутів Для рішення поставлених завдань пропонурозділюваних відсіків і відповідних поверхонь запіється спосіб, при якому зменшують імпульс пірорних елементів однакові, що, з урахуванням допумеханізмів, створюють і орієнтують у напрямку сків на кути, може привести до виконання сумарпереміщення елементів поділюваного бандажа ного кута стикованих шпангоутів відсіків менше додаткові зусилля розштовхування, втягування й відповідного кута запірного елемента й до появи відведення елементів поділюваного бандажа. зазору між поверхнями; Відмітними істотними ознаками запропонова- недостатнє зусилля виводу запірних елеменного способу є технологічні операції зменшення тів із зачеплення зі шпангоутами, тому що сила імпульсу піромеханізмів, створення й орієнтації в пружності "пелюстків" цанги не може створити для напрямку переміщення елементів поділюваного цієї мети досить ефективну силу, яка переборює бандажа додаткових зусиль розштовхування, втясилу тертя між конічними поверхнями, а вектор гування й відведення елементів поділюваного басили, створюваної пружинами, які тягнуть цангове ндажа. кільце уздовж твірної відсіку, спрямований під веЗменшення імпульсу піромеханізмів за рахуликим кутом до напрямку, у якому повинен рухатинок зменшення піротехнічного заряду знижує удася запірний елемент із відповідними конічними рний імпульс, що негативно впливає на космічний поверхнями; апарат при його відділенні від ракети-носія, а - техногенне засмічення ("космічне сміття") настворення й орієнтація в напрямку переміщення вколоземного космічного простору стяжною стрічелементів поділюваного бандажа додаткових зукою, яка відділилася, і можливий негативний вплив силь розштовхування, втягування й відведення цієї стрічки, що безконтрольно переміщається піселементів поділюваного бандажа забезпечує галя спрацьовування штатного розривного елеменрантоване відведення елементів, що розділилися, та, на відділення інших космічних апаратів, вивебандажа навіть у випадку відмови одного або дедених на орбіти цією ж ракетою-носієм при кількох піромеханізмів при обов'язковому спрацьогруповому запуску космічних апаратів. вуванні хоча б одного з піромеханізмів. Найбільш близьким за технічною сутністю до Таким чином, сукупність відомих ознак: запропонованого способу є спосіб стикування й - стягування відсіків поділюваним бандажем; розділення відсіків, при якому з'єднують відсіки, - створення за командою від системи керуванщо мають фланці з конічними поверхнями, стикуня зусиль розштовхування елементів поділюваноють відсіки між собою за допомогою двох півкілець го бандажа за рахунок імпульсу піромеханізмів і поділюваного бандажа, який має відповідні конічні пружності поділюваного бандажа й нових відмітних поверхні та який стягнуто пірозамкамиістотних ознак забезпечує зменшення ударного штовхачами, з наступним розділенням відсіків пісімпульсу, який впливає на космічний апарат при ля спрацьовування пірозамків-штовхачів за койого відділенні від ракети-носія й гарантоване немандою системи керування [патент України збурене розділення відсіків за рахунок створення й №78587 МПК (2006) F41F3/00, B64G1/64, орієнтації в напрямку переміщення елементів поF42B15/36, бюл. №4, 2007р. - прототип]. ділюваного бандажа додаткових зусиль розштовДо недоліків цього способу належать: хування, втягування й відведення елементів поді- утруднене розділення відсіків у випадку відлюваного бандажа. мови одного із двох пірозамків-штовхачів; Спосіб здійснюється наступним чином: змен- значний ударний імпульс, що виникає через шують заряд піромеханізмів. При виході ракетивикористання пірозамків-штовхачів з потужним носія в задану точку космічного простору подають піротехнічним зарядом; команду на спрацьовування піромеханізмів, при - техногенне засмічення навколоземного косцьому створюються й орієнтуються в напрямку мічного простору через відсутність фіксації запірпереміщення елементів поділюваного бандажа них елементів, які відділилися. додаткові зусилля розштовхування, втягування й 5 90074 6 відведення елементів поділюваного бандажа, у дання пристрою, а також імовірність утворення при результаті чого відбувається незбурене розділенрозділенні відсіків дрібних фрагментів конструкції. ня відсіків. Найбільш близьким за технічною сутністю до Запропонований спосіб зменшує ударний імзапропонованого пристрою є швидкознімний мепульс, що впливає на космічний апарат при його ханізм з'єднання та розділення стику оболонок відділенні від ракети-носія, й забезпечує гарантообертання, що складається з двох оболонок оберване незбурене розділення відсіків. тання, які містять фланці з конічною зовнішньою Відомий пристрій для стикування й розділення поверхнею, скріплені між собою за допомогою повідсіків, який складається із двох шпангоутів з коділюваного бандажа, утвореного двома півкільцянічними поверхнями, стягнутими між собою стяжми з конічною внутрішньою поверхнею, при цьому ною стрічкою зі стяжними болтами, піротехнічних півкільця бандажа мають діаметр внутрішньої ковузлів, і елементів з відповідними конічними повенічної поверхні з циліндричною проточкою, більрхнями, які виконані як цангове кільце. Цангове ший за діаметр зовнішньої поверхні фланців, а на кільце закріплене на одному з відсіків, зафіксоване кінцях півкілець за одне ціле з ними виконані фітипідпружиненими елементами, наприклад, штифнги, що стягнуті між собою за допомогою двох пітами, розміщеними в поздовжніх пазах на нижрозамків-штовхачів і стяжних гайок із шайбами, ньому відсіку. Піротехнічні вузли виконані у вигляді причому пірозамки-штовхачі встановлені тангенцідвох накладок, одна з яких має конічний зуб, а ально до зовнішньої поверхні оболонок обертання, друга - відповідну западину, при цьому накладки а корпуси пірозамків-штовхачів і стяжні гайки із з'єднані розривними елементами й постачені обшайбами фіксовані у фітингах, наприклад, за домежувальним болтом, пропущеним через паз в помогою стаканів, вкручених у різьбові отвори у одній накладці й закріпленим в іншій накладці [дефітингах, при цьому пірозамки-штовхачі і шайби клараційний патент України №69604А, МПК7 стяжних гайок мають сферичні опорні поверхні, F41F3/052, F42B15/36, бюл. №9, 2004p.]. обперті на відповідні поверхні фітингів, що мають Недоліками цього пристрою є: сферичну форму [патент України №78587, МПК - ослаблення стику відсіків при транспорту(2006) F41F3/00, B64G1/64, F42B15/36, бюл. №4, ванні й польоті ракети - носія через незабезпечен2007р. - прототип]. ня щільного прилягання конічних поверхонь шпанНедоліками цього пристрою є: гоутів відсіків до відповідних поверхонь запірних - ослаблення стику при експлуатації й у польоелементів, тому що номінальні значення кутів коті, оскільки номінальні значення кутів конусів на нічних поверхонь шпангоутів розділюваних відсіків фланцях розділюваних відсіків і на біконусній проі відповідних поверхонь запірних елементів однаточці запірних елементів однакові й при виготовкові, що, з урахуванням допусків на кути, може ленні будуть виконані із заданими допусками, що привести до виконання сумарного кута шпангоутів, може привести до виконання сумарного кута на які стикуються, відсіків менше відповідного кута конусах фланців корпусів, меншого відповідного запірного елемента; кута біконуса в проточці запірних елементів і до - утруднений вивід із зачеплення розташовапояви зазору між поверхнями; них на кожному "пелюстку" цанги запірних елемен- "бовтанка" запірних елементів, що відділилитів, що мають відповідні конічні поверхні, тому що ся, після розділення відсіків при наступних маневвідсутні елементи конструкції, які створюють найрах ракети-носія або викид цих запірних елементів більш ефективні, радіально спрямовані сили; у навколишній космічний простір через незабезпе- техногенне засмічення ("космічне сміття") начення фіксації запірних елементів, що відділилися; вколоземного космічного простору стяжною стріч- небажане збільшення маси КА через необкою, що відділилася, і можливий негативний вплив хідність створення додаткових енергетичних ресуцієї стрічки, яка безконтрольно переміщається рсів для компенсації збурювань КА, які виникають після спрацьовування штатного розривного елеу випадку неспрацьовування одного з пірозамківмента, на відділення інших космічних апаратів, які штовхачів, через відсутність у місці пірозамкавиводяться на орбіти цієї ж ракетою-носієм при штовхача, який відмовив, сили, "що розштовхує", груповому запуску космічних апаратів. що приводить до нерівномірного відділення запірВідомий пристрій для стикування й розділення них елементів і відділенню космічного апарата з відсіків розробки фірми Ariane, що має зовнішні додатковими збурюваннями; конічні поверхні торцевих шпангоутів відсіків, що - великий вібраційний удар на відокремлюваз'єднуються стяжними елементами з відповідними ний космічний апарат через застосування потужконічними поверхнями за допомогою стяжної стріних піротехнічних зарядів для створення сили, "що чки й піротехнічних вузлів (Product Area розштовхує", пірозамків-штовхачів, використовуMechanical System, Internet, http://www.outer. ваної для подолання сили тертя на конічних повеspace/se/). рхнях запірних елементів і відповідних конічних Недоліками цього пристрою є застосування поверхнях фланців. порівняно потужних розривних елементів, які Поставлені завдання вирішуються тим, що на створюють значний ударний імпульс при розділенодному з розділюваних відсіків закріплені уловлюні відсіків, великі контактні напруження в з'єднанні вачі, механізми втягування, що містять опорний внаслідок нерівномірного підтискання невеликого кронштейн, корпус, що має паз, у якому рухливо числа розташованих по колу елементів з відповідвстановлена каретка, постачена різьбовою втулними конічними поверхнями, жорсткі допуски на кою, на одному кінці якої закріплений крешер, що виготовлення конічних поверхонь деталей, що зминається, а на протилежному кінці виконаний означає складну технологію виготовлення й склакільцевий буртик кріплення опорного витка пружи 7 90074 8 ни стиску, протилежний виток якої аналогічним який має на внутрішньому боці біконусну проточку, кільцевим буртиком закріплений на упорі, до якого яка у зоні торців фітингів має західний кут нахилу, кріпиться гнучкий тросик, другий кінець якого з'єда кут біконуса виконаний меншим відповідного наний зі скобою, закріпленою на буртику поділюкута конусів зістикованих фланців відсіків, при ваного бандажа, що має на внутрішньому боці цьому до одного з відсіків у місцях установлення біконусну проточку, кут біконуса якої виконаний піромеханізмів прикріплені механізми відведення, меншим відповідного кута біконуса фланців зістиякі мають кронштейн, корпус і різьбову втулку, на кованих відсіків, а в зоні торців фітингів біконусна одному кінці якої закріплений крешер, що зминапроточка має західні кути нахилу, при цьому до ється, а на протилежному кінці виконаний кільцеодного з розділюваних відсіків у місцях установвий буртик кріплення опорного витка пружини стилення піромеханізмів закріплені механізми відвеску, протилежний виток якої аналогічним дення, що містять кронштейн, корпус, різьбову кільцевим буртиком закріплений на упорі, до якого втулку, на одному кінці якої закріплений крешер, кріпиться гнучкий тросик, другий кінець якого з'єдщо зминається, а на протилежному кінці виконананий з тягою, постаченою фіксатором, затиснений кільцевий буртик кріплення опорного витка ним між фітингами півкілець, які мають відповідні пружини стиску, протилежний виток якої аналогічпоглиблення, забезпечує: ним кільцевим буртиком закріплений на упорі, до - полегшення складально-монтажних робіт; якого кріпиться гнучкий тросик, другий кінець якого - надійний стик відсіків; з'єднаний з тягою, постаченою фіксатором, затис- зменшення ударного імпульсу; неним між фітингами півкілець, що мають відпові- гарантоване незбурене розділення відсіків; дні поглиблення. - виключення техногенного засмічення космічВідмітними суттєвими ознаками запропонованого простору елементами поділюваного бандажа. ного пристрою є: Таким чином, сукупність відомих істотних - закріплені на одному з розділюваних відсіків: ознак: - уловлювачі; - два відсіки, виконані у вигляді оболонок обе- механізми втягування, що містять опорний ртання, які мають фланці з конічними зовнішніми кронштейн, корпус, що має паз, у якому рухливо поверхнями, скріплені між собою за допомогою встановлена каретка, постачена різьбовою втулподілюваного бандажа, утвореного двома півкількою, на одному кінці якої закріплений крешер, що цями, оснащеними запірним елементом з конічною зминається, а на протилежному кінці виконаний внутрішньою поверхнею й циліндричною проточкільцевий буртик кріплення опорного витка пружикою, діаметри яких у вільному стані більші зовнішни стиску, протилежний виток якої аналогічним нього діаметра зовнішньої поверхні фланців; кільцевим буртиком закріплений на упорі, до якого - два півкільця з фітингами, виконаними як кріпиться гнучкий тросик, другий кінець якого з'єдєдине ціле з півкільцями, стягнуті між собою за наний зі скобою, закріпленою на буртику поділюдопомогою двох піромеханізмів, установлених ваного бандажа, що має на внутрішній стороні тангенціально до зовнішньої поверхні оболонок біконусну проточку, кут біконуса якої виконаний обертання, і стяжних гайок зі сферичними шайбаменшим відповідного кута біконуса фланців зістими; кованих відсіків, а в зоні торців фітингів біконусна - корпуси піромеханізмів і стяжні гайки зі сфепроточка має західні кути нахилу; ричними шайбами, зафіксовані у фітингах, і нових - закріплені на одному з розділюваних відсіків відмінних ознак забезпечує надійне стикування й у місцях установлення піромеханізмів механізми розділення відсіків ракети-носія. відведення, які містять кронштейн, корпус, різьбоДля пояснення роботи пристрою прикладені ву втулку, на одному кінці якої закріплений крекреслення, на яких зображено: шер, що зминається, а на протилежному кінці ви- Фіг.1 - вигляд зверху пристрою стикування й конаний кільцевий буртик кріплення опорного розділення відсіків, що перебуває у вихідному повитка пружини стиску, протилежний виток якої ложенні, відсіки зістиковані; аналогічним кільцевим буртиком закріплений на - Фіг.2 - вигляд зверху пристрою стикування й упорі, до якого кріпиться гнучкий тросик, другий розділення відсіків після штатного спрацьовування кінець якого з'єднаний з тягою, постаченою фіксапристрою, відсіки розстиковані; тором, затисненим між фітингами півкілець, що - Фіг.3 - вигляд зверху пристрою стикування й мають відповідні поглиблення. розділення відсіків при відмові лівого піромеханізЗастосування для з'єднання півкілець піромему й нормальному спрацьовуванні правого піроханізмів, які містять зменшений піротехнічний замеханізму, відсіки розстиковані; ряд, і наявність у пристрої на одному з розділюва- Фіг.4 - вигляд зверху механізму втягування у них відсіків механізмів втягування, установлених вихідному положенні, відсіки зістиковані (виносний на опорних кронштейнах і які мають корпус, що елемент А, Фіг.1); має пази, у яких рухливо встановлена каретка, - Фіг.5 - вигляд зверху механізму втягування постачена різьбовою втулкою, на одному кінці якої після штатного спрацьовування пристрою (виносзакріплений крешер, що зминається, а на протиний елемент В, Фіг.2); лежному кінці виконаний кільцевий буртик кріп- Фіг.6 - вигляд зверху механізму втягування лення опорного витка пружини стиску, протилежпісля розстикування відсіків при відмові лівого піний виток якої аналогічним кільцевим буртиком ромеханізму й нормальному спрацьовуванні празакріплений на упорі, до якого кріпиться гнучкий вого піромеханізму (виносний елемент С, Фіг.3); тросик, другий кінець якого з'єднаний зі скобою, - Фіг.7 - розріз механізму втягування у вихідзакріпленою на буртику поділюваного бандажа, ному положенні (розріз D-D, Фіг.4); 9 90074 10 - Фіг.8 - розріз механізму втягування після допомогою якого скоба 27 з'єднана за допомогою спрацьовування, півкільце деформувало крешер, буртика 10 із запірним елементом 9 півкільця 7. що зминається, утягнене в уловлювач і щільно Скоба 27 зберігає можливість переміщення по притиснуто до крешера й різьбової втулки (розріз буртику 10, забезпечуючи можливість установленЕ-Е, Фіг.5 і Фіг.6); ня тросика 26 у радіальному напрямку після затя- Фіг.9 - вигляд зверху механізму відведення у гування піромеханізмів 13, після чого скоба 27 фіквихідному положенні (виносний елемент F, Фіг.1); сується болтами 29, які після остаточного - Фіг.10 - вигляд зверху механізму відведення установлення відсіків стопоряться. На корпусах 15 після розстикування відсіків при відмові лівого пімеханізмів втягування закріплені заскочки 30, які в ромеханізму й нормальному спрацьовуванні прапочатковий момент розстикування півкілець 7 вивого піромеханізму, фітинги півкілець після змиконують функцію напрямних, а потім додатково нання крешера не досягай корпуса механізму страхують півкільця 7 від випадання з порожнини відведення й зберегли зазор з корпусом механізму уловлювача 20, утвореної засувками 30, корпусавідведення, забезпечивши повне підтискання півми 15 і крешерами 21, установленими на різьбових кілець в уловлювачах (виносний елемент G, Фіг.3); втулках 19. На відсіку 2, що залишається, у місцях - Фіг.11 - розріз механізму відведення після установлення піромеханізмів 13, закріплені мехавиводу півкілець, що неповністю розділилися, із нізми відведення, що містять кронштейн 31, корпус зачеплення із фланцями розділюваних відсіків; 32, різьбову втулку 33, постачену з боку тяги 34 пружина за допомогою тросика, тяги й фіксатора крешером 35, що зминається, а із протилежного вивела півкільця із зачеплення із фланцями відсібоку - кільцевим буртиком 36, що фіксує опорний ків, зм'якшивши удар за рахунок крешера, що змивиток пружини стиску 37, протилежний виток якої нається, (розріз Н-Н, Фіг.10); аналогічним кільцевим буртиком 38 закріплений на - Фіг.12 - переріз торця фітинга півкільця, що упорі 39, до якого кріпиться гнучкий тросик 40, друпоказує один із західних кутів 7 на конічній поверхгий кінець якого закріплений до тяги 34, постаченої ні (переріз К-К, Фіг.11); фіксатором 41. Фіксатор 41 затиснений між фітин- Фіг.13 - переріз запірного елемента півкільця; гами 8 півкілець 7, що мають відповідні поглиб- Фіг.14 - переріз з'єднаних шпангоутів відсіків, лення 42. пунктиром показаний стягуючий їх запірний елеУ запропонованому пристрої стикування й ромент півкільця. зділення відсіків поділюваний бандаж 6 виконаний Пристрій стикування й розділення відсіків місу вигляді двох жорстких півкілець 7, що мають затить: відокремлюваний відсік 1, відсік 2, що залипірний елемент 9 з біконусною проточкою 11. Кут шається, фланці 3 і 4, що мають конічні зовнішні (Фіг.13) запірного елемента у вільному стані (до поверхні 5, поділюваний бандаж 6, що складаєтьустановлення на відокремлювані відсіки й стягуся з півкілець 7, які містять фітинги 8, запірний вання) виконаний меншим кута (Фіг.14) зістикоелемент 9 з буртиком 10 і біконусною внутрішньою ваних фланців 3 і 4 відсіків 1 і 2, що забезпечує поверхнею 11, яка переходить у циліндричну прощільне прилягання конусних поверхонь після затяточку 12. Внутрішній діаметр запірного елемента 9 гування півкілець 7 і натяг у межах пружних дефоу вільному стані більший діаметра зовнішньої пормацій запірного елемента 9 на зістиковані фланці верхні фланців 3 і 4. Поверхня 11 утворюється 3 і 4 до повного збігу кутів і . Запірні елементи 9 двома усіченими конусами, основи яких звернені при експлуатації й у польоті зазнають значні внутодин до одного, при цьому кут біконуса виконарішні напруження. З метою виключення концентний меншим відповідного кута зістикованих шпараторів напруг, у запірних елементах 9 замість нгоутів 3 і 4. Поверхні 11 мають у районі фітингів 8 гладких або різьбових отворів виконаний буртик західний кут нахилу , що забезпечує ковзання 10, до якого за допомогою болтів 29 і зачепів 28 фітингів 8 по шпангоутах 3і 4 у процесі затягуванзакріплена скоба 27, постачена вушком, до якого ня піромеханізмів 13. Фітинги 8 розташовані на кріпиться тросик 26, другий кінець якого закріплекінцях півкілець 7, виконані як одне ціле з ними й ний за допомогою вушка до упору 25, у який упистягнуті між собою за допомогою піромеханізмів рається пружина стиску 23. Пружина розміщена за 13, установлених тангенціально до зовнішньої межами уловлювача 20, у якому розміщається поверхні шпангоутів 3 і 4, і стяжних гайок зі сферипівкільце 7 після його відділення. За рахунок розчними шайбами. Корпуси піромеханізмів 13 і стяжміщення пружини за межами уловлювача 20 змені гайки зі сферичними шайбами зафіксовані у ншується в радіальному напрямку об'єм, який зафітингах 8, і після спрацьовування піромеханізмів ймає уловлювач 20; крім того, розміщена за 13 залишаються надійно закріпленими на фітингах межами уловлювача пружина стиску дозволяє 8. На відсіку 2, що залишається, установлені местворювати силу L, значно більшу за величиною, ханізми втягування півкілець 7, що містять опорніж сила, яка могла б створити пружина натягу, ний кронштейн 14, на якому закріплений корпус 15, розміщена всередині уловлювача 20. постачений пазами 16, у яких на підшипниках 17 Необхідність введення в конструкцію пропонопереміщається каретка 18 з різьбовою втулкою 19, ваного пристрою механізму втягування півкілець 7 постаченою з боку уловлювача 20 крешером 21, обумовлена тим, що півкільця 7 при нормальному що зминається, а із протилежного боку - кільцевим спрацьовуванні обох піромеханізмів 13 переміщабуртиком 22, що фіксує опорний виток пружини ються разом із закріпленими кінцями пружин 23 у стиску 23, протилежний кінець якої аналогічним напрямку стрілок М і N (Фіг.1 і 2), відповідно, а друкільцевим буртиком 24 закріплений на упорі 25, до гі кінці пружин 23 при відсутності каретки 18, яка якого кріпиться гнучкий тросик 26, другий кінець переміщається, були б нерухомі щодо відсіку 2. якого закріплений до скоби 27, що має зачіп 28, за Таке переміщення привело б до того, що пружини 11 90074 12 23, які мають вектори сил, незбіжні з напрямками порожнинах уловлювачів 20. Установлюють вузли стрілок М і N, були б перекошені й, як наслідок, механізмів втягування, складені з півкільцями 7, на результуюча сила втягування в уловлювач 20 була кронштейни 14, попередньо встановлені на відсіку б зменшена. У випадку неспрацьовування одного з 2, і закріплюють складені вузли на кронштейнах піромеханізмів 13 результуюча сила пружин 23, 14. Складають вузли механізмів відведення, що розташованих у районі піромеханізму 13, що спраскладаються з корпусів 32, різьбових втулок 33, цював, перешкоджала б втягуванню в уловлювач крешерів 35, пружин 37, упорів 39, тросиків 40, і 20 півкілець 7, що розділилися неповністю. Уведезакріплюють їх на попередньо встановлені на відна в конструкцію пристрою каретка 18, що перемісіку 2 кронштейнах 31. Позиціонують відокремлющається, установлюється в пазу 16 таким чином, ваний відсік 1 таким чином, щоб його поздовжня щоб була можливість півкільцям 7 переміщатися вісь збігалася з поздовжньою віссю відсіку 2, що як за стрілкою Р, так і за стрілкою Q (Фіг.4) у всіх залишається, і з'єднують відсіки. Стискають і фікможливих випадках роботи пристрою (нормальне сують пружини стиску 23, 37 механізмів втягування спрацьовування всіх піромеханізмів, відмова одной механізмів відведення за допомогою технологічго з них), а довжина паза 16 обрана таким чином, них пристосувань. Притискаючи "вусики" засувок щоб забезпечувалося необхідне переміщення ка30, виводять півкільця 7 з уловлювачів 20 і встаретки 18 у всіх перерахованих випадках. Таким новлюють їх на конічні поверхні з'єднаних фланців чином, виключаються негативні явища, пов'язані з 3 і 4 розділюваних відсіків. З'єднують півкільця 7 за можливими перекосами пружин 23, і забезпечудопомогою піромеханізмів 13, залишаючи зазори ється постійна спрямованість векторів сил пружин між фітингами 8 півкілець 7. Вводять тяги 34 меха23 у радіальному напрямку, при цьому зберігаєтьнізмів відведення в зазори між фітингами 8 півкіся максимальна величина сили L і ефективне втялець 7 таким чином, щоб фіксатори 41 зазначених гування півкілець 7 в уловлювачі 20. тяг збіглися з відповідними поглибленнями 42 у Необхідність введення в конструкцію пропонофітингах 8 півкілець 7. Щільно стягують півкільця 7 ваного пристрою механізму відведення півкілець 7 піромеханізмами 13, забезпечуючи необхідну обумовлена тим, що при неспрацьовуванні одного осьову силу стискання між відсіками, що з'єднуз піромеханізмів 13 потрібно виводити із зачепються, і фіксацію тяг 34 у фітингах 8. До скоб 27 лення із фланцями 3 і 4 півкільця 7, що неповністю механізмів втягування півкілець прикріплюють розділилися. У точці установлення піромеханізму тросики 26 і виставляють скоби 27 таким чином, 13, що відмовив, відсутня сила, яка виводить півкіщоб тросики 26 у натягнутому положенні були льця 7 із зачеплення із фланцями 3 і 4, утворена спрямовані радіально, після чого прикріплюють за рахунок "штовхаючого" ефекту піромеханізму скоби 27 до півкілець 7 за допомогою болтів 29, які 13, пружності півкілець 7 і додаткового "штовхаюпотім стопорять від відгвинчування. До тяг 34 мечого" ефекту, утвореного за рахунок витягування з ханізмів відведення закріплюють тросики 40. Плапоглиблень 42 фіксаторів 41. Запропонований аввно послабляють технологічні пристосування, що торами механізм відведення працює на відведенстискали пружини стиску 23, 37 механізмів втягуня півкілець 7 тільки у випадку їхнього нерозділенвання й механізмів відведення, знімають технолоня. При нормальному спрацьовуванні гічні пристосування, забезпечуючи натяг тросиків піромеханізмів 13 фіксатори 41 тяг 34 виходять із 26 і 40. Знімають технологічні пристосування, які зачеплення з поглибленнями 42 фітингів 8 півківикористалися для тимчасової фіксації кареток 18 лець 7, створюючи додаткові сили Т, "що розштові півкілець 7, а також інші захисні й запобіжні присхують" (Фіг.10), після чого механізм відведення на тосування. При виході ракети-носія в задану точку процес розділення відсіків 1 і 2 не впливає. космічного простору подають електричну команду Робота пристрою стикування й розділення відна спрацьовування піромеханізмів 13, у результаті сіків відбувається таким чином: на одному з відсічого відбувається зняття жорстких механічних ків (наприклад, на відсіку 2, що залишається,) монзв'язків між півкільцями 7. Потім відбувається втятують кронштейни 14 механізмів втягування й гування півкілець 7 в уловлювачі 20 силами L, кронштейни 31 механізмів відведення. На півкільстворюваними пружинами 23. Процесу виводу ця 7 поділюваного бандажа 6 установлюють скоби півкілець 7 із зачеплення із фланцями 3 і 4, а та27 із кріпильними болтами 29, але болти повністю кож втягуванню їх в уловлювачі 20 сприяють "розне затягують. Формуючи уловлювачі 20, складаштовхуючі" сили Т і сили пружності півкілець 7, що ють вузли механізмів втягування, які складаються утворюються за рахунок того, що діаметр їхньої з корпусів 15, кареток 18, що мають можливість внутрішньої поверхні виконаний більшим діаметра переміщення в пазах 16 на підшипниках 17, різьзовнішньої поверхні фланців 3 і 4. Сили L пружин бових втулок 19, крешерів 21, пружин 23, упорів 23 у процесі переміщення півкілець 7 залишають25, заскочок 30 і тросиків 26, при цьому, після ся радіально спрямованими за рахунок відповідноскладання вузла, каретки 18 технологічно фіксуго переміщення кареток 18 у пазах 16 корпусів 15 і ють у пазах 16 таким чином, щоб надалі, у процесі забезпечують найбільш ефективне втягування розділення відсіків 1 і 2, була можливість перемізазначених півкілець в уловлювачі 20 з надійним щення кареток 18 у пазах 16 по двох напрямках із їхнім підтискуванням до крешеру 21, що зминаєтьзабезпеченням радіального положення тросиків 26 ся, який зм'якшує удар півкільця 7 об різьбову втупри всіх можливих випадках роботи пристрою. лку 19. Засувки 30, прогинаючись, пропускають Технологічно захищаючи крешери 21, що зминапівкільця 7 усередину уловлювачів 20, виконуючи ються, уводять в уловлювачі 20 півкільця 7, складублюючу функцію втримання півкілець 7. дені зі скобами 27, віджимаючи при цьому засувки При неспрацьовуванні одного з піромеханізмів 30, після чого технологічно фіксують півкільця 7 у 13 робота пристрою стикування й розділення відсі 13 90074 14 ків відбувається з такими відмінностями. У місці забезпечено щільне прилягання конусних понормального розділення півкілець 7 сила X від верхонь фланців корпусів з відповідною поверхпружини 37 на півкільця 7 не діє, тому що фіксатор нею запірного елемента при навантаженні його 41 тяги 34 після роз'єднання фітингів 8 більше не силою, що стягує півкільця: взаємодіє з поглибленнями 42. Пружина 37 розти- забезпечена після розділення відсіків 1 і 2 скається й виводить тягу 34 із зони розділення. гарантована й щільна фіксація (виключена "бовтаПри цьому сила X у зоні піромеханізму 13, що не нка") півкілець, що розділилися, 7 в уловлювачах спрацював, продовжує діяти на півкільця 7, що 20; неповністю розділилися, через тягу 34, фіксатори - забезпечено гарантоване й одночасне відве41 і поглиблення 42 у фітингах 8,виводить зазнадення в уловлювач 20 і фіксація півкілець 7. що чені півкільця із зачеплення із фланцями 3 і 4 і неповністю розділилися, при відмові одного з півтягує їх в уловлювачі 20. Виведенню із зачепленромеханізмів 13; ня півкілець 7 із фланцями 3 і 4 сприяє також ре- зменшено сили, що збурюють відокремлювазультуюча складова від усіх сил L, яка співпадає ний відсік при відмові одного з піромеханізмів 13, за напрямком із силою X у зоні піромеханізму 13, за рахунок одночасного виведення запірних елещо не спрацював. У результаті обидва півкільця 7 ментів із зачеплення із фланцями 3 і 4 розділювавиводяться із зачеплення, звільняючи відокремних відсіків; люваний відсік по всьому периметру, і надійно - зменшено, за рахунок зменшення піротехнічфіксуються в уловлювачах 20. ного заряду в піромеханізмах, вібраційний удар на Пропонований пристрій виконує покладені на відокремлюваний відсік при його відділенні; нього функції у всіх варіантах переміщень запірних - забезпечено відсутність техногенного засміелементів як при нормальному спрацьовуванні чення (так званого "космічного сміття") навколозевсіх піромеханізмів, так і при відмові одного з них. много космічного простору елементами конструкПри цьому: ції, що відділилися. 15 90074 16 17 90074 18 19 Комп’ютерна верстка Л. Ціхановська 90074 Підписне 20 Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601
ДивитисяДодаткова інформація
Назва патенту англійськоюMethod and device of docking and separation of modules of carrier rockets and spacecraft
Автори англійськоюZhushma Antonina Pavlivna, Kononets Petro Ivanovych, Lisovyi Anatolii Mykolaiovych, Porubaimekh Volodymyr Illich, Samoilenko Ihor Dmytrovych, Svyrydov Viacheslav Mykolaiovych
Назва патенту російськоюСпособ стыковки и отделения отсеков ракет-носителей и космических аппаратов и устройство для осуществления способа
Автори російськоюЖушма Антонина Павловна, Кононец Петр Иванович, Лисовый Анатолий Николаевич, Порубаймех Владимир Ильич, Самойленко Игорь Дмитриевич, Свиридов Вячеслав Николаевич
МПК / Мітки
МПК: F42B 15/36, B64G 1/64
Мітки: спосіб, способу, відсіків, космічних, здійснення, стикування, пристрій, розділення, апаратів, ракет-носіїв
Код посилання
<a href="https://ua.patents.su/10-90074-sposib-stikuvannya-jj-rozdilennya-vidsikiv-raket-nosiv-i-kosmichnikh-aparativ-ta-pristrijj-dlya-zdijjsnennya-sposobu.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Спосіб стикування й розділення відсіків ракет-носіїв і космічних апаратів та пристрій для здійснення способу</a>
Попередній патент: Самозмащувальний композиційний антифрикційний матеріал на основі міді для роботи у вакуумі
Наступний патент: Прив’язний аеростат
Випадковий патент: Спосіб викриття спричинених експлуатацією та механічними навантаженнями дефектів у виробах машинобудування (варіанти)