Апарат, що повертають

1. Апарат, що повертають, що містить корпус і гальмовий екран, встановлені з можливістю поздовжнього переміщення один відносно другого, засоби розкриття гальмового екрана та парашутну систему, який відрізняється тим, що він споряджений засобами переміщення корпусу відносно гальмового екрана, гальмовий екран виконаний з центральною кільцевою основою, на котрій встановлені засоби розкриття гальмового екрана, а корпус зв'язаний з кільцевою основою за допомо U 2 (19) 1 3 системи вводиться парашутна система, переміщується у поздовжньому напрямку апарат, що повертають, і гальмовий екран у вихідне положення й здійснюється посадка на периферійну частину гальмового екрана, що дозволяє при мінімальних габаритах гальмового екрана виключити зіткнення апарата з поверхнею планети і використовувати деформацію частини гальмового екрана для зниження навантажень на апарат. Недоліком відомого апарата є його невисокі експлуатаційні якості, тому що він не має надійного кріплення корпусу до гальмового екрана на усіх етапах спускання, внаслідок чого можуть виникнути великі навантаження на окремі елементи апарата з наступним його руйнуванням. В основу корисної моделі поставлена задача створення удосконаленої конструкції апарата, що повертають, яка б дозволила підвищити його експлуатаційні якості шляхом уведення у нього нових елементів і технічних рішень, таких як: - наявність засобів переміщення корпусу відносно гальмового екрана, що дозволяє забезпечити плавне переміщення корпусу відносно гальмового екрана без небажаних деформацій конструкції; - гальмовий екран виконується з центральною кільцевою основою, на котрій встановлюються засоби розкриття гальмового екрана, а корпус зв'язується з кільцевою основою за допомогою засобів переміщення корпусу відносно гальмового екрана, що дозволяє запобігти поперечним переміщенням корпусу відносно гальмового екрана; - засоби переміщення корпусу відносно гальмового екрана виконуються у вигляді пневмоциліндрів, закріплених на бічній поверхні корпусу паралельно поздовжній осі апарата і рівномірно розташованих по колу, що дозволяє забезпечити мінімальний габарит апарата по довжині; - пневмоциліндри розміщуються між кільцевою основою і донною частиною корпусу апарата, при цьому поздовжні осі пневмоциліндрів розташовуються тангенціально відносно кільцевої основи, а кожна пара пневмоциліндрів за допомогою шарнірних опор корпусу апарата і кільцевої основи утворюють трикутник, що дозволяє забезпечити мінімальний поперечний габарит апарата, високу міцність системи і надійність фіксації у заданому положенні; - засоби переміщення корпусу відносно гальмового екрана виконуються у вигляді двох еластичних ємностей, розміщених між корпусом і торцевими опорними поверхнями кільцевої основи і зв'язаних через керовані клапани з джерелом тиску, що дозволяє розподілити навантаження рівномірно по площі кожного торця апарата. Поставлена задача вирішується таким чином, що запропонований апарат, що повертають, який містить корпус і гальмовий екран, встановлені з можливістю поздовжнього переміщення один відносно другого, засоби розкриття гальмового екрана та парашутну систему, він споряджений засобами переміщення корпусу відносно гальмового екрана, гальмовий екран виконаний з центральною кільцевою основою, на котрій встановлені засоби розкриття гальмового екрана, а корпус 52931 4 зв'язаний з кільцевою основою за допомогою засобів переміщення корпусу відносно гальмового екрана. Засоби переміщення корпусу відносно гальмового екрана виконані у вигляді пневмоциліндрів, закріплених на бічній поверхні корпусу паралельно поздовжній осі апарата і рівномірно розташованих по колу. Пневмоциліндри можуть бути розміщені між кільцевою основою і донною частиною корпусу апарата, при цьому поздовжні осі пневмоциліндрів розташовані тангенціально відносно кільцевої основи, а кожна пара пневмоциліндрів за допомогою шарнірних опор корпусу апарата і кільцевої основи утворюють трикутник. Засоби переміщення корпусу відносно гальмового екрана можуть бути виконані також у вигляді двох еластичних ємностей, розміщених між корпусом і торцевими опорними поверхнями кільцевої основи і зв'язаних через керовані клапани з джерелом тиску. Для пояснення конструкції апарата і його роботи додаються креслення та його детальний опис. На кресленнях зображено: - на Фіг.1 - етапи спускання апарата, що повертають, після відділення від ЛА, а саме: а) політ апарата, що повертають, після відділення від ЛА; б) розкриття гальмового екрана; в) переміщення корпусу відносно гальмового екрана; г) перевертання АП на 180°; д) введення парашутної системи; є) переміщення корпусу відносно гальмового екрана у вихідне положення; ж) посадка на поверхню планети; на Фіг.2 - загальний вигляд апарата з паралельними пневмоциліндрами (гальмовий екран складений); на Фіг.3 - загальний вигляд апарата з паралельними пневмоциліндрами (гальмовий екран розкритий); - на Фіг.4 - вигляд Б Фіг.3 (вигляд зверху - розміщення пневмоциліндрів); - на Фіг.5 - розріз В-В Фіг.4 (поздовжній розріз апарата); на Фіг.6 - загальний вигляд апарата з паралельними пневмоциліндрами (під час посадки); - на Фіг.7 - загальний вигляд апарата з похилими пневмоциліндрами (після розкриття гальмового екрана); - на Фіг.8 - розріз Г-Г Фіг.7 (поперечний розріз апарата); - на Фіг.9 - загальний вигляд апарата з похилими пневмоциліндрами (після переміщення корпусу, перед розворотом); - на Фіг.10 - загальний вигляд апарата з еластичними ємностями (після розкриття гальмового екрана); - на Фіг.11 - загальний вигляд апарата з еластичними ємностями (після переміщення корпусу, перед розворотом); - на Фіг.12 - загальний вигляд апарата з еластичними ємностями (під час посадки). Запропонований апарат містить корпус 1, центральну кільцеву основу 2, гальмовий екран 3, 5 засоби 4 розкриття гальмового екрана 2, парашутну систему 5 і засоби переміщення корпусу 1. Засоби переміщення можуть виконуватися у вигляді: - паралельних пневмоциліндрів 6, закріплених на бічній поверхні корпусу 1 паралельно поздовжній осі апарата і рівномірно розташованих по колу (Фіг.2-6); - похилих пневмоциліндрів 7, розміщених між кільцевою основою 2 і донною частиною корпусу 1 апарата, при цьому поздовжні осі пневмоциліндрів 7 розташовані тангенціально відносно кільцевої основи 2, а кожна пара пневмоциліндрів 7 за допомогою шарнірних опор 8 корпусу 1 апарата і кільцевої основи 2 утворюють трикутник (Фіг.7-9); - двох еластичних ємностей 9 і 10, розміщених між корпусом 1 і торцевими опорними поверхнями кільцевої основи 2 і зв'язаних через керовані клапани 11 і трубопроводи 12 з джерелом тиску 13 (Фіг.10-12). Кільцева основа 2 разом з торцевими опорними поверхнями 14 і 15 охоплює корпус 1 і утворює ферму. Еластичні ємності 9 і 10 мають форму диска або тора. Під час посадки гальмовий екран 3 своєю периферійною частиною А контактує з поверхнею 16 планети. Апарат має центр тиску Т і центр маси М. Робота запропонованого апарата здійснюється наступним чином. Після виведення Л А на орбіту і виконання основної задачі, здійснюють відділення і спускання АП (Фіг.1а). При цьому для зменшення габаритів гальмового екрана 3 на етапі виведення і до спускання він знаходиться у складеному положенні (Фіг.2). Для здійснення керованого спускання і гальмування, екран 3 за допомогою засобів 4 розкривають з утворенням статично стійкої системи "апарат-екран" (Фіг.3, 4). При цьому центр тиску Т розташований за центром маси М. Коли пройдена надзвукова ділянка польоту, за допомогою засобів переміщення корпусу 1, а саме паралельних пневмоциліндрів 6, кільцеву основу 2 разом з розміщеним на ній гальмовим екраном 3 переміщують відносно корпусу 1 у поздовжньому напрямку (Фіг.5). При цьому центр маси М переміщується за центр тиску Т системи і вона стає нестійкою. Під дією потоку, що набігає, система здійснює розворот на 180° і займає стійке положення (Фіг.1г). Це призводить до різкого підвищення коефіцієнту лобового опору Сх, що призводить до поліпшення гальмування АП, тобто зменшенню швидкості зниження. Після досягнення потрібної висоти, вводять парашутну систему 5 (Фіг.1д). Після цього за допомогою паралельних пневмоциліндрів 6 переміщують кільцеву основу 2 відносно корпусу 1 у вихідне положення (Фіг.6). У такому положенні система "апарат-екран" здійснює посадку на периферійну частину А гальмового екрана 2 (Фіг.1ж). 52931 6 При цьому гальмовий екран 3 виконує функцію пристрою для посадки, а пневмоциліндри 6 - амортизаторів для зменшення навантажень. При виконанні засобів переміщення корпусу 1 у вигляді похилих пневмоциліндрів 7 (Фіг.7, 8, 9) робота апарата здійснюється аналогічно вище наведеній, де використовують паралельні пневмоциліндри 6. При виконанні засобів переміщення корпусу 1 у вигляді еластичних ємностей 9 і 10 робота апарата здійснюється наступним чином. Після відділення АП, корпус 1 фіксують на торцевій опорній поверхні 14 кільцевої основи 2 за допомогою еластичної ємності 9 (Фіг.10), яку надувають від джерела 13 тиску через керований клапан 11 і трубопровід 12. У цьому положенні центр маси М розташований попереду в напрямку руху центра тиску Т і система знаходиться у статично стійкому стані з розкритим гальмовим екраном 3. Після проходження надзвукової ділянки польоту скидають тиск з еластичної ємності 9 і одночасно від джерела 13 подають тиск у еластичну ємність 10, яка взаємодіє з торцевою опорною поверхнею 15 кільцевої основи 2. При цьому корпус 1 переміщується в кільцевій основі 2 і центр маси М переміщується за центр тиску Т (Фіг.1в, 11). Система стає статично нестійкою і під дією потоку, що набігає, здійснює розворот на 180° (Фіг.1г). Потім вводять парашутну систему 5 (Фіг.1д) і система "апарат-екран" повертається у вихідне положення (Фіг.1e). Для цього скидають тиск з еластичної ємності 10 і одночасно від джерела 13 тиску подають тиск в еластичну ємність 9. У такому положенні здійснюють посадку на поверхню 16 планети (Фіг.12). При цьому еластична ємність 9 виконує функцію амортизатора. Для полегшення пошуку АП після посадки, у процесі польоту на поверхню гальмового екрана 3 наносять кольорові смуги за патентом України №25654U, МПК B64G 1/00, F42B 15/00, 2007р. Таким чином, запропонований апарат, який має просту і надійну конструкцію, дозволяє знизити витрати на забезпечення спускання і посадки апарата за рахунок підвищення ефективності сумісного застосування парашутної системи і гальмового екрана і більш повного використання конструкції останнього для амортизації удару апарата о поверхню планети. При цьому коефіцієнт лобового опору Сх гальмового екрана під час його розвороту змінюється з 0,35-0,45 до 0,8-1,0, що зменшує швидкість введення парашутної системи, а відповідно і її масу на 5%. Крім того, за рахунок використання гальмового екрана в якості пристрою для посадки, а засобів переміщення корпусу в якості амортизаторів забезпечується збільшення маси корисного навантаження на 5-10%. 7 52931 8 9 Комп’ютерна верстка Л. Купенко 52931 Підписне 10 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