Пристрій відведення космічних апаратів з орбіти

Реферат: UA 75540 U UA 75540 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Пристрій належить до галузі космічної техніки, а саме до систем відведення космічних апаратів (КА) з орбіти. Відомий пристрій у вигляді транспортного засобу для міжорбітального переміщення з 7 геостаціонарної орбіти на низьку навколоземну орбіту [Пат. США на винахід 6550720, МПК В 64 G 1/22. Aerobraking orbit transfer vehicle / R. Fleeter, D. B. DeBra, P. Gloyer, Z. Wahl, D. Goldstein.09/925207; заявл. 09.08.01; опубл. 22.04.03]. Цей комбінований пристрій має в своєму складі двигунну установку і аеродинамічний гальмівний пристрій, який виконано у формі парасольки, і виготовлено із тонкоплівкового матеріалу, з двох сторін покритого тонким шаром алюмінію, а на верхній стороні парасольки розташовано сонячні елементи. Недоліки даного пристрою наступні: по-перше низька номінальна робоча висота перигею орбіти, на якій атмосфера достатньо щільна, тому цей пристрій виконано термічно зміцненим, внаслідок чого він має велику масу, по-друге, на аеродинамічному гальмівному пристрої розташовані сонячні елементи, що в свою чергу теж підвищує масу пристрою. Відомий також пристрій надувної пасивної системи гальмування останнього ступеня ракети7 носія (РН) [Пат. РФ 2199474 МПК В 64 G 1/62. Устройство надувной пассивной системы торможения последней ступени ракеты-носителя / Ю. Н. Майоров, А. Д. Дукин.-2000131539/28; заявл. 15.12.2000; опубл. 27.02.2003]. Пристрій містить в собі контейнер, механізм його розгорнення, надувну конструкцію. Пристрій виконано у вигляді автономного моноблока, який жорстко закріплено на периферійній частині перехідного відсіку останнього ступеня РН. Надувна конструкція пристрою виконана у вигляді набору сферичних оболонок із еластичної полімерної металізованої плівки, оболонки поміщені у сітчасту оболонку, яка за допомогою строп закріплена до вузлів фіксації, розташованих на контейнері. Нижні ряди сферичних оболонок виконані із плівки більшої товщини, ніж верхні. Недоліками даного пристрою є складність конструкції і використання металевих строп, що суттєво підвищує вагу пристрою. Найближчим по технічній суті і технічному ефекту до корисної моделі, яка заявляється 7 (прототипом), є пристрій, описаний в [Пат. США 6830222, МПК В 64 G 1/62. Balloon device for lowering space object orbit / К. Т. Nock, A. D. McRonald, K. M. Aaron.-10/394477; заявл. 21.03.03; опубл. 14.12.04]. Пристрій виконано у вигляді тонкоплівкового рукава, який надувається і набуває форму сфери сферичної оболонки, яка надувається і містить циліндричну надувну щоглу для приєднання її до КА. Надування оболонки збільшує площу поперечного до набігаючого потоку перерізу для збільшення сили аеродинамічного опору. Недоліком прототипу є те, що його конструкція має відносно невелику надійність. Вона не забезпечує надійного функціонування системи зниження орбіти космічних об'єктів при взаємодії з несприятливим космічним середовищем, зокрема з фрагментами космічного сміття. Зустріч оболонки з фрагментом космічного сміття призводить до порушення герметичності оболонки і значному зменшенню ефективності функціонування пристрою. Спільними ознаками відомого і технічного рішення, що заявляється, є сферична оболонка, наповнена газом, і приєднувальна циліндрична надувна щогла. В основу заявленої корисної моделі поставлена задача створення пристрою для відведення КА з орбіти, який має припустиму масу та підвищену надійність. Пристрій виконано у вигляді сферичної оболонки, яка містить в середині щонайменше один гальмівний щит круглого перерізу, у вигляді тороїдного надувного елемента і полотна тонкоплівкового матеріалу, прикріпленого до нього по внутрішньому діаметру. Тороїдний надувний елемент виконано, наприклад, із вуглецевої тканини. Щит виконано для забезпечення двох режимів роботи пристрою. Перший режим об'ємний - призначений для нормального функціонування пристрою відведення КА з орбіти, другий режим плаский - для аварійного функціонування пристрою в результаті утворення можливих отворів в оболонці. Суть пристрою заявленої корисної моделі пояснюється кресленнями (фіг. 1, 2, 3). На фіг. 1 представлено конструктивну схему пристрою відведення КА з орбіти, приєднаного до КА, на фіг. 2 показано плаский режим функціонування пристрою відведення КА з орбіти, на фіг. 3 показано пристрій відведення КА з орбіти в розгорнутому на орбіті вигляді. Пристрій відведення КА з орбіти (фіг. 1) приєднаний до КА 1 циліндричною надувною щоглою 2, до якої приєднана сферична оболонка 3, що наповнена газом. Для підвищення надійності пристрій містить гальмівний щит 4. На фіг. 2 показано плаский режим функціонування пристрою відведення КА з орбіти, при якому оболонка 3 містить в собі гальмівний щит, що складається із тороїдного надувного елемента 5 із пружної (наприклад, вуглецевої) тканини і полотна тонкоплівкового матеріалу 6, приєднаного до нього по внутрішньому діаметру. На фіг. 3 показано пристрій відведення КА з орбіти в розгорнутому на орбіті вигляді. 1 UA 75540 U 5 10 Робота пристрою здійснюється наступним чином. За необхідності відведення з орбіти КА 1 або якщо він вийшов із ладу, пристрій починає функціонувати. Сферична оболонка 3 надувається і пристрій відведення починає функціонувати. Заявлений пристрій працює в двох режимах. Перший режим основний - об'ємний, при якому пристрій нормально функціонує і забезпечує необхідну площу поперечного перерізу. Другий режим - плаский, призначений для аварійного функціонування у випадку зіткнення оболонки з фрагментом космічного сміття і втрати її герметичності. На відміну від прототипу, в якому при зіткненні оболонки з фрагментами космічного сміття створюється можливий отвір, газ витікає назовні і пристрій припиняє функціонувати, в запропонованому пристрої за рахунок використання тороїдного надувного елемента 5, який зберігає пласку форму, КА буде продовжувати відводитись з орбіти. Відповідно з зазначеним, заявлений пристрій при його припустимій масі буде мати підвищену надійність роботи і забезпечувати більшу ефективність відведення КА з орбіти. 15 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 20 1. Пристрій відведення космічних апаратів з орбіти, що містить в собі сферичну оболонку, наповнену газом, прикріплену до космічного апарата циліндричною надувною щоглою, який відрізняється тим, що всередині оболонки встановлено щонайменше один гальмівний щит кругового перерізу, у вигляді тороїдного надувного елемента, до внутрішньої сторони якого приєднано полотно тонкоплівкового матеріалу. 2. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що тороїдний надувний елемент виконано із вуглецевої тканини. 2 UA 75540 U Комп’ютерна верстка А. Крижанівський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3