Контейнер для транспортування космічного апарата

Реферат: Контейнер для транспортування космічного апарата містить основу з встановленим на ній опорним перехідником з вузлами кріплення космічного апарата, компенсатори бічного положення космічного апарата, проставку та кришку. Опорний перехідник зв'язаний з основою за допомогою сферичного шарніра і взаємодіє з встановленою на основі рамою, при цьому бічна поверхня опорного перехідника виконана у вигляді сферичного сегмента опуклої форми, котра контактує з внутрішньою сферичною поверхнею рами ввігнутої форми, а нижня поверхня опорного перехідника взаємодіє з нижніми кронштейнами рами, рівномірно розташованими по колу. UA 96417 U (12) UA 96417 U UA 96417 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до ракетно-космічної галузі, а саме - до наземного обладнання, і може використовуватися для транспортування космічних апаратів (КА) з заводу-виробника у монтажно-випробувальний корпус на космодромі. Відомим є контейнер для транспортування космічного апарата, що містить основу з опорним перехідником і вузлами кріплення космічного апарата, систему амортизації, проставку з закріпленими на ній компенсаторами бічного положення космічного апарата, виконаними у вигляді жорстких тяг, та кришку (див. патент РФ № 2.302.364, МПК B65D 88/12, B65D 61/05, 2005 р.). КА розташований у контейнері у вертикальному положенні. Недоліком відомого контейнера є його низькі експлуатаційні якості, тому що під дією поперечних перевантажень під час транспортування, а також при перепадах температури відбувається С-подібний вигин поздовжньої осі КА, що викликає значні локальні навантаження КА в зоні кріплення до нього жорстких тяг і може призвести до руйнування КА. Найближчим до запропонованого по технічному рішенню є вибраний як прототип контейнер для транспортування космічного апарата, який описаний у патенті РФ № 2.239.589, МПК B65D 88/12, B65D 81/05, B64G 5/00, 2002 р.). Вказаний контейнер містить основу з встановленим на ній опорним перехідником з вузлами кріплення космічного апарата, компенсатори бічного положення космічного апарата, проставку та кришку. Компенсатори бічного положення КА виконані у вигляді горизонтально розташованих регульованих тяг з опорними роликами, котрі встановлені з можливістю взаємодії їх контактних поверхонь з КА. Конструктивне виконання даного контейнера виключає деформування поздовжньої осі КА при зміні температури навколишнього середовища і при умові номінального регулювання компенсаторів (регульованих тяг з опорними роликами) знижує напруження у конструкції КА під дією поперечних навантажень під час транспортування. Недоліком відомого контейнера є його невисокі експлуатаційні якості, такі як: - складність регулювання компенсаторів бічного положення КА (регульованих тяг з опорними роликами). Перевищення розрахункового зусилля при даному регулюванні призводить або до вигину (деформації) поздовжньої осі КА під дією поперечних навантажень під час транспортування, або до виникненню значних контактних зусиль у зоні взаємодії опорних роликів з елементами силової конструкції КА. Підведення ж опорних роликів до елементів силової конструкції КА з зусиллям, меншим розрахункового, призводить до вібронавантаження (биття) у стику "опорний ролик - КА"; - навіть при точному регулюванні компенсаторів бічного положення КА (регульованих штанг з опорними роликами), відбувається швидке зношення контактної поверхні опорних роликів, котрі вкриті металізованою плівкою, що наноситься на пружний матеріал, наприклад гуму, внаслідок чого потрібна регулярна заміна опорних роликів. В основу корисної моделі поставлена задача створення удосконаленої конструкції контейнера для транспортування космічного апарата, яка б дозволила забезпечити підвищення його експлуатаційних якостей шляхом уведення в нього нових елементів і технічних рішень, таких як: - опорний перехідник зв'язується з основою за допомогою сферичного шарніра і взаємодіє з встановленою на основі рамою, при цьому бічна поверхня опорного перехідника виконується у вигляді сферичного сегмента опуклої форми, котра контактує з внутрішньою сферичною поверхнею рами ввігнутої форми, а нижня поверхня опорного перехідника взаємодіє з нижніми кронштейнами рами, рівномірно розташованими по колу, що дозволяє виключити додаткові навантаження від дії поперечних перевантажень під час транспортування і від дії температурних деформацій; - компенсатори бічного положення виконуються у вигляді пружин розтягування, нижні кінці котрих закріплюються на верхній поверхні опорного перехідника, а верхні кінці - на верхніх кронштейнах рами, рівномірно розташованих по колу, що дозволяє знизити віброударні навантаження, котрі діють на КА під час транспортування; - верхні кронштейни закріплюються на рамі шарнірно за допомогою горизонтальних осей з можливістю повороту у радіальних площинах, що дозволяє забезпечити початкове складання контейнера (розміщення опорного перехідника всередині рами); - у радіальних площинах також розміщуються фіксатори гвинтового типу, котрі взаємодіють з заглибинами на бічній поверхні опорного перехідника у неробочому положенні, що дозволяє забезпечити безпечне встановлення (знімання) КА у контейнер. Поставлена задача вирішується таким чином, що у запропонованому контейнері для транспортування космічного апарата, який містить основу з встановленим на ній опорним перехідником з вузлами кріплення космічного апарата, компенсатори бічного положення космічного апарата, проставку та кришку, в ньому опорний перехідник зв'язаний з основою за 1 UA 96417 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 допомогою сферичного шарніра і взаємодіє з встановленою на основі рамою, при цьому бічна поверхня опорного перехідника виконана у вигляді сферичного сегмента опуклої форми, котра контактує з внутрішньою сферичною поверхнею рами ввігнутої форми, а нижня поверхня опорного перехідника взаємодіє з нижніми кронштейнами рами, рівномірно розташованими по колу. Компенсатори бічного положення виконані у вигляді пружин розтягування, нижні кінці котрих закріплені на верхній поверхні опорного перехідника, а верхні кінці - на верхніх кронштейнах рами, рівномірно розташованих по колу. Верхні кронштейни закріплені на рамі шарнірно за допомогою горизонтальних осей з можливістю повороту у радіальних площинах, а у цих же радіальних площинах розміщені фіксатори гвинтового типу, котрі взаємодіють з заглибинами на бічній поверхні опорного перехідника у неробочому положенні. Для пояснення конструкції контейнера і його роботи додаються креслення та його детальний опис. На кресленнях зображено: - на фіг. 1 - загальний вигляд контейнера перед транспортуванням; - на фіг. 2 - виносний елемент А фіг. 1 (загальний вигляд фіксатора); - на фіг. 3 - загальний вигляд контейнера в процесі транспортування; - на фіг. 4 - розріз Б-Б фіг. 1 (вигляд опорного перехідника зверху). Запропонований контейнер містить основу 1 з опорним перехідником 2 для встановлення КА 3 і систему амортизації 4 (фіг. 1, 3). До основи 1 кріпиться проставка 5, на яку встановлена кришка 6. Опорний перехідник 2 зв'язаний за допомогою сферичного шарніра 7 з основою 1, на якій встановлена рама 8 з верхніми кронштейнами 9. Опорний перехідник 2 і верхні кронштейни 9 з'єднані між собою компенсаторами 10 бічного положення, виконаними у вигляді пружин розтягування, нижні кінці яких закріплені на верхній поверхні опорного перехідника 2, а їх верхні кінці - на верхніх кронштейнах 9. Бічна поверхня 11 опорного перехідника 2 виконана у вигляді сферичного сегмента опуклої форми, котра взаємодіє зі сферичною поверхнею 12 вигнутої форми рами 8. На рамі 8 встановлені нижні кронштейни 13 з можливістю їх взаємодії з нижньою поверхнею 14 опорного перехідника 2. На верхніх кронштейнах 9 встановлені у радіальних площинах фіксатори 15 гвинтового типу, конічні головки 16 яких взаємодіють з заглибинами 17 на бічній поверхні опорного перехідника 2, і горизонтальні вісі 18 для обертання верхніх кронштейнів 9 у радіальних площинах (фіг. 2). КА 3 кріпиться до опорного перехідника 2 за допомогою вузлів 19 болтового типу. Верхні 9 і нижні 13 кронштейни розташовані рівномірно по колу (фіг. 4). Робота запропонованого контейнера здійснюється наступним чином. Перед транспортуванням на космодром опорний перехідник 2 фіксують у горизонтальному положенні, для чого конічні головки 16 фіксаторів 15 вводять у заглибини 17 опорного перехідника 2 (фіг. 2). При цьому усі компенсатори 10 бічного положення (пружини розтягування) знаходяться у вихідному (номінальному) положенні. Після цього КА 3 встановлюють вертикально за допомогою крана (не зображений) на опорний перехідник 2 (фіг. 1) і закріплюють вузли 19. Конічні головки 16 фіксаторів 15 виводять із заглибин 17 опорного перехідника 2. Потім за допомогою крана виконують послідовне встановлення проставки 5 і кришки 6. В результаті чого контейнер готовий до транспортування. Під час дії поперечних навантажень у процесі транспортування опорний перехідник 2 разом з КА 3 буде намагатися обертатися у вертикальній площині на сферичному шарнірі 7 і зайняти рівноважне похиле положення. Під час обертання опорного перехідника 2 в залежності від напрямку дії поперечних навантажень (а значить і нахилу КА 3) починають працювати відповідні компенсатори 10 бічного положення, котрі після закінчення дії поперечних перевантажень вертають опорний перехідник 2 з КА 3 у горизонтальне положення. Граничні відхилення опорного перехідника 2 з КА 3 від горизонтального положення залежать від діючих поперечних перевантажень і визначаються висотою КА 3. Для виключення невиправданого збільшення поперечних габаритів контейнера граничні кутові відхилення опорного перехідника 2 обмежують величиною 8-10°. Наприклад, для КА з висотою 1000 мм збільшення поперечних розмірів контейнера складає 280-340 мм. З цієї умови вибирають кут встановлення компенсаторів 10 бічного положення, їх кількість і виконують розрахунок їх жорсткісних характеристик при дії на К А 3 максимальних поперечних перевантажень. Під час дії на контейнер нештатних (аварійних) поперечних навантажень кутове відхилення опорного перехідника 2 з КА 3 обмежується нижніми кронштейнами 13, на яких встановлені гумові накладки (не зображені). Запропонований контейнер забезпечує зменшення деформацій КА, котрі особливо небезпечні для його систем з малою жорсткістю (панелей сонячних батарей, штанг антен). Після прибуття контейнера на космодром виконують послідовне зняття краном кришки 6 і проставки 5. Фіксують горизонтальне положення опорного перехідника 2, для чого конічні головки 16 фіксаторів 15 вводять у його заглибини 17. Потім знімають вузли 19 кріплення і краном знімають КА 3 з опорного перехідника 2. Конічні головки 16 фіксаторів 15 виводять з 2 UA 96417 U 5 заглибин 17. За допомогою крана послідовно встановлюють проставку 5 і кришку 6. В результаті чого контейнер готов до транспортування у порожньому стані. Під час транспортування контейнер закріплюється на транспортному засобі за патентом України № 86080u, МПК В60Р 7/06, B64G 5/00, 2013 р. Для стикування КА до ракети-носія може застосовуватися траверса за патентом України № 87371u, МПК В66С 1/10, B64G 5/00, 2013 р. Відпрацювання КА на віброударні навантаження здійснюється на стенді за патентом України № 88963u, МПК G01М 7/00, B64G 5/00, 2013 р. Таким чином, запропонований контейнер, який має просту і надійну конструкцію, дозволяє розширити його функціональні можливості. 10 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 15 20 25 1. Контейнер для транспортування космічного апарата, що містить основу з встановленим на ній опорним перехідником з вузлами кріплення космічного апарата, компенсатори бічного положення космічного апарата, проставку та кришку, який відрізняється тим, що опорний перехідник зв'язаний з основою за допомогою сферичного шарніра і взаємодіє з встановленою на основі рамою, при цьому бічна поверхня опорного перехідника виконана у вигляді сферичного сегмента опуклої форми, котра контактує з внутрішньою сферичною поверхнею рами ввігнутої форми, а нижня поверхня опорного перехідника взаємодіє з нижніми кронштейнами рами, рівномірно розташованими по колу. 2. Контейнер за п. 1, який відрізняється тим, що компенсатори бічного положення виконані у вигляді пружин розтягування, нижні кінці котрих закріплені на верхній поверхні опорного перехідника, а верхні кінці - на верхніх кронштейнах рами, рівномірно розташованих по колу. 3. Контейнер за п. 1, який відрізняється тим, що верхні кронштейни закріплені на рамі шарнірно за допомогою горизонтальних осей з можливістю повороту у радіальних площинах, а у цих же радіальних площинах розміщені фіксатори гвинтового типу, котрі взаємодіють з заглибинами на бічній поверхні опорного перехідника у неробочому положенні. 3 UA 96417 U 4 UA 96417 U Комп’ютерна верстка Л. Литвиненко 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 5