ИНКУБАЦИОННЫЙ БЛОК ДЛЯ ДОСТАВКИ И ИНКУБАЦИИ ЯИЦ ПТИЦЫ НА БОРТУ КОСМИЧЕСКОЙ СТАНЦИИ
HATCHING UNIT FOR DELIVERY AND INCUBATION OF EGGS ON BOARD OF SPACE STATION

Предлагаемое изобретение относится к устройствам для доставки и инкубации яиц птицы в космических условиях с научной и прикладной целью.
Задача разработки устройств для доставки и инкубации яиц птицы (например, яиц перепелок) в условиях космического полета становится особенно актуальной в настоящее время, когда активно обсуждаются и разрабатываются программы длительных пилотируемых экспедиций к планетам солнечной системы, лунных экспедиций с разработкой, созданием и обустройством лунных лагерей и т.п.
В этой связи был поставлен вопрос о создании инкубационного блока для доставки на борт космической станции и инкубации яиц перепелки.
Известны конструкции устройств для инкубации и выведения птенцов домашней птицы (патенты РФ №2253968 от 20.06.2005, МПК 7 А01К 41/00, №2246826 от 27.02.2005, МПК 7 А01К 41/00).
В качестве наиболее близкого аналога выбрана конструкция лотков (секций) для инкубации яиц, в каждом из которых выполнены отверстия-ячейки для размещения яиц, кроме того, боковые стенки каждого из лотков имеют внутренние уступы, предназначенные для опирания на них дна последующих лотков, вставляемых на них как в гнездо (патент РФ №2126203 от 20.02.1999, МПК 6 А01К 41/00).
Главным недостатком существующих конструкций инкубаторов для осуществления доставки и инкубации яиц птицы в экстремальных условиях космического полета при малых значениях гравитации и нагрузок является конструктивная сложность существующих конструкций инкубаторов, а также требования по дополнительному энергопотреблению электромоторов для вентиляции и поворотов лотков с яйцами вследствие существующих ограничений на массу, энергопотребление и габариты аппаратуры, доставляемой на борт космической станции.
Техническим результатом изобретения является осуществление доставки исходного животного материала (яиц перепелки) в удобном для транспортировки виде, обеспечение сохранности исходного материала, уменьшение габаритов и веса изделия.
Технический результат изобретения достигается за счет того, что в инкубационный блок для доставки и инкубации яиц птицы на борту космической станции, состоящий, по крайней мере, из двух секций - верхней и нижней, в каждой из которых выполнены глухие отверстия-ячейки для размещения яиц, а днища секций имеют внутренние уступы, предназначенные для опирания и фиксации секций на стенки предыдущих секций, введено фиксирующее устройство секций блока, состоящее из стержня, пропущенного через центральное сквозное отверстие секций и крышки, установленной на верхней секции, из фиксатора, установленного в прорези нижней части стержня, ось вращения которого расположена перпендикулярно продольной оси стержня, из кольца, расположенного на верхней части стержня, из пружины, установленной на стержне между двумя упорными элементами, кроме того, во внешних стенках каждой из секций выполнены вентиляционные отверстия.
Кроме того, секции инкубационного блока выполнены в виде прямоугольных параллелепипедов, в которых глухие отверстия выполнены на всю глубину каждого из параллелепипедов, а сквозное отверстие в секциях выполнено разного диаметра с внутренними выступами для упора стержня.
Сущность изобретения поясняется чертежами.
На фиг.1 показано сечение инкубационного блока; на фиг.2 - вид блока сверху без прижимной крышки; на фиг.3 - сечение прижимной крышки; на фиг.4 - вид прижимной крышки сверху; на фиг.5 - устройство для фиксации секций инкубационного блока; на фиг.6 - вид перепелиного яйца в капроновом мешочке,
где 1 - прижимная крышка;
2 - верхняя секция;
3 - сквозное отверстие;
4 - нижняя секция;
5 - вентиляционные отверстия;
6 - ячейки;
7 - выточка;
8 - овальное кольцо;
9 - ось кольца;
10 - стержень;
11 - верхний штифт;
12 - верхняя упорная шайба;
13 - пружина;
14 - нижняя упорная шайба;
15 - нижний штифт;
16 - продольная ось фиксатора;
17 - фиксатор;
18 - прорезь;
19 - капроновый мешочек;
20 - перепелиное яйцо;
21 - выступы сквозного отверстия;
22 - внутренние уступы нижней секции;
23 - внутренние уступы прижимной крышки.
Инкубационный блок состоит из прижимной крышки 1, в которой имеется выточка 7, двух секций (верхней 2 и нижней секции 4) с вентиляционными отверстиями 5, выполненными на внешних стенках секций 2, 4, в каждой из которых имеются по четыре глухих отверстия-ячейки 6, выполненные в свободном размере по диаметру и высоте перепелиного яйца 20, и соединительного крепежного стержня 10.
В центре прижимной крышки 1 выполнено сквозное отверстие 3, которое также проходит через верхнюю 2 и нижнюю 4 секции. Сквозное отверстие в секциях 2 и 4 выполнено разного диаметра с внутренними выступами 21.
На нижней стороне прижимной крышки 1 выполнены внутренние уступы 23 для опирания и фиксации ее (крышки) на боковые стенки верхней секции 2. Такие же внутренние уступы 22 имеются и у верхней секции 2 для опирания ее дна на боковые стенки нижней секции 4.
В верхней части соединительного крепежного стержня 10 укреплено на оси 9 овальное кольцо 8. В заданном размере по высоте соединительного крепежного стержня 10 крепится верхний штифт 11, под который на диаметр стержня 10 надевается верхняя упорная шайба 12, устанавливается на диаметр стержня 10 пружина 13, нижний конец которой замыкается нижней упорной шайбой 14 и нижним штифтом 15.
В нижней части соединительного крепежного стержня 10 находится прорезь 18, на конце которой на продольной оси 16 крепится фиксатор 17, ось вращения которого расположена перпендикулярно продольной оси стержня.
Процесс подготовки инкубационного блока для инкубации перепелиных яиц к работе заключается в следующем.
Вначале в ячейки нижней секций 4 инкубационного блока укладываются перепелиные яйца 20, предварительно помещенные в капроновые мешочки 19. Затем на нижнюю секцию 4 устанавливается сверху верхняя секция 2 инкубационного блока, в ячейки которой также укладываются перепелиные яйца 20 в мешочках 19, после чего на верхнюю секцию 2 устанавливается прижимная крышка 1.
Затем в центральное сквозное отверстие 3 в прижимной крышке 1 и в верхней секции 2 вводится сверху соединительный крепежный стержень 10, причем фиксатор 17, расположенный в прорези 18 нижней части соединительного крепежного стержня 10, предварительно разворачивается в вертикальное состояние, и соединительный крепежный стержень 10 проводится через секции до упора овального кольца 8. При этом нижняя упорная шайба 14, упираясь за выступы сквозного отверстия 21, приводит пружину 13 в заданное сжатое состояние, и фиксатор 17 выходит наружу внизу основания днища нижней секции 4. Затем фиксатор 17 разворачивают по оси 16 на угол 90° и снимают усилие с овального кольца 8. Тем самым, вследствие упругости пружины 13, происходит удержание всей конструкции инкубационного блока в рабочем состоянии.
Далее весь инкубационный блок в сборе путем удержания за овальное кольцо 8 соединительного крепежного стержня 10 вводится в термостат, затем овальное кольцо 8 разворачивается в сторону по оси 9 овального кольца 8 на угол 90° и укладывается в выточку 7 прижимной крышки 1.
После этого плотно закрывается крышка термостата, устанавливается рабочий режим с температурой 38°С и начинается процесс инкубации перепелиных яиц.
В процессе инкубации перепелиных яиц с целью проведения их вентиляции оператор (в данном случае астронавт) периодически (несколько раз в сутки) открывает крышку термостата и вынимает инкубационный блок из термостата на 1-2 мин. Кроме того, во время инкубации перепелиных яиц оператор (астронавт) один раз в двое суток переворачивает перепелиные яйца. Для проведения этой операции астронавт вынимает из термостата инкубационный блок, разбирает его и поочередно вынимает из ячеек каждой секции перепелиные яйца за свободный конец капронового мешочка; затем перепелиные яйца аккуратно вынимаются из капронового мешочка, переворачиваются и снова укладываются в капроновые мешочки и ячейки секций. Затем инкубационный блок снова собирается и устанавливается в термостат.
Предлагаемый блок для термостатирования перепелиных яиц в космосе конструктивно выполнен из легковесного теплопроводного алюминиевого сплава марки АМг-6, поверхности блока дополнительно защищены от коррозии слоем, полученным методом глубокого анодирования поверхностей, для предотвращения окисления при соприкосновении с влагой, что увеличивает надежность устройства и длительность его эксплуатации. Соединительный крепежный стержень вместе с пружиной выполнены из нержавеющей стали.
Таким образом, предлагаемый блок отличается малыми габаритами, прост в изготовлении и выполнен из доступных и недорогостоящих материалов, удобен для транспортировки и обеспечивает сохранность животного материала, доставляемого на борт космической станции. Общий вес двух заправленных секций составляет 450 г.
В РКК «Энергия» были разработаны, спроектированы и изготовлены два инкубационных блока на восемь перепелиных яиц для инкубации и выведения эмбрионов из перепелиных яиц в термостате.
Первый экспериментальный инкубационный блок был доставлен на борт космической станции, а второй инкубационный комплекс (контрольный) был передан для проведения эксперимента в ИМБП (Институт медико-биологических проблем).
В результате проведения эксперимента были получены следующие результаты: впервые в условиях невесомости космического корабля удалось получить полностью сформировавшиеся зародыши птенцов перепелки, причем инкубационный период в термостате при температуре 38°С составил три недели (в земных условиях - две недели).