СПОСОБ СБОРКИ СИЛОВОЙ КОНСТРУКЦИИ ПЛАТФОРМЫ КОСМИЧЕСКОГО АППАРАТА
METHOD FOR ASSEMBLY OF SUBSTRUCTURE OF PLATFORM OF SPACECRAFT

Изобретение относится к способу сборки платформы космических аппаратов и может быть использовано в процессе проектирования и изготовления космических аппаратов различного назначения.
На современном этапе развития космической техники формируется процесс создания космических аппаратов различного назначения на базе унифицированных космических платформ, также активно внедряется применение унифицированной последовательности сборки штатных конструкций. Применение унифицированных схем сборки позволяет снизить не только затраты на разработку конструкторской документации, но и позволяет уменьшить фактические трудозатраты на изготовление космических аппаратов.
Известен способ сборки силовой конструкции платформы, состоящей из каркаса в форме параллелепипеда, внутри которой каркасное пространство разделено промежуточной панелью на отсек служебных систем и отсек полезной нагрузки (см., например, RU 2376212). Данное изобретение взято в качестве прототипа.
Сборка космической платформы на заводе-изготовителе проводится при вертикальном положении каркаса в следующей технологической последовательности.
Боковые панели открепляются от каркаса и поворачиваются на шарнирах. Элементы служебных систем устанавливаются в отсеке служебных систем и крепятся к каркасу. При этом электромагнитные устройства системы ориентации и стабилизации закрепляются на нижней панели со стороны каркаса, а магнитометр закрепляется на верхней панели вне каркаса. Затем закрываются боковые панели и крепятся к каркасу. После этого устанавливаются солнечные батареи. Тем самым космическая платформа подготовлена к ее оснащению полезной нагрузкой.
Недостатками данной компоновки космической платформы являются:
- отсутствие унифицированной схемы последовательности сборки, которая обеспечивает точный порядок действий на каждом этапе изготовления космического аппарата, испытаний и наземной эксплуатации;
- сложная система креплений, которая ведет к увеличению сборочных операций на этапе монтажа и требует привлечения более высококвалифицированных работников к сборке, что ведет к увеличению издержек производства.
Задачей изобретения является повышение производительности труда, повышение надежности и упрощение процесса сборки.
Решение задачи достигается за счет того, что сборку силовой конструкции платформы космического аппарата (КА) проводят при вертикальном положении каркаса; каркас закрывают боковыми панелями, крепящимися к нему; каркас выполняют в форме трубы, соединяют его с панелью-основанием, лежащей в плоскости YOZ; устанавливают на панель-основание опорные панели, закрепляя их с каркасом и основанием; монтируют верхнюю панель, лежащую в плоскости YOZ, к каркасу и опорным панелям; по краю панели-основания, предпочтительно в угловых частях, устанавливают опорные панели жесткости; далее выполняют установку приборных панелей по краю панели-основания и закрепляют их с опорными панелями; панели радиатора аккумуляторных батарей соединяют по краю с опорными панелями и опорными панелями жесткости; по внутреннему контуру каркаса на заранее известную высоту монтируют блок панелей; в ходе технологических операций сборки силовой конструкции платформы КА соединение между собой панелей и других элементов конструкции проводят с помощью кронштейнов и уголков.
Заявленное изобретение поясняется чертежами, на которых показано:
- на фиг. 1 - расположение панелей силовой конструкции платформы;
- на фиг. 2 - общий вид конструкции платформы;
- на фиг. 3 - крепление сотовых панелей к уголкам и уголков к силовой конструкции модуля (центральной трубе 1) посредством уголков, выполненных из углепластика;
- на фиг. 4 - крепление сотовых панелей между собой кронштейнами.
Силовая конструкция платформы (фиг. 2) состоит из центральной трубы с закрепленными на ней трехслойными сотовыми панелями, соединенными между собой алюминиевыми кронштейнами. Сотовые панели выполнены в виде сэндвичей, состоящих из алюминиевых или угольных обшивок, сотозаполнителя и конструкционных и приборных закладных.
Сборка платформы обеспечивается в соответствии с принципом выполнения максимального объема сборочных работ на отдельных узлах и возможного минимального объема при их объединении в крупные узлы.
Сборку силовой конструкции платформы осуществляют последовательно. На начальном этапе сборки сотовую панель-основание 2, лежащее в плоскости YOZ, соединяют с центральной трубой 1 с помощью кронштейнов, расположенных на центральной трубе 1.
Далее идет последовательная установка на панель-основание 2 опорных панелей 3 в уголки (фиг. 3), кронштейны (фиг. 4), установленные для монтажа панелей по контуру центральной трубы 1 и на поверхности панели-основания 2. Количество устанавливаемых панелей, кронштейнов, уголков и их расположение регламентировано техническими требованиями к конструкции.
Следующим этапом идет монтаж верхней панели 5, лежащей в плоскости YOZ, к центральной трубе 1 и опорным панелям 3. Затем устанавливают опорные панели 4 на основание 2 и к верхней панели 5. Функциональное назначение панелей 4 состоит в обеспечении жесткости конструкции платформы. Установку опорных панелей 4 осуществляют на угловые участки по краю панели-основания 2 с помощью предварительно установленных на данную панель кронштейнов.
Далее выполняют механическую обработку (с целью получения заданных параметров элементов крепления) изделий: панели-основания 2, панелей опорных 3, 4, верхней панели 5. Далее выполняют установку приборных панелей 7, расположенных в плоскости XOY по краю панели-основания 2, и закрепляют их кронштейнами с опорными панелями 3, расположенными в плоскости XOZ и XOY. Панели радиатора АБ (аккумуляторных батарей) 6, расположенные в плоскости XOY, соединяют по краю с опорными панелями 3 и 4 кронштейнами, предварительно установленными на данных панелях, согласно техническим требованиям к конструкции.
На заключительном этапе сборки блок панелей 8 устанавливают во внутреннюю часть центральной трубы 1 силовой конструкции платформы. Блок панелей 8 крепится к центральной трубе 1 кронштейнами. Монтаж блока панелей 8 проводят по внутреннему контуру центральной трубы 1. Конструкцию блока панелей 8 усиливают с помощью внутренней опорной панели, входящей в общую конструкцию блока панелей 8, данную опорную панель монтируют к центральной трубе 1 с помощью кронштейнов. Далее проводят усиление крепления блока панелей 8 для обеспечения его прочностных характеристик, при использовании в процессе дальнейшей эксплуатации, как панели конструктивного модуля топливных баков.
Конечным результатом сборки является силовая конструкция платформы (фиг. 2).
В ходе технологической операции сборки силовой конструкции КА соединение между собой панелей и других элементов конструкции проводят с помощью кронштейнов и уголков из углепластика, схема соединения центральной трубы и панелей посредством уголков представлена на фиг. 3, соединение панелей между собой кронштейнами показано на фиг. 4.
Для монтажа конструкции предпочтительно выполнение следующих технических и технологических условий для соединений элементов силового корпуса, согласно требованиям к силовой платформе
- кронштейны изготавливают из высокопрочных алюминиевых сплавов;
- вертикальные сотовые панели крепят к силовой конструкции платформы посредством уголков, выполненных из углепластика;
- шаг крепления панелей к уголкам и уголков к силовой конструкции платформы определяется исходя из обеспечения прочности конструкции;
- шаг крепления сотовых панелей корпуса между собой определяется исходя из величины обеспечивающей прочность конструкции.
Технический результат изобретения состоит в определении последовательности монтажа элементов силовой конструкции платформы, позволяющей существенно сократить время сборки, оптимизировать часть механических операций, повысить надежность силовой конструкции платформы космического аппарата.
Таким образом, предлагаемый способ сборки силовой конструкции платформы космического аппарата унифицирует последовательность работ, что позволяет добиться выполнения максимального объема сборочных работ на отдельных узлах и минимального объема при их объединении в крупные узлы.