ЯДЕРНАЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА КОСМИЧЕСКОГО АППАРАТА
NUCLEAR POWER PLANT OF SPACECRAFT

Изобретение относится к ядерным энергетическим установкам (ЯЭУ), используемым в качестве источников электрической энергии космических аппаратов (КА).
Известен ряд конструкций подобных ЯЭУ, в которых для обеспечения требуемой радиационной обстановки, происходит отодвижение ЯЭУ от КА, приведенных, например, в книге "Космические двигатели: состояние и перспектива": Пер. с англ. / Под ред. Л. Кейвни. - М.: Мир, 1998, 405 с.
Наиболее близким техническим решением, к заявленному, является ЯЭУ космического аппарата, снабженная системой развертывания установки из стартового положения в орбитальное и содержащая ядерный реактор, преобразователь энергии, радиационную защиту и холодильник излучатель (ХИ), размещенный на балках системы развертывания (см. Патент на изобретение №2225809 от 20.03.2004).
Недостатком такой ЯЭУ является увеличенное расстояние между положением центра массы ядерной энергетической установки и плоскостью стыковки с космическим аппаратом. Оно приводит к превышению требования ракеты носителя на положение центра масс полезной нагрузки (ядерной энергетической установки и космического аппарата), т.е. расстояния от центра массы полезной нагрузки до плоскости стыковки с ракетой носителем.
Задача, на выполнение которой направлено заявленное изобретение, - обеспечение требуемого положения центра масс полезной нагрузки (ядерной энергетической установки и космического аппарата) на ракете-носителе.
Технический результат - приближение положения центра массы ядерной энергетической установки к плоскости стыковки с космическим аппаратом.
Этот результат достигается тем, что в системе развертывания три пары балок, стыкующихся крайними балками с космическим аппаратом размещены по трем продольным плоскостям вокруг космического аппарата таким образом, что одна из пары балок стыкуется космическим аппаратом в плоскости, обращенной к ядерной энергетической установке, а вторая балка - со шпангоутом, с закрепленными в тех же плоскостях тремя парами балок с панелями холодильника излучателя, которые соединены с энергетическим блоком и расположены вокруг него. Шпангоут состоит из двух частей - на одной размещены шарниры балок, расположенных вокруг энергетического блока, на второй - шарниры балок, расположенных вокруг космического аппарата и стыкующихся между собой в поперечной плоскости.
На чертежах приведена конструктивная схема КА с ЯЭУ:
на фиг.1 - в стартовом положении;
на фиг.2 - в орбитальном.
Ядерная энергетическая установка состоит из энергетического блока, включающего последовательно расположенные по оси ядерный реактор 1, радиационную защиту 2, агрегаты жидкометаллического контура 3. В стартовом положении они через раму 4 соединены со шпангоутом 5. На шпангоуте и на стыкующемся к радиационной защите конусе 6 в трех продольных плоскостях установлены кронштейны 7, 8, между которыми помещены балки 9, 10 системы развертывания. По отношению к энергетическому блоку они расположены симметрично вокруг него.
К шпангоуту 5 стыкуется шпангоут 11, на котором в тех же продольных плоскостях установлены кронштейны 12. На них закреплены пара балок 13, 14, крайняя из которых состыкована с кронштейном 15, размещенном на космическом аппарате 16. В результате балки располагаются вокруг космического аппарата. Все кронштейны снабжены шарнирами, обеспечивающими угловое перемещение балок.
Перевод из стартового положения в орбитальное производится за счет расстыковки стыкующегося к радиационной защите конуса 6 и рамы 4, а также шпангоута 11 и космического аппарата 16 посредством пиросредств. Механизмом привода системы развертывания служат для балок, размещенных вокруг энергетического блока, установленный на конусе 6 электропривод 17 с тросовой системой, для балок вокруг космического аппарата электропривод 18 с аналогичной тросовой системой, но закрепленный на КА.
Наличие двух состыкованных шпангоутов 5 и 11 обусловлено технологичностью сборки ядерной энергетической установки и космического аппарата. В результате на сборку приходит ядерная энергетическая установка с тремя парами балок, состыкованных со шпангоутом 5, и космический аппарат также с тремя парами балок, заканчивающихся шпангоутом 11.
В результате размещения части балок системы развертывания вокруг космического аппарата центр массы ЯЭУ смещается в его сторону, т.е. общий центр массы полезной нагрузки приближается к плоскости стыковки с ракетой носителем.