Узел стыковки электрических цепей отсеков ракеты
DOCKING UNIT FOR ELECTRICAL CIRCUITS OF ROCKET COMPARTMENTS

Данное изобретение относится к электротехнике, в частности к узлам стыковки электрических цепей отсеков ракеты.
Узел стыковки электрических цепей отсеков ракеты предназначен для соединения и разрыва электрических цепей, подведенных к стыкуемым электросоединителям с возможностью надежной блокировки состыкованного положения.
Узел стыковки электрических цепей содержит стыкуемые отсеки, платы с электросоединителями - вилками и розетками, для соединения и разрыва электрических цепей и устройство для фиксации состыкованных электросоединителей.
Электросоединители, например, розетки размещены и неподвижно закреплены на плате одного из отсеков, содержащей направляющие отверстия, механизмы фиксации состыкованного положения и пружины сжатия, допускающие перемещение платы с розетками вдоль оси ракеты.
На плате второго отсека, перемещающейся в плоскости перпендикулярной оси ракеты закреплены электросоединители, например, вилки и две направляющие колонки с коническими пазами.
Таким образом достигается возможность взаимного перемещения розеток и вилок, как в плоскости перпендикулярной оси ракеты, так и вдоль ее оси, что позволяет компенсировать технологические и монтажные погрешности взаимного расположения вилок и розеток, возникающие при их стыковке «вслепую» при сборке изделия, с одновременной фиксацией состыкованного положения с помощью двух пружинных замков с кольцевыми защелками, охватывающими направляющие колонки и входящими с ними в зацепление.
Известны и широко применяются разнообразные конструкции узлов стыковки электрических цепей отсеков ракеты.
Так известен узел стыковки электрических цепей отсеков ракеты по патенту RU 2188487 от 27.08.2002 г. Данный узел стыковки содержит стыкуемые отсеки и электросоединители. Розетки закреплены на торцевой поверхности одного из отсеков, имеющей направляющие отверстия. Вилки закреплены на панели второго отсека. Панель с установленными на ней вилками имеет возможность перемещаться в плоскости перпендикулярной оси ракеты, что позволяет компенсировать технологические и монтажные погрешности при стыковке и расстыковке вилок и розеток стыкуемых отсеков.
Существенным недостатком аналога является невозможность компенсации зазора, возникающего при стыковке отсеков вдоль оси ракеты. Наличие осевого зазора приводит к неполной стыковке штырей вилок с гнездами розеток и, как следствие, к отсутствию надежной электрической связи через электросоединители.
Наиболее близким аналогом к предлагаемому изобретению является узел стыковки электрических цепей отсеков ракеты по патенту RU 116700 от 27.05.2012 г. Данная конструкция узла стыковки содержит один отсек с закрепленным на нем соединителем и направляющими отверстиями и второй отсек, содержащий направляющие колонки и электросоединитель, размещенный на подвижной плате, позволяющей электросоединителю перемещаться как в плоскости перпендикулярной оси ракеты, так и вдоль оси ракеты, что позволяет оперативно осуществить стыковку электросоединителей при вертикальном расположении отсеков изделия.
Вместе с тем существенным недостатком наиболее близкого аналога является отсутствие надежной фиксации отсеков ракеты при ее горизонтальном или наклонном положении. Отсутствие надежных методов фиксации состыкованных электросоединителей приводит к снижению надежности электрических связей через них при воздействии внешних факторов в полете (вибрация, удар, линейное ускорение) или эксплуатационных воздействий при проведении испытаний или сборочных работ. Также к недостаткам следует отнести большие габариты и консольную установку пружин сжатия, что значительно затрудняет монтаж отсеков при горизонтальном положении ракеты.
Общими признаками наиболее близкого аналога с предлагаемым авторами узлом стыковки электрических цепей отсеков ракеты является наличие стыкуемых отсеков, электросоединителей, включающих вилки и розетки, подвижной платы, состоящей из двух панелей, позволяющих электросоединителям перемещаться в плоскости перпендикулярной оси ракеты, при этом между подвижной платой и неподвижным основанием первого отсека установлены пружины сжатия, выполненные с возможностью перемещения плат с электросоединителями вдоль оси ракеты, и наличие направляющих колонок на одном отсеке и направляющих отверстий на другом.
Технической задачей предлагаемого изобретения является создание конструкции узла стыковки электрических цепей отсеков ракеты, обеспечивающего надежную стыковку электросоединителей - вилок и розеток, закрепленных на этих отсеках без предъявления повышенных требований к взаимному расположению их контактных полей (несоосность, угловой разворот) с обеспечением надежной фиксации их состыкованного положения при горизонтальном и наклонном положении ракеты в условиях внешних воздействующих факторов. Кроме того, габариты и компоновка предлагаемого узла должны обеспечивать высокую технологичность сборки отсеков при горизонтальном положении ракеты.
Эта задача решается благодаря тому, что узел стыковки электрических цепей отсеков ракеты содержит первый отсек с направляющими колонками, размещенный на подвижной плате с электросоединителями и состоящий из двух панелей, соединенных между собой винтами и выполненных с возможностью перемещения в плоскости перпендикулярной оси ракеты за счет установленных в глухих овальных отверстиях пружин, при этом между подвижной платой и неподвижным основанием первого отсека установлены пружины сжатия, выполненные с возможностью перемещения плат с электросоединителями вдоль оси ракеты. При этом пружины сжатия могут быть дополнительно установлены между поверхностью второго отсека и поверхностью платы с электросоединителями.
Узел стыковки также содержит второй отсек с закрепленной на нем платой с электросоединителями и направляющими отверстиями. На плате с электросоединителями второго отсека установлены механизмы фиксации, содержащие пружинные замки с кольцевыми защелками, содержащими овальные отверстия с коническим выступом, охватывающие выполненные на направляющих колонках второго отсека конические пазы и входящими с ними в зацепление, при этом кольцевые защелки с одной стороны соединены со штоком, на котором установлена пружина, создающая усилие сочленения для надежной фиксации отсеков ракеты при ее горизонтальном и наклонном положении, а с другой - с канатами для расстыковки сочленения.
Технический результат изобретения состоит в том, что оно позволяет создать узел стыковки электрических цепей отсеков ракеты, который при сохранении принципиальной схемы узла стыковки электрических цепей наиболее близкого аналога, предусматривающей при заходе направляющих колонок первого отсека в направляющие отверстия второго отсека взаимное перемещение плат с электросоединителями, как в плоскости перпендикулярной оси отсека, так и вдоль нее, позволяет одновременно осуществить надежную фиксацию состыкованного положения электросоединителей и, как следствие, обеспечить их защиту как от внешних воздействующих факторов в полете (вибрация, удар, линейные ускорения), так и от эксплуатационных воздействий при сборке ракеты, а также при наземных испытаниях и одновременно улучшает технологичность сборки отсеков ракеты при ее горизонтальном положении.
Указанный технический результат достигнут за счет введения в конструкцию узла стыковки электрических цепей отсеков ракеты направляющих колонок с коническими пазами, установленных на плате вилок первого отсека и двух механизмов фиксации, содержащих пружинные замки с кольцевыми защелками, установленные на плате розеток второго отсека. Одновременно с завершением стыковки электросоединителей, направляющие колонки входят в овальные отверстия кольцевых защелок, а конические выступы, выполненные на кромке овальных отверстий, плавно входят в конические пазы направляющих колонок и под воздействием пружин, входящих в состав замков, обеспечивают надежное запирание состыкованного положения. Кроме того, с целью улучшения компоновки и уменьшения габаритов узла стыковки, пружины сжатия могут быть установлены между поверхностью второго отсека и поверхностью платы с электросоединителями.
Сущность предлагаемого изобретения проиллюстрирована на фигурах 1, 2, 3, 4
На фиг. 1 показан вид сверху на узел стыковки электрических цепей отсеков ракеты. На фиг. 2 сечение А-А по этому виду. На фиг. 3 сечение Б-Б по этому виду. На фиг. 4 вид В, где:
1 - вилки;
2 - плата вилок;
3 - первый отсек;
4 - направляющие колонки;
5 - конические пазы;
6, 7 - подвижные панели;
8 - пазы;
9 - винты;
10 - пружины;
11 - овальные отверстия;
12 - розетки;
13 - плата розеток;
14 - второй отсек;
15 - пружины сжатия;
16 - направляющие отверстия;
17 - механизм фиксации;
18 - пружинные замки;
19 - кольцевая защелка;
20 - конический выступ;
21 - шток;
22 - пружина замка;
23 - канаты;
Вилки 1 неподвижно закреплены на плате вилок 2 первого отсека 3, содержащей направляющие колонки 4 с коническими пазами 5. Плата вилок 2 содержит подвижные панели 6 и 7. В панели 6 имеются пазы 8, в которых с зазором в направлении оси Y, установлены винты 9, ввинченные в панель 7.
Аналогично в панель 7 установлены винты 9 с зазором в направлении оси Z, ввинченные в корпус первого отсека 3. Пружины 10, расположенные в глухих овальных отверстиях 11 панелей 6 и 7 обеспечивают плавное возвратно-поступательное движение пластины 6, с закрепленными на ней вилками 1 в плоскости YZ перпендикулярной оси ракеты X.
Розетки 12 установлены на плате розеток 13, установленной на втором отсеке 14. Плата розеток 13 опирается на четыре пружины сжатия 15, установленные на отсеке 14 таким образом, что обеспечивают перемещение платы розеток 13 с состыкованной с ней платой вилок 2, в направлении оси X. Плата розеток 13 содержит направляющие отверстия 16 и механизмы фиксации 17, содержащие пружинные замки 18 с кольцевой защелкой 19, содержащей овальное отверстие с коническим выступом 20. Кольцевая защелка 19 с одной стороны механически соединена со штоком 21, на котором установлена пружина замка 22, создающая усилие сочленения для надежной фиксации отсеков ракеты при ее горизонтальном и наклонном положении, а с другой - с канатами 23, служащими для расстыковки сочленения.
При стыковке отсеков ракеты направляющие колонки 4 платы вилок 2 заходят в направляющие отверстия 16 платы розеток 13 и в случае несоосности продольных осей вилок 1 и розеток 12, размещенных на этих платах происходит смещение в плоскости YZ подвижных пластин 6 и 7 в сторону совмещения осей. Пружины сжатия 15 обеспечивают гарантированную стыковку состыкованных платы вилок с платой розеток вдоль оси X.
Синхронно со стыковкой платы вилок 2 с платой розеток 13, направляющие колонки 4 заходят в овальные отверстия кольцевых защелок 19. При этом конические выступы 20 плавно заходят в конические пазы 5 направляющих колонок 4. Пружины замка 22, установленные на штоке 21, механически соединенном с кольцевыми защелками 19 создают необходимое усилие сочленения.
Срабатывание пружинных замков на открытие осуществляется путем вытягивания канатов 23 с усилием достаточным для вывода конического выступа 20 кольцевой защелки 19 из зацепления с коническими пазами 5 направляющих колонок 4.
Выполнение узла стыковки электрических цепей отсеков ракеты в соответствии с предлагаемым изобретением позволяет обеспечить надежную стыковку платы вилок и платы розеток, размещенных на этих отсеках, с учетом монтажных и технологических погрешностей их взаимного расположения и осуществить эффективную и надежную фиксацию состыкованных электросоединителей, что в свою очередь обеспечивает их защиту от внешних воздействующих факторов в полете и при наземной отработке. Кроме того, улучшенная компоновка узла стыковки создает условия для высокотехнологичной сборки отсеков ракеты при их горизонтальном положении.
Указанный положительный эффект подтвержден летно-конструкторскими испытаниями узлов стыковки электрических цепей отсеков ракеты, выполненных в соответствии с предлагаемым изобретением.