Изолирующий контейнер многократного использования космонавтом в скафандре под избыточным давлением в процессе внекорабельной деятельности в условиях невесомости
INSULATING REUSABLE CONTAINER FOR THE COSMONAUT IN THE SPACESUIT UNDER EXCESSIVE PRESSURE USE DURING THE EXTRA-SHIP ACTIVITY PROCESS UNDER CONDITIONS OF WEIGHTLESSNESS

Изобретение относится к космической технике, в частности к техническим средствам обеспечения внекорабельной деятельности (ВКД) космонавта в скафандре под избыточным давлением в условиях невесомости, а именно для изоляции различных объектов перед их внесением извне в обитаемый гермоотсек космического аппарата, для защиты изолируемых объектов от повреждений при механических контактах контейнера с объектами окружающей обстановки, а также может быть использовано для сбора и хранения бытовых отходов в результате жизнедеятельности экипажа в условиях полета.
В процессе эксплуатации орбитальной станции (ОС) при экспериментальных исследованиях вне гермоотсеков, работах по замене внешнего оборудования штатными являются задачи по внесению демонтированных с внешней поверхности объектов в обитаемые гермоотсеки после экспонирования в открытом космическом пространстве.
При функционировании систем орбитальной станции наружные объекты непосредственно взаимодействуют с собственной внешней атмосферой (СВА), которая формируется под воздействием продуктов сгорания топлива двигателей ориентации и коррекции ОС, двигателей транспортных кораблей, газообразными и пылевыми выбросами из гермоотсеков, которые могут включать и микроорганизмы, а также с набегающим потоком внешней среды. Взаимодействие объектов внешней поверхности с СВА приводит к осаждению компонентов окружающей среды от перечисленных источников на поверхности объектов, где образуется устойчивый мелкодисперсный осадок. Радиационные воздействия, особенно на микробиологические составляющие внешней среды, могут вызывать мутации и формирование вредных веществ, а возможно, и патогенных форм микроорганизмов, попадание которых в обитаемый гермоотсек недопустимо.
Таким образом, определяется необходимость изоляции возвращаемых наружных объектов от внутренней атмосферы станции до внесения их в обитаемый гермоотсек, а также защита изолируемых объектов от повреждений при случайных механических контактах контейнера с объектами окружающей обстановки.
Известен контейнер для сбора и хранения отходов жизнедеятельности экипажей пилотируемых космических объектов (патент РФ 2285648, опубл. МПК: B65F 1/00, 1/06, 1/16 (2006.01), B64G 1/60 (2006.01)), который содержит емкость в виде усеченного конуса с дном на малом основании. Со стороны большого основания герметично закреплена жесткая крышка с клапаном в виде эластичной диафрагмы, состоящей из двух частей, образующих щель, перекрываемую частями диафрагмы. К крышке герметично присоединена манжета со стягивающим эластичным жгутом. Для изготовления емкости, частей диафрагмы и манжеты используют прорезиненную ткань. Для придания формы емкости на месте, где используется контейнер для отходов, расположен и закреплен жесткий контейнер в виде усеченного конуса, внутренняя поверхность которого повторяет наружную поверхность емкости. Данный контейнер может быть однократно использован для сбора и хранения бытовых отходов жизнедеятельности экипажа пилотируемого космического аппарата и утилизируется вместе с содержимым. Принят в качестве прототипа.
Недостатком прототипа является невозможность использования данного контейнера космонавтом в скафандре под избыточным давлением в процессе ВКД по следующим причинам:
1. Контейнер - это стандартная емкость прямоугольной, цилиндрической или иной формы, имеющая прочный корпус (Новый политехнический словарь. Москва. Научное издательство «Большая Российская энциклопедия». 2000. С. 237). Прототип, по существу, не является контейнером, не обладает собственной формой, а является мягким вкладышем в жесткий металлический формообразующий контейнер, без которого этот вкладыш не может быть применен, тем более в процессе ВКД, когда нужна открытая полость для вложения в нее возвращаемого объекта, преимущественно одной рукой космонавта в наддутой перчатке.
2. Не имеет захватных элементов: ручек, скоб, колец для удержания и присоединения карабина страховочного фала в невесомости.
3. Не защищает изолированные объекты при механических контактах контейнера с объектами окружающей обстановки.
4. Наличие жесткой горловины неприемлемо для укладки в стесненном объеме спускаемого пилотируемого аппарата.
5. Манипуляции по "скручиванию свободного конца манжеты и плотному стягиванию эластичным жгутом" недоступны для выполнения в наддутых перчатках скафандра, а надежность эластичного жгута в условиях открытого космоса не подтверждена.
Задачей изобретения является создание изолирующего контейнера многократного использования, обеспечивающего оперативную, эргономичную, надежную и безопасную изоляцию объектов, вносимых извне в гермоотсек космического аппарата космонавтом в скафандре под избыточным давлением в процессе внекорабельной деятельности в условиях невесомости.
Техническим результатом изобретения является повышение оперативности, эргономичности, надежности и безопасности изоляции объектов, вносимых извне в гермоотсек космического аппарата космонавтом в скафандре под избыточным давлением в процессе внекорабельной деятельности в условиях невесомости.
Технический результат достигается тем, что изолирующий контейнер многократного использования космонавтом в скафандре под избыточным давлением в процессе внекорабельной деятельности в условиях невесомости содержит емкость из ткани в виде усеченного конуса, манжету, герметично соединенную с емкостью, при этом большое основание усеченного конуса является днищем емкости, снабженным ручкой с наружной стороны, емкость выполнена из ткани, устойчивой к факторам открытого космического пространства, в виде двухслойной оболочки, между слоями которой в соединении с днищем размещен остов из упруго-гибкого материала, повторяющий форму и размеры усеченного конуса емкости, манжета выполнена в виде усеченного конуса, идентичного усеченному конусу емкости, при этом емкость с манжетой герметично соединены между собой малыми основаниями упомянутых конусов, а со стороны большого основания усеченного конуса манжеты в ней выполнена кулиска с протяженным стягивающим элементом, концы которого с кольцами выведены в диаметрально противоположные стороны, при этом соблюдается соотношение размеров
d:D:h=1:(1,1÷1,2):(1,1÷1,2), где:
d - диаметр малого основания усеченного конуса;
D - диаметр большого основания усеченного конуса;
h - высота усеченного конуса.
Сущность изобретения поясняется чертежами (фиг. 1-3).
На фигурах показано:
На фиг. 1 - конструкция контейнера (с развернутой манжетой).
На фиг. 2 - контейнер в состоянии готовности к применению (со свернутой манжетой).
На фиг. 3 - контейнер с изолированным объектом.
На фиг. 1, 2, 3 приняты следующие обозначения:
1 - емкость;
2 - остов;
3 - двухслойная оболочка;
4 - днище;
5 - манжета;
6 - кулиска;
7 - ручка;
8 - шнур или проволока;
9 - полость;
10 - бандаж.
Изолирующий контейнер содержит емкость 1, выполненную из ткани, устойчивой к факторам открытого космического пространства (например, ткань техническая ТТА2, арт. 86-165-04, ТУ 8288-039-17277875-05) в виде двухслойной оболочки 3 в форме усеченного конуса. Кроме того, упомянутый контейнер содержит манжету 5. Большое основание D усеченного конуса является днищем 4 емкости 1, снабженным ручкой 7 с наружной стороны. Между слоями двухслойной оболочки 3 в соединении с днищем 4 размещен остов 2 из упруго-гибкого материала, например полотна иглопробивного прокладочного и звукоизоляционного ПИА-2 по ТУ 8397-241-00302327-02, по форме и размерам идентичного усеченному конусу емкости 1, образующего полость 9. Манжета 5 выполнена в виде усеченного конуса, идентичного усеченному конусу емкости 1. Емкость 1 герметично соединена с манжетой 5 малыми основаниями d упомянутых усеченных конусов. Со стороны большого основания D усеченного конуса манжеты 5 в ней выполнена кулиска 6 с протяженным стягивающим элементом 8 из шнура, например ШТА-3-75, ТУ 8153-015-17277875-01, или проволоки, обладающей свойством остаточной пластической деформации, например ММ2,0 ТУ16.К 71087-90, концы которого с кольцами выведены в диаметрально противоположенные стороны для образования бандажа 10, при этом соблюдается соотношение размеров
d:D:h=1:(1,1÷1,2):(1,1÷1,2), где:
d - диаметр малого основания усеченного конуса;
D - диаметр большого основания усеченного конуса;
h - высота усеченного конуса.
Космонавт в скафандре под избыточным давлением в процессе внекорабельной деятельности в условиях невесомости использует изолирующий контейнер следующим образом. В упомянутом контейнере при подготовке к использованию внутри гермоотсека заворачивают манжету 5 на емкость 1, контейнер фиксируют карабином страховочного фала за ручку 7 на днище 4, выносят контейнер из гермоотсека при шлюзовании, изолируемый объект помещают в полость 9 емкости 1, разворачивают манжету 5, за шнуры или проволоку 8 стягивают ее, образуют бандаж 10 шнурами или проволокой 8 и возвращают контейнер внутрь гермоотсека при обратном шлюзовании.
Предложенный контейнер при использовании космонавтом в скафандре под избыточным давлением в процессе внекорабельной деятельности в условиях невесомости обеспечивает:
- эргономическую, надежную, безопасную и оперативную изоляцию объектов перед их внесением извне в гермоотсек космического аппарата;
- минимизацию энергозатрат космонавта на осуществление изоляции;
- рациональное размещение в объеме космических аппаратов благодаря упругоэластичной структуре конструкции;
- защиту изолируемых объектов (приборов, оптики) от повреждений при механических контактах контейнера с объектами окружающей обстановки;
- наличие в оболочке частей с противоположной конусностью обеспечивает удобную укладку манжеты на корпус при ее заворачивании и беспрепятственный сход с корпуса при разворачивании.