ФАРА КОСМИЧЕСКОГО АППАРАТА

Полезная модель относится к светотехнике, в частности, к источникам оптического излучения на основе светодиодов, которые могут быть использованы для работы в условиях открытого космического пространства.
Для обеспечения стыковки космических аппаратов с пилотируемой орбитальной станцией на темном участке орбиты необходима подсветка стыковочного узла и стыковочной мишени.
В качестве устройства подсветки используется светильник направленного действия, излучающий в видимом спектральном диапазоне, который расположен на стыкующемся корабле.
Известна фара космического аппарата, предназначенная для освещения стыковочного узла и стыковочной мишени [1], которая выбрана в качестве прототипа. Фара содержит светооптический блок, выполненный с возможностью изменения угла излучения. Предусмотрены два режима работы: с малым углом излучения - до 10° и с углом 20° от оси конуса зоны изучения. Режим работы фары с малым углом излучения служит для обнаружения стыковочного узла на расстояниях до двухсот метров. Режим работы фары с большим углом излучения предназначен для засветки стыковочной мишени на близких расстояниях. Конструктивно фара состоит из двух источников оптического излучения и двух светоперераспределяющих оптических устройств, образующих с источниками оптического элемента оптически связанную пару, причем модуль светооптического блока с широким углом излучения, выполнен с возможностью резервирования.
Обеспечить требуемые энергетические характеристики в заданных телесных углах для ближнего и дальнего расстояния с помощью одного источника оптического излучения путем совмещения отражателей или увеличения мощности источника оптического излучения не представляется возможным ввиду сложности его конструктивной реализации. Усложнение конструкции сопровождается уменьшением надежности системы в целом.
Кроме этого, элементы модуля светооптического блока в известной конструкции разнесены в пространстве и их оптические оси не совпадают с осью визирования. Поэтому для обеспечения требуемой освещенности стыковочных деталей на всем этапе сближения космических аппаратов необходимо увеличивать телесный угол излучения, что связано с увеличением энергопотребления.
Таким образом, недостатком известной конструкции является наличие в светооптическом блоке фары оптически не связанных и разнесенных в пространстве источников излучения, что приводит к дополнительному рассогласованию оптической оси фары с осью визирования.
Задача, на решение которой направлена полезная модель, состоит в устранении указанного недостатка путем применения в конструкции источников оптического излучения на основе светодиодов с различными угловыми характеристиками и создания оптимального пространственного распределения светового потока.
Указанная задача реализуется за счет специальной конструкции устройства, которое, как и устройство выбранное в качестве прототипа, содержит светооптический блок, выполненный с возможностью изменения угла излучения, но, в отличие от прототипа, светооптический блок содержит, по крайней мере, две группы независимо включаемых светодиодов с отличным друг от друга углом излучения, которые преимущественно равномерно распределены в пределах апертуры светооптического блока.
На фиг.1 приведена схема конкретного исполнения заявляемого устройства: а) вид сбоку; б) вид спереди.
1
2
В данном случае фара космического аппарата содержит: 1 - светооптический блок, 2 - источник питания и управления, 3 - группу светодиодов с углом излучения α, 4 - группу светодиодов с углом излучения α. Здесь 5 - оптическая ось.
Заявляемое устройство работает следующим образом.
1
2
В светооптическом блоке 1 при подаче напряжения на источник питания и управления 2, в зависимости от режима полета, включается либо группа светодиодов с углом излучения α - 3, либо группа светодиодов с углом излучения α - 4, которые начинают светиться и формировать заданную диаграмму направленности светового потока.
В приведенной конструкции устройства оптическая ось 5 светооптического блока 1 совпадает с оптическими осями излучения указанных групп светодиодов. Это позволяет сформировать оптимальную диаграмму направленности светового потока и обеспечить стабильные характеристики освещенности элементов на протяжении всего этапа стыковки.
Заявляемое устройство относится к устройствам, к которым предъявляются повышенные требования к их применению по назначению. С его помощью повышается надежность работы фары космического аппарата, так как при переключении режима работы теневая картина стыковочных элементов сохраняет подобие, что способствует их лучшей различимости.
Кроме этого, практическое осуществление заявленной полезной модели позволяет расширить возможности ее использования применительно к тем областям, где необходимо улучшить условия эксплуатации или работы.
Промышленная применимость заявляемого решения подтверждается возможностью его многократного воспроизведения в процессе изготовления.
Фара космического аппарата разработана для изготовления с использованием стандартного оборудования, современных технологий и комплектации.
Литература
1. Светильник СМИ-4 производства ВНИСИ.