Узел крепления элементов конструкции космического аппарата

Полезная модель относится к космической отрасли и предназначена для крепления элементов конструкции космического аппарата (КА) к силовой сетчатой конструкции (ССК).
Из существующего уровня техники известны устройство и способ асимметричного скрепления накладками деталей, изготовленных из углерода и металла (патент RU № 2352497 С2), в котором накладка и контрнакладка обеспечивают прочное скрепление конструктивных элементов, размещаемых между накладкой и контрнакладкой, при этом контрнакладка имеет меньшее, чем накладка количество точек крепления.
Недостатками известной конструкции являются:
низкая степень технологичности и надежности работы крепежа;
крепление конструктивных элементов возможно исключительно на плоских поверхностях.
Также известен узел закрепления оборудования к силовой сетчатой конструкции из полимерных композиционных материалов (патент RU № 2535780 С3), в котором узел закрепления оборудования состоит из крепежной и опорной накладок, скрепленных с элементами (ребрами) ССК. Накладки выполнены с углом наклона направляющих граней, совпадающим с углом наклона ребер ССК. Опорная накладка упирается в перекрестие ребер ССК и служит для крепления крепежной накладки, которая, в свою очередь, создает плоскость и точку фиксации для установки оборудования.
Недостатками известной конструкции являются:
ограничение установки узла закрепления только в местах, образованных пересечением двух спиральных и одного кольцевого ребер;
механическая обработка узла закрепления может выполняться только радиально;
точка фиксации оборудования КА должна располагаться в районе пересечения спиральных ребер ССК.
Наиболее близким к заявляемому техническому решению по технической сущности является опорный узел крепления элементов конструкции КА (патент на полезную модель RU №200031 U1), который состоит из соединенных опорной и крепежной накладок, выполненных в форме прямоугольной пластины, установленных симметрично с двух сторон на спиральных и продольных элементах ССК. В местах установки к ССК на сопрягаемых поверхностях опорной и крепежной накладок выполнены бобышки с геометрическими параметрами спиральных и продольных элементов ССК, при этом дополнительно выполнены буртики разной толщины для фиксации на продольных элементах ССК. На опорной накладке расположена бобышка с фасками и посадочным отверстием, образующими плоскость и точку фиксации элементов конструкции КА. Данное техническое решение принято за прототип полезной модели.
Недостатками известной конструкции являются:
ограничение мест установки узла крепления элементов конструкции КА на элементах СКК, обусловленное наличием бобышек с геометрическими параметрами спиральных и продольных элементов ССК, а также тем, что выполнение точки фиксации элементов конструкции КА зависит от угла наклона спиральных элементов ССК;
сложность конструкции, связанная с наличием дополнительных буртиков разной толщины для фиксации на продольных элементах ССК.
Для заявленной полезной модели выявлены следующие общие с прототипом существенные признаки: узел крепления элементов конструкции КА, состоящий из соединенных опорной и крепежной накладок, выполненных в форме прямоугольной пластины, установленных симметрично с двух сторон; на сопрягаемых поверхностях накладок выполнены буртики; на опорной накладке расположена бобышка с фасками и посадочным отверстием, образующими плоскость и точку фиксации элементов конструкции КА.
Технической проблемой, на решение которой направлено заявляемое техническое решение является упрощение и усовершенствование конструкции узла крепления элементов конструкции КА.
Указанная проблема решается тем, что узел крепления элементов конструкции КА состоит из соединенных опорной и крепежной накладок, выполненных в форме прямоугольной пластины с возможностью опоры на продольные элементы ССК, без необходимости выполнения бобышек с геометрическими параметрами элементов ССК. При этом в опорной накладке выполнены С-образные буртики, а в крепежной накладке Г-образные буртики для установки на кольцевые элементы ССК. На внешней стороне опорной накладки расположена бобышка с фасками и посадочным отверстием, образующими плоскость и точку фиксации элементов конструкции КА. Накладки выполнены из металла и скреплены между собой при помощи клея и металлического винтового крепления.
Техническим результатом заявляемой полезной модели является возможность установки узла крепления элементов конструкции КА на ССК любой конфигурации.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, показанными на фиг. 1-3:
фиг. 1 - общий вид ССК с узлом крепления элементов конструкции КА;
фиг. 2 - узел крепления элементов конструкции КА, установленный на ССК;
фиг. 3 - вариант установки узла крепления элементов конструкции КА.
Узел крепления элементов конструкции КА включает в себя опорную накладку 1, крепежную накладку 2 и крепежные элементы 3, соединяющие накладки 1, 2 между собой. Накладки 1, 2 выполнены в виде прямоугольных пластин с опорой на продольные элементы 4 ССК, крепятся симметрично с двух сторон на кольцевые элементы 5 ССК при помощи С-образных буртиков 6 на опорной накладке и Г-образных буртиков 7 на крепежной накладке, выполненных на сопрягаемых поверхностях опорной 1 и крепежной 2 накладок.
Узел крепления элементов конструкции КА работает следующим образом: опорная накладка 1 и крепежная накладка 2 устанавливаются с опорой на продольные элементы 4 ССК и на кольцевые элементы 5 ССК  при помощи С-образных буртиков 6 на опорной накладке и Г-образных буртиков 7 на крепежной накладке, при этом перед установкой на все контактные поверхности опорной накладки 1 и крепежной накладки 2 наносится клей. В опорной накладке 1 на внешней стороне заранее выполняют гладкие отверстия, а в крепежной накладке 2 - резьбовые отверстия, необходимые для дополнительного закрепления опорной накладки 1 с крепежной накладкой 2 на ССК при помощи крепежных элементов 3. Опорная накладка 1 на внешней стороне имеет бобышку 8 с фасками под механическую обработку (поверхность Б). В бобышке 8 выполнено гладкое посадочное отверстие и по направляющей выполнено резьбовое отверстие в крепежной накладке 2, для образования точки фиксации элементов конструкции КА. Подробно ССК из ПКМ с опорным узлом крепления элементов конструкции КА представлена на фиг. 1, 2. Взаимное положение опорной накладки 1 и крепежной накладки 2 может варьироваться в зависимости от местоположения элементов конструкции КА на ССК (фиг. 3).
Исходя из опыта проектирования узлов крепления, экспериментальным путем было выявлено, что выполнение накладок с опорой на продольные элементы ССК позволяет выполнять узлу крепления расширенные функциональные возможности без ограничений мест установки элементов конструкции КА, а наличие С-образных и Г-образных буртиков дает возможность его применения на ССК любой конфигурации. В данном случае, форма буртиков напрямую зависит от функционального назначения опорной и крепежной накладок. С-образная форма крепежной накладки обусловлена тем, что крепежная накладка выполняет основную функциональную нагрузку узла крепления, так как вся нагрузка элементов конструкции КА, которые устанавливаются к узлу крепления приходит на нее, поэтому необходимо обжать вплотную кольцевой элемент ССК, а Г-образная форма опорной накладки обусловлена тем, что она  выполняет функцию опоры узла крепления для полноценной его работы и такой формы буртика достаточно для того чтобы ее зафиксировать на кольцевом ребре.