Устройство удержания элементов силовой конструкции космического аппарата
DEVICE FOR HOLDING ELEMENTS OF POWER STRUCTURE OF SPACECRAFT

Настоящее изобретение относится к области машиностроения, в частности к космической отрасли, а именно к креплению элементов силовой конструкции космического аппарата (КА).
Известен кронштейн-держатель двухполозного карниза (Полезная модель RU №12950), выполненный в виде Г-образного профиля с отверстиями под крепежные элементы. Согласно полезной модели на конце горизонтальной части он дополнительно содержит замок крепления карниза в виде двух Г-образных захватов с отверстиями между ними.
Недостатком известного устройства является низкая надежность и прочность кронштейна, не позволяющего работать с элементами закрепления, имеющими различные коэффициенты линейного теплового расширения.
Наиболее близким (прототипом) к заявляемому техническому решению по технической сущности и достигаемому техническому результату является устройство удержания, выполненное в виде кронштейна для соединения элементов конструкций из материалов с различными коэффициентами линейного теплового расширения (патент RU №2565427), который состоит из двух концевых участков с выштамповкой, выполнен из металла, например алюминиевого сплава, имеет Г-образный профиль с продольными и поперечными вырезами различной толщины, и закрепляется с помощью болтового соединения на двух противоположных элементах сложной конструкции, например элементах силовой конструкции космического аппарата, обладающих различными температурными коэффициентами линейного теплового расширения.
Недостатком известного устройства является наличие только двух степеней свободы (при возможности перемещений соединяемых элементов по трем осям); податливость конструкции, не обеспечивающая фиксированного положения элементов в процессе выведения, а также оказание нежелательного сопротивления перемещению конструктивных элементов в процессе эксплуатации.
Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является обеспечение надежности удержания (фиксации) элементов из материалов с различными коэффициентами теплового расширения в составе силовой конструкции космического аппарата и обеспечение ее высокой размеростабильности в процессе эксплуатации.
Поставленная задача решается за счет того, что устройство удержания элементов силовой конструкции космического аппарата, включающее узел или группу узлов закрепления элементов космического аппарата (КА), изготовленных из материалов с различными коэффициентами линейного теплового расширения, отличается от прототипа тем, что дополнительно содержит спусковое устройство, тяги, качалки, а также механический замок или группу замков, при этом в состав замка входит основание, сердечник, рычаг, набор шариков, ограничитель, штырь и пружина, а качалка имеет возможность освобождать тяги, позволяя сердечнику повернуться.
Изобретение поясняется чертежами:
Фиг. 1 - общий вид устройства;
Фиг. 2 - схема установки замка (качалка поз. 7 условно не показана);
Фиг. 3 - механический замок.
Устройство удержания состоит из механического замка (или группы механических замков) поз. 1 для силовых конструктивных элементов поз. 2 и поз. 3, узла закрепления (группы узлов закрепления) поз. 4, спускового устройства (группы спусковых устройств) поз. 5, тяги поз. 6 (набора тяг), качалки (набора качалок) поз. 7.
В свою очередь, в состав замка входят: основание поз. 8, сердечник поз. 9, рычаг поз. 10, набор шариков поз. 11, ограничитель поз. 12, штырь поз. 13, пружина поз. 14.
Устройство работает следующим образом:
По окончании активного участка выведения КА, подается команда на срабатывание устройства спускового (УС) поз. 5. После срабатывания УС освобождается качалка поз. 7, которая в свою очередь освобождает тяги поз.6, что позволяет сердечнику поз.9 повернуться, и дать возможность шарикам поз.11 выйти из зацепления со штырем поз. 13 и тем самым освободить его.
Таким образом, между соединяемыми элементами сложной конструкции космического аппарата, обладающими различными коэффициентами теплового расширения установлено механическое устройство (механический замок), удерживающее элементы на активном участке выведения КА. По окончании активного участка выведения КА происходит срабатывание замка и потеря жесткой механической связи между удерживаемыми элементами, благодаря чему обеспечивается высокая размеростабильность элементов (за исключением незначительных линейных перемещений, в то время как наличие жесткой связи в трех и более точках приводит к возникновению неплоскостностей, перекосов и механических напряжений).
Технический результат, достигаемый при использовании данного устройства, заключается в исключении температурных деформаций между конструктивными элементами с различными коэффициентами линейных тепловых расширений (КЛТР), при повышении температуры одного из связанных элементов или конструкции в целом, за счет разрыва в процессе эксплуатации части механических связей, необходимых в процессе выведения на активном участке выведения КА. Разрыв механической связи (связей) происходит за счет срабатывания замка (группы замков) и выхода удерживающего штыря из зацепления с замком, причем срабатывание последнего происходит исключительно после отделения аппарата от разгонного блока.
Предлагаемое устройство обеспечивает высокую надежность и прочность соединения элементов при достаточной простоте и высокой технологичности. Эффективность устройства подтверждена при наземной экспериментальной отработке и летной эксплуатации.