ПРУЖИННЫЙ МЕХАНИЗМ ДЛЯ РАСКРЫТИЯ ПОДВИЖНЫХ УЗЛОВ КОСМИЧЕСКОГО АППАРАТА

Полезная модель относится к пружинным приводам, содержащим анкерный спусковой механизм, и может найти применение для развертывания из транспортного в рабочее положение различных узлов космического аппарата (КА), таких как: панели солнечных батарей (СБ), антенны и т.п.
Известна конструкция узла крепления панелей СБ, где панели уложены в виде многоярусной конструкции, на крайней пластине панели закреплено тяговое устройство, на корпусе КА разблокирующее устройство, в состав узла входят металлические ленты со свойствами пружины (Заявка Японии №63-59920, МПК B64G 1/44. Узел крепления панели солнечных батарей, 1988).
Недостатки узла крепления панели солнечных батарей состоят в том, что скорость раскрытия панелей СБ напрямую зависит от свойств металлических лент, выполняющих роль пружин и в данном устройстве скорость ничем не регулируется.
Наиболее близким к заявляемой полезной модели по технической сущности и достигаемому техническому результату является устройство раскрытия панели солнечных батарей (Заявка РФ №94037584, МПК; B64G 1/44. Устройство раскрытия панели солнечных батарей, 1996). Оно и принято за прототип полезной модели. Устройство раскрытия панелей СБ, состоящее из панели в виде нескольких шарнирносоединенных пластин с размещенными на них солнечными элементами, сложенных в транспортном положении в многоярусную конструкцию, замка, фиксаторов раскрытой панели, упругих пластин-шторок, механически контактирующих между собой, которые закреплены на соседних пластинах панели СБ вблизи места их, сочленения. При необходимости перевода панели СБ в раскрытое положение из транспортного замок расцепляется, происходит развертывание панели, СБ за счет поворота пластин в шарнирах относительно друг друга, поворот происходит под действием сил упругости первоначально деформированных пластин-шторок, восстанавливающих свое недеформированное состояние.
Недостатком устройства раскрытия панели СБ является то, что на конечной стадии раскрытия панелей происходит удар, который приводит к возникновению усилий, а следовательно деформаций в конструкции панелей. Это связано с тем, что, в конструкции устройства раскрытия панели СБ нет элемента, регулирующего скорость раскрытия панелей СБ в пределах, требуемых для безопасного их развертывания.
Поставлена задача поддерживать скорость развертывания подвижных узлов КА, таких как: панели СБ, антенны и т.п., в требуемых пределах при переводе этих узлов, из транспортного в раскрытое положение.
Эта задача решена следующим образом. В соответствии с прототипом механизм для раскрытия подвижных узлов КА содержит замок и фиксаторы раскрытых узлов КА. Согласно полезной модели пружинный механизм снабжен пружинным двигателем, редуктором и анкерным механизмом.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, на которых изображено:
- на фиг.1 - общий вид заявляемого устройства;
- на фиг.2 - процесс работы пружинного механизма для раскрытия подвижных узлов космического аппарата.
В состав заявляемого устройства входят: пружинный двигатель 1 в виде барабана с плоской пружиной. На валу двигателя 1 с одной стороны: закреплено зубчатое колесо 2, которое передает крутящий момент от пружинного двигателя, 1 второму зубчатому колесу 3, на валу которого закреплено анкерное колесо 4. Зубчатые колеса 2 и 3 служат для более компактного размещения деталей механизма в корпусе пружинного механизма (не показан на фиг.1). Баланс 5, совершая колебательные движения относительно вала 6, на котором он закреплен, через волосок (условно не показан), передает колебательные движения анкерной вилке 7, которая установлена на оси 8. Анкерная вилка 7, совершая колебательные движения относительно оси 8, входит в зацепление с анкерным колесом 4 палетами 9 тем самым, регулируя скорость вращения вала двигателя 1 и поддерживая эту скорость в требуемых пределах. С другой стороны вала двигателя 1 установлен редуктор 10, служащий для увеличения крутящего момента, передаваемого от пружинного двигателя 1, который ограничивается допустимой нагрузкой, на анкерный механизм. Передаточное отношение в редукторе 10 подбирается таким, чтобы завода плоской пружины пружинного двигателя 1 хватило на поворот диска 11 с выходным валом 12 на требуемый угол φ.
Процесс осуществления работы пружинного механизма для раскрытия подвижных узлов космического аппарата (фиг.2): корпус 13 пружинного механизма для раскрытия подвижных узлов КА крепится на корпус 14 КА или на соседней панели, выходной вал 12 крепится к подвижному узлу 15 КА, который соединен с корпусом 14 КА через шарнир 16. Подвижный узел 15 КА. приводится в транспортное состояние, взводится пружина пружинного двигателя 1, фиксируется замком (условно не показан). При необходимости перевода подвижного узла 15 КА в раскрытое положение из транспортного замок расцепляется, подвижный узел КА освобождается от удерживающей связи замка. Происходит развертывание подвижного узла КА за счет передачи крутящего момента, создаваемого заведенной пружиной, от пружинного двигателя 1 через, редуктор 10 к выходному валу 12, закрепленному на подвижном узле 15 КА. Требуемые пределы скорости раскрытия подвижного узла КА поддерживаются за счет анкерного механизма, включающего анкерное колесо 4, анкерную вилку 7 с палетами 9, выполненными с возможностью взаимодействия под действием колебательной системы, состоящей из баланса 5 и волоска (условно не показан), с зубьями анкерного колеса 4. При раскрытии подвижного узла КА на требуемый угол φ, срабатывает фиксатор (не показан на фиг.2), который удерживает подвижный узел КА в раскрытом состоянии.
Достигнутый технический результат заключается в том, что пружинный механизм для раскрытия подвижных узлов КА обеспечивает величину скорости раскрытия в требуемых пределах для снижения силы удара в конце раскрытия, что уменьшает усилия на конструкции подвижных узлов и их деформацию. Установка редуктора между пружинным двигателем и выходным звеном позволяет снизить нагрузку на анкерный механизм и получить необходимый для раскрытия подвижных узлов крутящий момент.