МОДУЛЬ СКЛАДНОЙ

Настоящая полезная модель относится к области строительства, а именно к пространственным раздвижным строительным модулям, используемым в качестве быстровозводимых галерей и аварийных переходов, трансформируемых складчатых модульных блоков временного жилья в труднодоступных районах, покрытий буровых установок, а также гибких космических шлюзов как элементов космического строительства.
Из существующего перечня аналогичных технических решений известна складчатая трубчатая структура из перегнутых по диагонали ромбовидных складок, аппроксимирующих цилиндрическую оболочку (пат. США №4058945, Складчатая оболочечная структура, 1977, кл. 52-244).
Недостатком данного технического решения, препятствующим получению технического результата, который обеспечивается полезной моделью, является невозможность свободной обратимой трансформации трубчатой оболочки без деформации граней и разрушения структуры.
Известен комплекс складчатых трансформируемых структур, имеющих плоские развертки из многоугольных пластин широкой номенклатуры и способных при трансформации складываться в разомкнутый пакет, а также принимать в процессе трансформации сводчатые, купольные, цилиндроподобные, зонтичные и сфероподобные формы (пат. США №4359842, Трапецеидальные структуры, 1982, кл. 52-18).
Недостатком данного технического решения, препятствующим получению технического результата, который обеспечивается полезной моделью, является невозможность обратимой трансформации замкнутых объемов трубчатого типа, что исключает его использование в качестве шлюзов и галерей а, следовательно, понижает диапазон эффективного функционального использования.
Наиболее близким к заявляемому техническим решением является складчатая структура, включающая ромбовидные складки из треугольных пластин и трапецеидальные грани, способная при трансформации образовывать сводчатые, торообразные и трубчатые формы (пат. США №3524288, Структуры сложной формы, 1970, кл. 52-81).
Недостатком данного технического решения, препятствующим получению технического результата, который обеспечивается полезной моделью, является невозможность свободной обратимой трансформации замкнутых объемов трубчатого типа без деформации и разрушения оболочки, что исключает его использование в качестве шлюзов и покрытий, тем самым понижая диапазон эффективного функционального использования.
Задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является расширение диапазона эффективного функционального использования конструкции.
Данная задача решается за счет того, что в модуле складном, имеющем трубчатое очертание и включающем складчатые кольцеобразные секции, последовательно состыкованные друг с другом по сторонам равносторонних многоугольных оснований и составленные из идентичных неравносторонних треугольных панелей, соединенных по кромкам гибкими/шарнирными связями, идентичные треугольные панели выполнены таким образом: когда наиболее длинная сторона каждой из них является диагональю описанного квадрата, вторая сторона проходит от угла квадрата к середине противолежащей его стороны, а третья является половиной стороны квадрата; при этом равносторонние многоугольные основания состыкованных складчатых кольцеобразных секций выполнены в виде правильных девятиугольников.
Техническим результатом, обеспечиваемым приведенной совокупностью признаков, является расширение диапазона эффективного функционального использования конструкции за счет возможности свободной обратимой трансформации замкнутой трубчатой оболочки модуля и повышения степени ее пакетируемости.
Примечание. Опыты автора с экспериментальными объемными моделями показали, что степень пакетируемости модуля (отношение длины конструкции в полностью раскрытом состоянии к ее толщине в виде плотного пакета в максимально сложенном состоянии) при реализации совокупности существенных признаков может достигать значения 40:1. При этом именно заявленная совокупность существенных признаков позволяет осуществлять принципиальную трансформацию модуля наиболее эффективно: складчатые секции модуля, имеющие иное число сторон многоугольных оснований или составляющие треугольники с другими пропорциями, не создают возможности производить спиральную трансформацию структуры.
Сущность полезной модели поясняется чертежами.
На фиг. 1 изображена плоская развертка складчатой кольцеобразной секции модуля складного с обозначением пропорций составляющих треугольных панелей.
На фиг. 2 показан модуль складной в состоянии максимально плотно сложенного пакета.
На фиг. 3 показана начальная стадия трансформации модуля из пакета.
На фиг. 4 показан модуль складной в раскрытом состоянии.
На фиг. 5 показан модуль складной, складчатые кольцеобразные секции которого на различных участках имеют разное раскрытие.
На фиг. 6 показан модуль складной в максимально возможном раскрытом состоянии, где складчатые кольцеобразные секции упруго деформированы в цилиндрическую оболочку.
Модуль складной имеет трубчатое очертание и включает складчатые кольцеобразные секции 1, последовательно состыкованные друг с другом по сторонам равносторонних многоугольных оснований 2 и составленные из идентичных неравносторонних треугольных панелей 3, соединенных по кромкам гибкими/шарнирными связями.
Идентичные треугольные панели 3 выполнены таким образом: когда наиболее длинная сторона 4 каждой из них является диагональю описанного квадрата, вторая сторона 5 проходит от угла квадрата к середине противолежащей его стороны, а третья сторона 6 является половиной стороны квадрата; при этом равносторонние многоугольные основания 2 состыкованных складчатых кольцеобразных секций 1 выполнены в виде правильных девятиугольников.
Раскрытие модуля складного, а также обратное его плотное пакетирование осуществляется путем спиральной трансформации (вращение крайних многоугольных оснований 2 складчатых кольцеобразных секций 1 в противоположных направлениях с одновременным их складыванием или раздвижкой вдоль оси).
При этом степень развертывания складчатых секций 1 на различных участках конструкции может быть автономной и различной (например, некоторые секции могут быть максимально раскрыты, а соседние секции сложены в плотный пакет).
При максимально возможной раздвижке многоугольных оснований 2 складчатых кольцеобразных секций 1 происходит упругая деформация треугольных панелей 3 из плоского состояния в криволинейное цилиндрическое; при этом все гибкие связи между треугольными панелями 3 также искривляются по цилиндрической поверхности (фиг. 6). При этом в случае выполнения модуля складного из упруго пластичных материалов (например, различные виды стеклопластиков) упругая деформация панелей 3 является обратимой.
В общем случае треугольные панели 3 модуля складного изготавливаются, например, из многослойных композитных материалов или слоистых плит типа «сэндвич» и соединяются по кромкам гибкими/шарнирными связями известными способами.