СТЕНД ВЕРТИКАЛЬНОЙ СТЫКОВКИ
VERTICAL DOCKING STRUCTURE

Изобретение относится к монтажно-стыковочному оборудованию и может быть использовано в ракетно-космической отрасли для стыковки головной части (ГЧ) с ракетой-носителем (РН), находящейся в вертикальном положении.
Известен агрегат для стыковки ГЧ с РН, находящейся в вертикальном положении, содержащий раму, на которой шарнирно закреплена стрела с ложементами, средней регулируемой опорой для укладки РН и средствами крепления РН. Передний конец стрелы выполнен в виде двух параллельных балок, соединенных поперечной балкой. На балках закреплены парные кронштейны, передняя пара которых оснащена поворотной в вертикальной плоскости грузоподъемной траверсой с дистанционно управляемым грузоподъемным устройством с грузозахватным узлом.
Задняя пара кронштейнов оснащена поворотной в вертикальной плоскости монтажной площадкой, подвешенной на жестких тягах к осям, расположенным на кронштейнах.
Оси кронштейнов и оси, на которых к кронштейнам подвешена грузоподъемная траверса, лежат в горизонтальной плоскости, проходящей через продольную ось РН и перпендикулярно к ней.
Для проведения стыковки ГЧ с РН осуществляют подъем стрелы, в результате которого грузозахватный орган грузоподъемного устройства грузоподъемной траверсы оказывается на высоте, достаточной для стыковки грузоподъемной траверсы со стыковочным узлом ГЧ. Стыковка ГЧ с траверсой осуществляется с использованием стрелового подъемника, входящего в комплект агрегата, и грузоподъемного устройства, которое для этой цели выдвигает грузозахватный узел на нужную длину.
После стыковки ГЧ с грузоподъемной траверсой на монтажную площадку поднимается персонал. Далее начинают подъем стрелы в вертикальное положение, при этом ГЧ и монтажная площадка, поворачиваясь на своих осях, сохраняют вертикальное положение.
В вертикальном положении стрелы ГЧ оказывается поднятой над верхним срезом РН с монтажным зазором, причем их вертикальные оси совпадают. Стыковку осуществляют опусканием ГЧ грузоподъемным устройством до посадки ГЧ на корпус РН, после чего с монтажной площадки сочленяют ГЧ и РН в единую конструкцию с помощью соответствующих крепежных элементов (см. патент РФ №2249547, кл. В64G 5/00, 2005 г. - наиболее близкий аналог).
В результате анализа конструкции вышеописанного агрегата выявлено, что он в процессе работы не ограничивает вертикальное усилие пристыковки, что усложняет процесс стыковки и не может предотвратить возможное повреждение уплотнений РН, расположенных в ее посадочном пазу.
Задачей настоящего изобретения является упрощение процесса стыковки и исключение возможности повреждения элементов РН при стыковке с ней ГЧ, которые обеспечиваются упругими опорами, размещенными у места стыковки и воспринимающими часть веса (силы тяжести) ГЧ.
Для ограничения усилия вертикальной стыковки ГЧ с РН и упрощения процесса стыковки в стенде вертикальной стыковки, содержащем раму со стойками и опоры для стыкуемой ГЧ, новым является то, что опоры выполнены регулируемыми по высоте и смонтированы на концах двуплечих рычагов, шарнирно закрепленных в стойках с возможностью качания в вертикальных плоскостях, на вторых концах рычагов, опертых на раму, установлены упругие элементы, взаимодействующие с качающимися рычагами, размещенными над двуплечими рычагами, причем средние части этих рычагов связаны с рамой талрепами, определяющими величину предварительного поджатая упругих элементов.
Сущность изобретения поясняется графическими материалами, на которых:
на фиг.1 изображен стенд вертикальной стыковки, общий вид;
на фиг.2 - место А на фиг.1.
Использование стенда вертикальной стыковки обеспечивает исключение повреждений уплотнений 1 посадочного места ГЧ 2 на РН 3 и упрощает процесс стыковки.
Стенд содержит кольцевую раму 4 с несколькими (например, четырьмя) стойками 5 и упорами 6, двуплечие рычаги 7, упругие элементы 8, помещенные в стаканы 9 и 10, шаровые опоры 11, качающиеся рычаги 12 и талрепы 13.
Рычаги 7 и 12 смонтированы на стойках 5 с возможностью поворота (качания) в вертикальных плоскостях, причем один конец каждого рычага 7 опирается на упор 6, а рычаги 12 удерживаются от поворота талрепами 13, шарнирно подсоединенными к стойкам 5.
Шаровые опоры 11 имеют возможность регулирования их положения по высоте посредством винтов 14. На стаканах 10 нанесены риски 15 и значения величин усилий сжатия упругих элементов 8 (по результатам их тарирования).
Усилия сжатия упругих элементов 8, заключенных между плечами рычагов 7 и 12, регулируются изменением длины талрепов 13, а следовательно, уменьшением или увеличением длины упругих элементов 8.
Заданное ограничение усилия (P) пристыковки ГЧ весом Gгч, установленной в корсете весом Gк и опускаемой грузоподъемным средством 16 на шаровые опоры 11, обеспечивают изменяя длину талрепов 13, задавая тем самым величину усилия поджатая каждого упругого элемента 8 по формуле.
, где
n - количество шаровых опор,
(а) и (b) - длины плеч рычагов 7.
Пристыковку ГЧ к РН выполняют следующим образом.
Для обеспечения заданного усилия пристыковки конкретной ГЧ с известными весовыми данными Gгч и Gк, используя вышеприведенную формулу, рассчитывают усилие поджатая каждого упругого элемента 8 и, регулируя длины талрепов 13, обеспечивают его, контролируя по рискам 15 с численными значениями величины усилия поджатая на стакане 10.
Контролируют положение шаровых опор 11 и, при необходимости, перемещают их винтами 14, приводя в плоскость, параллельную опорной поверхности 17 рамы 4.
Грузоподъемным средством 16 устанавливают раму 4 стенда на торец 18 обтекателя 19 находящейся в вертикальном положении РН 3. Затем грузоподъемным средством 16 переносят к стенду вертикальной стыковки ГЧ 2 в корсете 20 и, вводя ее в заходный конус 21 в уплотнения 1 места стыковки, на малой монтажной скорости, опускают корсет 20 на шаровые опоры 11, в результате чего они, воспринимая часть веса корсета 20 с ГЧ 2, опускаются на поворачивающихся подпружиненных рычагах 7 под действием остаточного веса, равного заданному усилию пристыковки (N), что значительно упрощает пристыковку и исключает повреждение уплотнений 1.
После установки ГЧ 2 на место стыковки ее закрепляют на РН 3 и открепляют от корсета 20. Собственно стыковка завершена. Далее грузоподъемным средством 16 поднимают корсет и перемещают его к месту хранения, после чего тем же грузоподъемным средством снимают с обтекателя 19 стенд вертикальной стыковки и перемещают его к месту хранения.
Заявленный стенд вертикальной стыковки является универсальным и может быть применен для пристыковки ГЧ к РН, находящейся в вертикальном положении, с обеспечением различных величин усилий пристыковки за счет соответствующей регулировки усилий поджатия упругих элементов, воздействующих на двуплечие рычаги и, стало быть, на шаровые опоры, воспринимающие часть веса ГЧ.