Трансформируемая ферма космического аппарата
TRANSFORMABLE SPACECRAFT TRUSS

Изобретение относится к устройствам, обеспечивающим развертывание в космосе агрегатов и узлов космических аппаратов (КА).
Известны устройства, в которых развертывание в космосе агрегатов КА обеспечивается путем раскладывания шарнирно соединенных балок, предварительно уложенных вокруг развертываемого (отводимого) агрегата [Космические ядерные энергоустановки и электроракетные двигатели. Конструкция и расчет деталей: Учебное пособие / П.В. Андреев, А.С. Демидов, Н.И. Ежов и др. - М.: Изд-во МАИ, 2014. - 45-47 с].
Наиболее близким техническим решением к заявленному, является телескопическая система развертывания агрегатов, входящих в состав ядерной энергетической установки космического аппарата [RU 2461495, CB64G 1/22, 20/09/2012], представляющая собой раздвижные секции, содержащие стыковочные узлы, обеспечивающие механическую стыковку самих секций, а также стыковочных узлов для соединения гидравлических, пневматических и электрических коммуникаций смежных секций после их раздвижения.
Недостатком наиболее близкого технического решения относительно большие осевые габариты образующих трансформируемую систему раздвижных секций в сложенном положении, возрастающие с увеличением расстояния развертывания, а также относительно большая масса трансформируемой системы (фермы) для обеспечения необходимой ее жесткости.
Задача, на выполнение которой направлено заявленное изобретение, заключается в создании трансформируемой фермы, обладающей меньшими массо-габаритными характеристиками в неразвернутом (сложенном, стартовом) положении.
Требуемый технический результат заключается в уменьшении массо-габаритных характеристик трансформируемой фермы в неразвернутом положении.
Поставленная задача решается, а требуемый технический результат достигается тем, что, трансформируемая ферма космического аппарата содержит первую опорную площадку, выполненную с возможностью крепления на корпусе космического аппарата, вторую опорную площадку, выполненную возможностью крепления на корпусе развертываемого агрегата, при этом, на первой опорной площадке размещены три барабана, образующие в плане стороны равностороннего треугольника и выполненные с возможностью вращения от приводов, обеспечивающих размотку намотанных на них рукавов, выполненных в виде склеенных по краям пар лент, изготовленных из углепластиковых волокон с использованием термопластичного связующего полиэфирофиркетона, и крепления их начальных участков на второй опорной площадке, а также размещенных в углах образованного барабанами равностороннего треугольника пар валиков, выполненных с возможностью их вращения от приводов и размещения между валиками каждой пары внахлест краев рукавов, намотанных на соседние с соответствующей парой валиков барабаны, а также крепления краев рукавов между собой.
Кроме того, требуемый технический результат достигается тем, что, размещенные на первой опорной площадке барабаны выполнены с возможностью размещения на них намотанных рукавов, имеющих вырезы в образующих их лентах.
На чертеже представлена конструкция трансформируемой фермы космического аппарата:
на фиг. 1 - трансформируемая ферма космического аппарата в неразвернутом положении;
на фиг. 2 - трансформируемая ферма космического аппарата в развернутом положении:
на фиг. 3 - рукав в поперечном сечении.
На чертеже обозначены:
1 - первая опорная площадка;
2 - барабаны;
3 - рукава;
4 - ленты, образующие рукава;
5 - вырезы в лентах;
6 - пары валиков;
7 - приводы барабанов;
8 - вторая опорная площадка.
Трансформируемая ферма космического аппарата содержит первую опорную площадку 1, выполненную с возможностью крепления на корпусе космического аппарата, и вторую опорную площадку 8, выполненную возможностью крепления на корпусе развертываемого агрегата (устройства, узла, блока).
В трансформируемой ферме космического аппарата на первой опорной площадке 1 размещены три барабана 2, образующие в плане стороны равностороннего треугольника и выполненные с возможностью вращения от приводов 7, обеспечивающих размотку намотанных на них рукавов 3, выполненных в виде склеенных по краям пар лент 4, изготовленных из углепластиковых волокон с использованием термопластичного связующего полиэфирофиркетона, и крепления их начальных участков на второй опорной площадке 8.
Кроме того, трансформируемая ферма космического аппарата содержит размещенные в углах образованного барабанами 2 равностороннего треугольника пары валиков 6, выполненных с возможностью размещения между валиками каждой пары внахлест краев рукавов 3, намотанных на соседние с соответствующей парой валиков 6 барабаны 2, а также крепления краев рукавов между собой. Крепление внахлест может быть произведено, например, с использованием волноводов, которыми оснащаются валики при ультразвуковой сварке или степлером.
В частном случае в образующих рукава 3 лентах 4 выполнены вырезы в образующих их лентах.
Трансформируемая ферма космического аппарата используется следующим образом.
Края соединенных внахлест лент 4 соседних рукавов 3, предварительно помещены между валиками пар валиков 6, а начальные участки лент 4 в исходном состоянии прикреплены ко второй опорной площадке 8.
По команде управления приводом 7, являющимся общим приводом для валиков 6 и барабанов 2, начинают вращаться и одновременно скрепляться проходящие между ними внахлест края лент соседних рукавов 3. Соединяясь, рукава 3, изготовленные из углепластиковых волокон с использованием термопластичного связующего полиэфирофиркетона, приобретают жесткость и образуют выдвигающуюся ферму, которая отодвигает вторую опорную площадку 8, выполненную возможностью крепления на корпусе развертываемого агрегата (устройства, узла, блока), от первой опорной площадки 1, выполненной с возможностью крепления на корпусе космического аппарата.
В лентах, образующих рукав, выполнены вырезы, например, треугольные или круглые, в результате которых выдвинутая после соединения рукавов треугольная в сечении конструкция приобретает вид пространственной фермы.
Таким образом, благодаря выполнению трансформируемой фермы космического аппарата в виде размотанных рукавов, выполненных в виде склеенных по краям пар лент, изготовленных из углепластиковых волокон с использованием термопластичного связующего полиэфирофиркетона, которые имеют чрезвычайно низкие удельные весовые характеристики, достигается требуемый технический результат, который заключается в уменьшении массо-габаритных характеристик трансформируемой фермы как в неразвернутом, так и в развернутом состоянии.