СПОСОБ РАСКРЫТИЯ МНОГОСЕКЦИОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ
METHOD OF OPENING MULTI-SECTION STRUCTURES

Изобретение относится преимущественно к космической технике, в частности, для реализации раскрытия многосекционных конструкций космических аппаратов, например, батарей солнечных или штанг.
Наиболее близким аналогом является способ, описанный в изобретении «Способ развертывания многосекционных конструкций и многосекционная конструкция для его реализации» (патент RU №2123875), заключающийся в снятии основных связей, обеспечивающих жесткое кинематическое крепление компактно сложенных секций с опорным основанием, развороте секций по программной траектории при помощи приводов и дополнительных связей, ограничивающих взаимовращение секций, и фиксации секций в заданном конечном положении.
Примером реализации раскрытия служит многосекционная солнечная батарея, содержащая опорное основание и секции, связанные шарнирами; основные держатели, обеспечивающие наложение и снятие жесткой фиксации компактно сложенных секций с опорным основанием, в которой шарниры снабжены дополнительными фиксаторами взаимоположения секций. Солнечная батарея состоит из рамы, прикрепленной к космическому аппарату, и трех секций, которые удерживаются жестко основными держателями с аппаратом и дополнительно между собой фиксаторами. Один фиксатор удерживает попарно первую и вторую секции, второй фиксатор удерживает попарно вторую и третью секции. Секции соединены между собой и с рамой при помощи шарниров с раскрывающими элементами, например пружинными приводами.
Основные держатели удерживают конструкцию солнечных батарей в сложенном положении на опорном основании, предохраняя ее от разрушения при эксплуатации. Фиксаторы удерживают секции в сложенном положении при развороте в шарнире по направлению, после снятия основных держателей.
Фиксатор выполнен в виде двух опорных элементов, которые принадлежат смежным секциям и удерживаются в состоянии контакта рычагом с помощью пружины, один конец которой соединен с опорным элементом, а другой - с рычагом. Рычаг имеет опорную площадку, которая предназначена для взаимодействия с упором, принадлежащим раме, и установленного так, что при повороте на заданный угол в шарнире, например, в момент фиксации первой секции в рабочем положении, опорная площадка наваливается на упор и отводит рычаг, освобождая следующую секцию для дальнейшего разворота.
Недостатком данного технического решения является наличие фиксаторов, удерживающих секции в сложенном состоянии, в каждом шарнирном узле. При раскрытии сложенных секций необходимо приложение усилия для освобождения каждого фиксатора от удержания им секций. Тем самым снижается надежность раскрытия многосекционных конструкций.
Техническими проблемами, на решение которых направлено заявляемое изобретение, является повышение надежности раскрытия сложенных секций многосекционных конструкций и упрощение процесса раскрытия.
Техническая проблема решается за счет того, что при раскрытии многосекционных конструкций снимают основные связи, обеспечивающие жесткое кинематическое крепление компактно сложенных секций с опорным основанием, производят разворот секций при помощи приводов и дополнительных связей, ограничивающих взаимовращение секций; снимают дополнительные связи после разворота; производят фиксацию секций в конечном положении; при этом дополнительные связи обеспечивают фиксатором, выполненным в виде подпружиненного рычага; рычаг закреплен подвижно на оси опорного элемента средней секции, плечи рычага заканчиваются противоположно направленными крючками, до раскрытия находящимися в зацеплении с осями опорных элементов боковых секций; при развороте пакета секций рычаг контактирует с упором на раме батареи солнечной; опорный элемент средней секции с плечом рычага соединяет пружина.
Сущность изобретения поясняется чертежами, изображенными на фигурах 1-7.
На фиг. 1 показано положение секций батареи солнечной после снятия основных связей.
На фиг. 2 - вид А фиг. 1.
На фиг. 3 показано положение секций батареи солнечной в момент срабатывания фиксатора после поворота на заданный угол в первом шарнире.
На фиг. 4 - вид Б фиг. 3.
На фиг. 5 - показано раскрытие боковых секций после срабатывания фиксатора.
На фиг. 6 показано положение фиксатора, которое соответствует положению секций батареи солнечной на фиг. 1.
На фиг. 7 показано положение фиксатора, которое соответствует положению секций батареи солнечной фиг. 3.
Примером реализации раскрытия служит многосекционная конструкция батареи солнечной.
Батарея солнечная состоит из рамы 1 (см. фиг. 1), прикрепленной к космическому аппарату, и трех секций 2, 3 и 4, которые удерживаются замками зачековки на космическом аппарате (замки зачековки на чертежах не показаны) и между секциями -фиксатором 6, который удерживает секции 2 и 3, 2 и 4. Секции соединены между собой при помощи шарниров 7 и 8, и с рамой 1 - при помощи шарнира 5 с пружинными приводами (привода на чертежах не показаны).
Замки зачековки удерживают конструкцию батареи солнечной в сложенном положении на опорном основании, предохраняя ее от разрушения на этапе транспортирования. Фиксатор удерживает секции в сложенном положении при раскрытии в шарнире 5 по направлению В (см. фиг. 6), после срабатывания замков зачековки.
Фиксатор 6 содержит опорные элементы с осями 10, 13, 12 секций 3, 2 и 4, соответственно, и рычаг 11. Рычаг 11 закреплен подвижно на оси 13, принадлежащей средней секции 2. Плечи рычага 11 заканчиваются противоположно направленными крючками, находящимися в зацеплении с осями 10 и 12 боковых секций. Рычаг 11 удерживается в состояние контакта с осями 10 и 12 с помощью пружины 14, один конец которой соединен с опорным элементом средней секции, а другой - с плечом рычага 11. Пружина 14 предотвращает раскрытие секции 3 под действием пружинного привода 8 (см. фиг. 2) и секции 4 под действием пружинного привода 7 (см. фиг. 2). На раме 1 выполнен упор 9, который взаимодействует с плечом рычага 11 при повороте на заданный угол в шарнире 5; в момент фиксации секции 2 в рабочем положении (см. фиг. 3 и фиг. 7) плечо рычага 11 наваливается на упор 9, рычаг 11 поворачивается на оси 13 и освобождает крючки от зацепления с осями 10 и 12, освобождая боковые секции 3 и 4 для дальнейшего одновременного разворота по траектории Г и Д, соответственно (см. фиг. 5 и фиг. 7).
Таким образом, предложена конструкция, позволяющая производить наложение связи на пакет секций одним фиксирующим элементом. За счет этого при реализации раскрытия многосекционных конструкций, в частности, конструкций, состоящих из трех секций, решаются задачи повышения надежности и упрощения процесса раскрытия, обеспечивающие безотказность функционирования.