МЕХАНИЗМ ГЕРМЕТИЗАЦИИ СТЫКА СТЫКОВОЧНЫХ АГРЕГАТОВ
SEALING MECHANISM OF JOINT OF DOCKING UNITS

Изобретение относится к космической технике и может быть использовано для обеспечения герметичного соединения стыковочных агрегатов (СТА) космических аппаратов.
Известен механизм герметизации стыка стыковочных агрегатов космического комплекса "Салют" - "Союз" (Сыромятников B.C. Стыковочные устройства космических аппаратов. М.: Машиностроение. - 1984 - С. 23-26), содержащий стыковочные шпангоуты с системами замков, равномерно размещенных на стыковочных шпангоутах, электроприводы, торцевое уплотнение, размещенное на стыковочной поверхности одного из шпангоутов, при этом замки снабжены пассивными и активными крюками, взаимодействующими между собой, активные крюки расположены на эксцентриковых валах, на которых также расположены шкивы, последовательно связанные между собой и с выходным валом привода тягами. Тяги выполнены в виде тросов.
Недостатком указанной конструкции при стыковке при попадании посторонних предметов на стыковочную поверхность появляется вероятность негерметичного стыка стыковочных агрегатов, что обуславливает низкую надежность операции стыковки.
Известен механизм герметизации стыка стыковочных агрегатов (RU 2559666, B64G 1/64, 10.08.2015), выбранный в качестве прототипа и содержащий стыковочные шпангоуты с системами замков, равномерно размещенных на стыковочных шпангоутах, электроприводы, торцевое уплотнение, размещенное на стыковочной поверхности одного из шпангоутов, при этом замки снабжены пассивными и активными крюками, взаимодействующими между собой, активные крюки расположены на эксцентриковых валах, на которых также расположены шкивы, последовательно связанные между собой и с выходным валом привода тягами, в отличие от известного на наружной поверхности шкивов выполнены зубья, тяги выполнены в виде сегментов зубчатого колеса с торцевыми зубьями, взаимодействующими с зубьями шкивов во всем диапазоне вращения шкивов, при этом сегменты зубчатого колеса равномерно установлены на наружной поверхности стыковочного шпангоута с возможностью вращения вокруг оси шпангоута, количество сегментов зубчатого колеса равно количеству замков, на торцах сегментов перпендикулярно торцевым поверхностям выполнены цилиндрические элементы, снабженные резьбой, сегменты последовательно соединены между собой стяжками, которые выполнены в виде стержня со сферическими элементами по торцам, на стержне с возможностью вращения вокруг сферических элементов размещены накидные гайки, установленные на цилиндрических элементах сегментов зубчатого колеса.
Недостатком прототипа является низкая надежность операции стыковки, т.к. обеспечение герметичности стыка связано с плотным прилеганием стыковочных поверхностей стыковочных шпангоутов агрегатов. При попадании посторонних предметов между стыковочными поверхностями данное условие не может быть выполнено.
Задачей настоящего изобретения является повышение надежности работы механизма герметизации стыка стыковочных агрегатов за счет возможности осуществления герметизации даже при попадании посторонних предметов на стыковочные поверхности стыковочных шпангоутов за счет возможности изменения формы торцевого уплотнения, обусловленной использованием жидкого легкоплавкого металла.
Технический результат достигается тем, что в механизме герметизации стыка стыковочных агрегатов, содержащем активный и пассивный стыковочные шпангоуты с системами замков, равномерно размещенных на стыковочных шпангоутах, и снабженными электроприводами, которые соединены с источниками питания и датчиками, при этом замки снабжены пассивными и активными крюками, торцевое уплотнение и датчик обжатия, жестко закрепленные на стыковочной поверхности стыковочного шпангоута активного стыковочного агрегата, отличающийся тем, что торцевое уплотнение выполнено полым со стенками из эластичного материала и заполнено легкоплавким металлом, причем в торцевой поверхности стыковочного шпангоута под торцевым уплотнением выполнены канавки, в которых жестко закреплены электронагреватели, соединенные с выходом источника электропитания, вход которого соединен с датчиком.
Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых на фиг. 1 приведен чертеж стыковочного шпангоута пассивного СТА, на фиг. 2 - чертеж стыковочного шпангоута активного СТА, а на фиг. 3 - вид сбоку активного СТА с местным разрезом.
Механизм герметизации стыка стыковочных агрегатов содержит стыковочный шпангоут 1 (фиг. 1) пассивного СТА и стыковочный шпангоут 2 активного СТА (фиг. 2). Системы замков 3 равномерно размещены на стыковочном шпангоуте 2 и снабжены электроприводами 4, которые соединены с источником питания 5 и датчиками 6 (фиг. 1), а системы замков 7 (фиг. 1), равномерно размещенные на стыковочном шпангоуте 1, снабжены электроприводами 8. Электроприводы 8 соединены с источником питания 9 и датчиками 10. Торцевое уплотнение 11 (фиг. 2) размещено на стыковочной поверхности стыковочного шпангоута 2, при этом замки 3 и 7 (фиг. 1) снабжены пассивными и активными крюками, которые на чертеже не показаны. На стыковочном шпангоуте 2 активного СТА расположен датчик обжатия 12 (фиг. 3). Торцевое уплотнение 11 (фиг. 2) выполнено полым со стенками 13 из эластичного материала, например из резины на основе 1,4-дивинилового каучука, тройного сополимера, цис-1,4-полидивинила или цис-1,4-полиизопрена, и заполнено легкоплавким металлом 14, например, ртутью или галлием. В торцевой поверхности стыковочного шпангоута 2 под торцевым уплотнением 11 выполнены канавки 15, в которых жестко закреплены электронагреватели 16, соединенные с выходом 17 источника электропитания 18, вход 19 которого соединен с датчиком 6.
Работа механизма герметизации стыка стыковочных агрегатов происходит следующим образом. После сближения космических аппаратов (КА) перед механическим контактом стыковочных шпангоутов 2 и 1 (фиг. 1) датчик 6 срабатывает и подключает электронагреватели 16 (фиг. 3) к источнику электропитания 18 (фиг. 3). Под действием нагрева легкоплавкий металл 14 переходит в жидкое состояние. Предполагается, что стыковка КА осуществляется на теневом участке околоземной орбиты, где температура достигает минус 100°С. Затем начинается операция сцепки и стягивания КА и выравнивание КА по тангажу, рысканию и крену до касания торцевого уплотнения 11 (фиг. 2) стыковочной поверхности стыковочного шпангоута 1 (фиг. 1), о котором сигнализирует датчик 6 (фиг. 2), подключающий электропривод 4 к источнику питания 5 системы замков 3. Одновременно с этим срабатывает датчик 10 (фиг. 1) и подключает источник питания 9 к электроприводу 8 системы замков 7. В результате этого пассивные и активные крюки систем замков 3 и 7 стыковочных шпангоутов 2 и 1 входят в зацепление друг с другом. Работа систем замков 3 и 7 контролируется датчиками обжатия 12 (фиг. 3) торцевого уплотнения 11. Благодаря жидкому состоянию легкоплавкого металла 14, торцевое уплотнение 11 (фиг. 2) плотно прижимается к стыковочной поверхности стыковочного шпангоута 1 (фиг. 1) даже при наличии неровностей и посторонних предметов на ней.
После закрытия систем замков 3 и 7 (фиг. 2) электропривода) 4 и 8 (фиг. 1) отключаются. Датчики обжатия 12 вырабатывают сигнал, отключающий электронагреватели 16 (фиг. 3) от источника электропитания 18, и легкоплавкий металл 14 переходит в твердое состояние.
Как можно заметить, использование легкоплавкого металла 14 позволяет проводить герметизацию стыка при выполнении стыковки космических аппаратов даже при попадании посторонних предметов между стыковочными шпангоутами 1 (фиг. 1) и 2 (фиг. 2), что повышает надежность операции стыковки космических аппаратов.