УЗЕЛ КРЕПЛЕНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ КОНСТРУКЦИИ И ОБОРУДОВАНИЯ КОСМИЧЕСКОГО АППАРАТА

Полезная модель относится к космической отрасли и предназначена для крепления элементов конструкции и оборудования космического аппарата (КА) к силовой сетчатой конструкции (ССК) из полимерных композиционных материалов (ПКМ).
Из существующего уровня техники известны устройство и способ асимметричного скрепления накладками деталей, изготовленных из углерода и металла (патент RU №2352497 С1), в котором накладка и контрнакладка обеспечивают прочное скрепление конструктивных элементов, размещаемых между накладкой и контрнакладкой, при этом контрнакладка имеет меньшее, чем накладка количество точек крепления. Недостатками известной конструкции являются:
- низкая степень технологичности;
- низкая надежность работы крепежа;
- крепление конструктивных элементов возможно исключительно на плоских поверхностях.
Также известен узел закрепления оборудования к силовой сетчатой конструкции из полимерных композиционных материалов (патент RU №2535780 С2), в котором узел закрепления оборудования состоит из крепежной и опорной накладок, скрепленных с элементами ССК. Накладки выполнены с углом наклона направляющих граней, совпадающим с углом наклона спиральных элементов ССК. Опорная накладка упирается в перекрестие элементов ССК и служит для крепления крепежной накладки, которая, в свою очередь, создает плоскость и точку фиксации для установки оборудования. Недостатками известной конструкции являются:
- ограничение установки узла закрепления только на два спиральных и один кольцевой элемент ССК;
- механическая обработка узла закрепления может выполняться только радиально;
- низкая надежность работы крепежа;
- низкая надежность работы узла для нагруженных элементов.
Наиболее близким к заявляемому техническому решению по назначению и совокупности существенных признаков является узел крепления элементов конструкции космического аппарата (патент RU №190988 U1), в котором узел крепления элементов конструкции КА состоит из соединенных крепежной и опорной накладок и установленных симметрично с двух сторон на элементах ССК при этом, крепежная накладка выполнена с плоскостью и точкой фиксации элементов конструкции КА. На сопрягаемых поверхностях крепежной и опорной накладок выполнены проточки с геометрическими параметрами элементов ССК в местах установки, кроме того, на крепежной накладке расположена бобышка с фасками и посадочным отверстием, образующими плоскость и точку фиксации элементов конструкции КА. Данное техническое решение принято за прототип полезной модели. Недостатками известной конструкции являются:
- ограничение установки узла закрепления только в зоне одновременного расположения спирального, кольцевого и пары продольных элементов ССК;
- ограничение установки узла закрепления только в ССК с кольцевыми и продольными элементами;
- низкая надежность работы крепежа;
- низкая надежность работы узла для нагруженных элементов.
Задачами, на решение которых направлено заявляемое техническое решение, являются совершенствование конструкции узла крепления в части повышения надежности работы узла крепления, а также расширение функциональных возможностей.
Поставленная задача решается тем, что узел крепления элементов конструкции и оборудования КА состоит из соединенных крепежной и опорной накладок трапециевидной формы и установленных симметрично с двух сторон на элементах ССК, установленный без опоры на кольцевые и продольные элементы ССК, при этом, конфигурация накладок обеспечивает позиционирование и фиксацию с упором на спиральные элементы ССК. Кроме того, на внутренней стороне опорной накладки выполнено посадочное отверстие, образующее точку фиксации элементов конструкции и оборудования КА, а крепежная накладка выполнена с бобышкой в виде трапециевидной призмы, повторяющей геометрические параметры спиральных элементов ССК, обеспечивающей плоскость установки и точку фиксации элементов конструкции и оборудования КА. Рекомендуется использовать накладки, выполненные из металла, скрепленные между собой при помощи клея и металлических крепежных элементов.
Техническими результатами заявляемой полезной модели являются:
- возможность установки узла крепления элементов конструкции и оборудования КА без опоры на кольцевые и спиральные элементы ССК;
- высокая надежность работы узла крепления;
- возможность установки узла крепления элементов конструкции и оборудования КА на ССК любой конфигурации, имеющей спиральные элементы.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, показанными на фиг. 1-9:
- фиг. 1 - общий вид ССК с узлом крепления элементов конструкции и оборудования КА;
- фиг. 2, 5, 6, 7 - варианты установки узла крепления элементов конструкции и оборудования КА;
- фиг. 3 - сеч. А-А, показанное на фиг. 2;
- фиг. 4 - сеч. Б-Б, показанное на фиг. 2;
- фиг. 9 - сеч. Г-Г, показанное на фиг. 7;
- фиг. 8 - сеч. В-В, показанное на фиг. 7.
Узел крепления элементов конструкции и оборудования КА представляет собой крепежную накладку 1, опорную накладку 2 и крепежные элементы 3, соединяющие крепежную накладку 1 и опорную накладку 2 между собой. Крепежная и опорная накладки 1, 2 выполнены в виде пластин, крепятся симметрично с двух сторон к элементам ССК 4 и имеют форму с одинаковым контуром в виде трапеции. На сопрягаемых внутренних поверхностях крепежной накладки 1 и опорной накладки 2 имеются проточки, геометрические параметры которых повторяют геометрические параметры элементов ССК 4, что обеспечивает позиционирование, фиксацию и дополнительный упор на спиральные элементы ССК 4.  В крепежной накладке 1 на внешней стороне выполнено два гладких отверстия, а в опорной накладке 2 на внутренней стороне - два резьбовых отверстия, необходимых для закрепления крепежной накладки 1 с опорной накладкой 2 на ССК 4 при помощи крепежных элементов 3, обеспечивая однозначное место в пространстве. Крепежная накладка 1 на внешней стороне имеет трапециевидную бобышку, грани которой сопряжены с радиусом, а геометрические параметры повторяют геометрические параметры элементов ССК 4, под механическую обработку (поверхность Д) как радиально, так и перпендикулярно нормали к ССК 4. В бобышке 5 крепежной накладки 1 выполняется гладкое отверстие. После чего, по направляющему гладкому отверстию крепежной накладки 1 выполняется соосное резьбовое отверстие в опорной накладке 2, обеспечивающее точку фиксации элементов конструкции и оборудования КА. На внутренние поверхности накладок, крепежные элементы и на элементы ССК 4 в местах контакта наносится клей, обеспечивающий устранение зазоров и дополнительную фиксацию. Общий вид ССК 4 из ПКМ с узлом крепления элементов конструкции и оборудования КА представлен на фиг. 1.
Узел крепления элементов конструкции и оборудования КА обладает универсальной формой, что допускает его установку на элементах ССК 4 различными способами, представленными на фиг. 2, 5-7, без опоры на кольцевые и продольные элементы ССК любой конфигурации, имеющей спиральные элементы.
Крепежная накладка 1 устанавливается с упором внутренней поверхности по внешнему радиусу R1 ССК 4, опорная накладка 2 устанавливается с упором внутренней поверхности по внутреннему R2 (фиг. 2, 3, 5), так, что бобышка 5 располагается с внешней стороны ССК 4. Если элементы конструкции и оборудование КА необходимо установить с внутренней стороны ССК 4, то крепежная накладка 1 устанавливается с упором внутренней поверхности по внутреннему радиусу R2 ССК 4, а опорная накладка 2, соответственно, с упором внутренней поверхности по внешнему R1 (фиг. 6-8), а бобышка 5 располагается с внутренней стороны ССК 4.
- возможность установки узла крепления элементов конструкции и оборудования КА на ССК любой конфигурации, имеющей спиральные элементы.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, показанными на фиг. 1-9:
- фиг. 1 - общий вид ССК с узлом крепления элементов конструкции и оборудования КА;
- фиг. 2, 5, 6, 7 - варианты установки узла крепления элементов конструкции и оборудования КА;
- фиг. 3 - сеч. А-А, показанное на фиг. 2;
- фиг. 4 - сеч. Б-Б, показанное на фиг. 2;
- фиг. 8 - сеч. В-В, показанное на фиг. 7;
- фиг. 9 - сеч. Г-Г, показанное на фиг. 7.
Узел крепления элементов конструкции и оборудования КА представляет собой крепежную накладку 1, опорную накладку 2 и крепежные элементы 3, соединяющие крепежную накладку 1 и опорную накладку 2 между собой. Крепежная и опорная накладки 1, 2 выполнены в виде пластин, крепятся симметрично с двух сторон к элементам ССК 4 и имеют форму с одинаковым контуром в виде трапеции. На сопрягаемых внутренних поверхностях крепежной накладки 1 и опорной накладки 2 имеются проточки, геометрические параметры которых повторяют геометрические параметры элементов ССК 4, что обеспечивает позиционирование, фиксацию и дополнительный упор на спиральные элементы ССК 4.  В крепежной накладке 1 на внешней стороне выполнено два гладких отверстия, а в опорной накладке 2 на внутренней стороне - два резьбовых отверстия, необходимых для закрепления крепежной накладки 1 с опорной накладкой 2 на ССК 4 при помощи крепежных элементов 3, обеспечивая однозначное место в пространстве. Крепежная накладка 1 на внешней стороне имеет трапециевидную бобышку, грани которой сопряжены с радиусом, а геометрические параметры повторяют геометрические параметры элементов ССК 4, под механическую обработку (поверхность Д) как радиально, так и перпендикулярно нормали к ССК 4. В бобышке 5 крепежной накладки 1 выполняется гладкое отверстие. После чего, по направляющему гладкому отверстию крепежной накладки 1 выполняется соосное резьбовое отверстие в опорной накладке 2, обеспечивающее точку фиксации элементов конструкции и оборудования КА. На внутренние поверхности накладок, крепежные элементы и на элементы ССК 4 в местах контакта наносится клей, обеспечивающий устранение зазоров и дополнительную фиксацию. Общий вид ССК 4 из ПКМ с узлом крепления элементов конструкции и оборудования КА представлен на фиг. 1.