УНИВЕРСАЛЬНЫЙ УЗЕЛ КРЕПЛЕНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ К СИЛОВОЙ СЕТЧАТОЙ КОНСТРУКЦИИ

Настоящая полезная модель относится к космической отрасли и касается узлов и элементов крепления оборудования космического аппарата (КА) на его силовой конструкции из полимерных композиционных материалов (ПКМ).
Из существующего уровня техники известен узел соединения элементов планера самолета из полимерных композиционных материалов (патент RU №2412860 С1), в котором один элемент, закрепленный на силовой каркасной конструкции соединением типа "ласточкин хвост", скрепляется с другим элементом с помощью болтового соединения. Недостатками известной конструкции являются:
повышенная масса;
низкая технологичность;
низкая надежность работы крепежа.
Также известны устройство и способ асимметричного скрепления накладками деталей, изготовленных из углерода и металла (патент RU №2352497 С2), 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 технологичность и надежность работы крепежа;
крепление конструктивных элементов исключительно на плоских поверхностях.
Наиболее близким к заявляемому техническому решению по технической сущности и достигаемому техническому результату является узел закрепления оборудования к силовой сетчатой конструкции из полимерных композиционных материалов (патент RU №2535780 С3), в котором узел закрепления оборудования состоит из крепежной и опорной накладок, скрепленных с элементом силовой сетчатой конструкции (ССК). Накладки выполнены с углом наклона направляющих граней, совпадающим с углом наклона ребер ССК. Опорная накладка упирается в перекрестие ССК и служит для крепления крепежной накладки, которая, в свою очередь, создает плоскость и точку фиксации для установки оборудования. Данное техническое решение принято за прототип полезной модели. Недостатками известной конструкции являются:
при изменении угла наклона ребер ССК необходимо менять конфигурацию накладок;
местоположение данной конструкции ограничено конфигурацией ребер ССК.
Задачей, на решение которой направлена заявляемая  полезная модель, является обеспечение крепления оборудования КА в произвольном месте на ССК любой формы, универсальности и простоты технологического процесса крепления, возможности демонтажа и корректировки расположения на поздних этапах сборки, отсутствие механической обработки.
Поставленная задача решается тем, что универсальный узел крепления элементов к ССК состоит из пластины и хомутов, установленных на ребра ССК. При этом пластина устанавливается в требуемое положение (по высоте и углу), обеспечивая плоскость и точку фиксации для установки оборудования КА, и фиксируется при помощи двух хомутов, которые устанавливаются на два ближайших спиральных или кольцевых ребра. В зависимости от поставленной задачи пластина может быть выполнена из алюминиевого или титанового сплава, а также из композиционных материалов, крепление пластины и хомутов между собой выполняется при помощи клеено-механического соединения.
Заявленный универсальный узел крепления обеспечивает:
возможность установки универсального узла крепления на конструктивно разные ССК (универсальность);
простоту технологического процесса крепления;
возможность демонтажа и корректировки расположения на поздних этапах сборки за счет отсутствия механической обработки.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, показанными на фиг. 1-11:
фиг. 1, 2, 3 - варианты установки универсального узла крепления к ССК из ПКМ;
фиг. 4 - сечение А-А, показанное на фиг. 1, 2, 3.
фиг. 5 - установка универсального узла крепления на конструктивно разные ССК;
фиг. 6 - общий вид ССК с универсальным узлом крепления;
фиг. 7, 9, 10 - варианты исполнения универсального узла крепления;
фиг. 8 - сечение Б-Б, показанное на фиг. 7;
фиг. 11 - сечение В-В, показанное на фиг. 10.
Универсальный узел крепления включает в себя пластину 1, два хомута 2, расположенных по краям пластины и крепежные элементы 4, соединяющие пластину 1 и хомуты 2 между собой. Пластина 1 изготовлена с технологическим припуском 6 (по длине и высоте), который в процессе ее установки на ССК 3 подрезается по месту в зависимости от положения хомутов 2. В пластине 1 также выполнено центральное отверстие, по которому выполняется ее установка в заданном положении, затем учитывая конфигурацию ССК 3 (угол наклона спиральных ребер), с противоположной стороны ССК 3 выполняется установка хомутов 2 по кольцевым или спиральным ребрам ССК 3. Далее по направляющим отверстиям в хомутах 2 выполняются отверстия в пластине 1. Хомуты 2 закрепляются с пластиной 1 с помощью крепежного элемента 4, обеспечивая поверхность под установку оборудования КА с точкой фиксации. Все контактные поверхности и зазоры между деталями поз. 1, 2, 3 и 4 для упрочнения заполняются клеем. Взаимное положение пластины 1 и хомутов 2 может варьироваться в зависимости от местоположения оборудования на ССК 3.
Универсальный узел крепления предусматривает различные способы установки на ССК 3. Установка пластины 1 выполняется как на спиральные ребра (фиг. 1, 3), так и на кольцевые (фиг. 2).
Установка универсального узла крепления может выполняться на конструктивно разные ССК независимо от конфигурации. Изменение угла наклона и толщины как спиральных, так и кольцевых ребер ССК не влияет на конструкцию универсального узла крепления (фиг. 5).
На фиг. 7, 9, 10 представлены вариантные исполнения универсального узла крепления, в зависимости от предназначения.
На фиг. 7 показан универсальный узел крепления с выступающей поверхностью - бобышкой. Перед установкой оборудования производится механическая обработка бобышки (плоскость Д), обеспечивая необходимую плоскостность, и обработка отверстия под необходимый крепежный элемент.
На фиг. 9 показан универсальный узел крепления для металлизации ССК с оборудованием КА, это необходимо для приведения всех частей изделия КА к одному электрическому потенциалу. Перед установкой пластины 1 в местах соприкосновения хомутов 2 с гранями ССК 3 поверхности обезжириваются, и затем выполняется установка.
На фиг. 10 - универсальный узел крепления с регулируемой втулкой 5, при помощи которой можно регулировать зазор с оборудованием КА, обеспечивая посадочное место (плоскость К) без механической обработки.
Техническим результатом настоящей полезной модели является обеспечение крепления оборудования КА в произвольное место на конструктивно разные ССК, простота технологического процесса крепления, возможность демонтажа и корректировки расположения на поздних этапах сборки, за счет отсутствия механической обработки.