ПОДКОС СОЛНЕЧНОЙ БАТАРЕИ
SOLAR BATTERY STRUT

Изобретение относится к космической технике и может быть использовано при проектировании выносных конструкций космических аппаратов (КА), преимущественно антенн и солнечных батарей.
Известна солнечная батарея, содержащая непосредственно створки, раму и подкос, подвижно установленный относительно космического аппарата, стойки, подвижно соединенной с рамой и подкосом, снабженной пружинами, взаимодействующими с подкосом, и стопором, выполненным с возможностью взаимодействия с подкосом после перемещения оси вращения стойки относительно рамы за плоскость, образованную осями вращения упомянутой стойки относительно подкоса и подкоса относительно космического аппарата (патент RU №2258640, МПК7 B64G 1/44 - аналог).
Недостатком данной конструкции является малая надежность из-за наличия тросовых тяг и пружины растяжения размещенных на наружной поверхности подкоса, а также имеющейся возможности складывания подкоса в обратную сторону из-за отсутствия фиксатора конечного положения и появлению ударных нагрузок в момент раскрытия подкоса в конечное положение.
Известен подкос солнечной батареи 1, содержащий двухзвенный механизм, звено 2 которого установлено на раме 3 солнечной батареи 1, а звено 4 установлено на корпусе 5 космического аппарата, причем на оси, связывающей оба звена, установлена пружина кручения 6 с устройствами взведения 7 и 8, подпружиненный шток 9, являющийся фиксирующим элементом в конечном положении подкоса и солнечной батареи 1, которая для раскрытия отводится от корпуса 5 космического аппарата, поворачиваясь вокруг оси 10. При отведении солнечной батареи 1 от корпуса 5 космического аппарата подпружиненный шток 9 с помощью пружины 11, преодолевая трение скольжения, перемещается по цилиндрической поверхности 12 звена 2 до попадания в отверстие 13 большего диаметра на этой поверхности, при этом под действием пружины кручения 6, взведенной с помощью устройств 7 и 8, звено 2 приходит в конечное положение с ударом регулировочного болта 14 в боковую поверхность 15 звена 4, а подпружиненный шток 9, попадая в отверстие 13 на цилиндрической поверхности 12 звена 2, образует зазор 16 (рабочие чертежи 17Ф113.8700-160СБ, 17Ф113.8700-180СБ, ЦСКБ, г.Куйбышев, 1981 г. - прототип на фиг.1, 2, 3, 4).
Фиг.1 - Общий вид установки солнечной батареи на корпус КА.
Фиг.2 - Общий вид конструкции в исходном положении.
Фиг.3 - Общий вид конструкции в конечном положении.
Фиг.4 - Вид А на фиг.3.
Недостатками этой конструкции подкоса являются наличие трения скольжения, наличие ударных нагрузок на конструкцию солнечной батареи, а невозможность без зазорного размещения фиксирующего элемента в конечном положении делает невозможной установку подкоса на точно заданном угле раскрытия, тем самым снижая надежность работы конструкции при отведении солнечной батареи от изделия, причем установка данного подкоса на штатное место требует дополнительных рабочих рук, что усложняет процесс установки солнечной батареи на корпус космического аппарата.
Задачей настоящего изобретения является устранение указанных недостатков, а именно повышение надежности в работе подкоса за счет исключения трения скольжения, исключение ударных нагрузок и точная фиксация в конечном положении звеньев подкоса при отведении солнечной батареи от изделия на определенный заданный угол, а также упрощение процесса установки солнечной батареи на корпус космического аппарата.
Поставленная задача решается тем, что в предлагаемой конструкции, содержащей двухзвенный механизм, причем одно звено установлено на раме солнечной батареи, а другое на корпусе космического аппарата, на общей двум звеньям оси которого установлена пружина кручения с устройствами взведения, причем перпендикулярно этой оси на одном из звеньев расположен подпружиненный шток для фиксации в конечном положении, на конце подпружиненного штока с возможностью поворота установлено коромысло, на обоих концах которого жестко закреплены подшипники качения, взаимодействующие с конусными пазами копиров, жестко установленных на противоположном подпружиненному штоку звене, причем в звеньях двухзвенного механизма выполнены отверстия под устройство фиксации начального положения звеньев, закрепленное посредством резьбового соединения.
Заявляемая конструкция поясняется чертежами:
Фиг.5 - Общий вид предлагаемой конструкции в исходном положении.
Фиг.6 - Вид В на фиг.5.
Фиг.7 - Общий вид предлагаемой конструкции в конечном положении под определенным (заданным) углом.
Фиг.8 - Выносной элемент Д на фиг.6.
Фиг.9 - Вид Е на фиг.7.
Фиг.10 - Сечение Г-Г на фиг.6 (исходное положение).
Фиг.11 - Сечение З-З на фиг.8 (исходное положение).
Фиг.12 - Сечение К-К на фиг.9 (конечное положение).
Фиг.13 - Сечение И-И на фиг.9 (конечное положение).
Конструкция подкоса состоит из двухзвенного механизма, состоящего из звеньев 17 и 18 (фиг.5), причем звено 17 с возможностью поворота в направлении Б относительно звена 18, с общей осью и установленными на ней пружинами кручения 19 и 20, на концах которых расположены устройства взведения 21 (фиг.6), а также подпружиненного штока 22 посредством пружины 23 (фиг.10), на конце которого с возможностью поворота расположено коромысло 24 с жестко установленными на нем подшипниками качения 25 (фиг.8), которые в свою очередь взаимодействуют с копирами 26 и 27, жестко установленными на звене 18 (фиг.11). Каждый из копиров 26 и 27 имеет радиусный участок, переходящий в конусный паз 28. Звенья 17 и 18 в исходном положении, находясь под действием моментов от пружин кручения 19 и 20, удерживаются устройством фиксации 29 (фиг.10), которое, располагаясь в гладком отверстии 30 звена 18, ввинчено в резьбовое отверстие 31 звена 17, что обеспечивает необходимый угол между звеньями 17 и 18 подкоса и существенно упрощает установку солнечной батареи на изделие.
Работа подкоса осуществляется следующим образом.
Подкос с ввинченным устройством фиксации 29 устанавливают между солнечной батареей и корпусом космического аппарата. Устройство фиксации 29 вывинчивается, а звенья 17 и 18 занимают исходное положение. При отведении солнечной батареи от корпуса космического аппарата в подкосе происходит поворот звеньев 17 и 18, которые под действием пружин кручения 19 и 20 помогают солнечной батарее занять конечное (рабочее) положение. При повороте звеньев 17 и 18 подшипники качения 25, перемещаясь по радиусной поверхности копиров 26 и 27 в направлении Ж, посредством подпружиненного штока 22 с помощью пружины 23 (фиг.12) попадают в соответствующие конусные пазы 28 указанных копиров в направлении Л (фиг.13) и фиксируют звено 17 относительно звена 18 на заданный угол - в нашем случае 179° (фиг.7).
Таким образом, предложенное техническое решение позволит повысить надежность подкоса солнечной батареи за счет исключения трения скольжения и зазора, что в свою очередь исключает появление ударных нагрузок, и упростить процесс установки солнечной батареи на корпус космического аппарата.