УЗЕЛ КРЕПЛЕНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ КОНСТРУКЦИИ КОСМИЧЕСКОГО АППАРАТА

Полезная модель относится к космической отрасли и предназначена для крепления элементов конструкции космического аппарата (КА) к силовой сетчатой конструкции (ССК) 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 степень технологичности.
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 степень технологичности и надежности работы крепежа;
- крепление конструктивных элементов возможно исключительно на плоских поверхностях.
Наиболее близким к заявляемому техническому решению по назначению и совокупности существенных признаков 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 элементами (ребрами) ССК. Накладки выполнены с углом наклона направляющих граней, совпадающим с углом наклона ребер ССК. Опорная накладка упирается в перекрестие ребер 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:
- ограничение установки узла закрепления только на два спиральных и одно кольцевое ребра;
- механическая обработка узла закрепления может выполняться только радиально;
- точка фиксации оборудования КА должна располагаться в районе пересечения спиральных ребер ССК;
- ось посадочного отверстия (отверстия для крепления оборудования) точки фиксации совпадает с углом пересечения спиральных ребер ССК;
- невозможность выполнения посадочного отверстия точки фиксации с линейным смещением.
Задачами, на решение которых направлено заявляемое техническое решение являются: совершенствование конструкции узла крепления, а также расширение функциональных возможностей.
Поставленная задача решается тем, что 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. Рекомендуется использовать накладки, выполненные из металла, скрепленные между собой при помощи клея и металлического винтового крепления.
Техническими результатами заявляемой полезной модели являются:
- возможность установки узла крепления элементов конструкции КА на спиральные, кольцевые и продольные элементы ССК;
- возможность расположения точки фиксации элементов конструкции КА независимо от пересечения элементов ССК;
- возможность механической обработки (т.е. повышение степени технологичности) узла крепления элементов конструкции КА как радиально, так и перпендикулярно относительно нормали к ССК;
- возможность выполнения посадочного отверстия точки фиксации с линейным смещением;
- возможность установки узла крепления элементов конструкции КА различными способами, не меняя конфигурацию в зависимости от расположения элементов конструкции КА.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, показанными на фиг. 1-10:
- фиг. 1 - общий вид ССК с узлом крепления элементов конструкции КА;
- фиг. 2, 5, 6, 7, 8 - варианты установки узла крепления элементов конструкции 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. 8;
- фиг. 10 - сеч. В-В, показанное на фиг. 8.
Узел крепления элементов конструкции КА представляет собой состав композиционных элементов 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 в виде пластин, крепятся симметрично с двух сторон к элементам ССК 4 и имеют форму с одинаковым контуром, при этом, некоторые из граней совпадают с углом наклона элементов ССК 4. На сопрягаемых поверхностях крепежной накладки 1 и опорной накладки 2 выполнены проточки для фиксации на спиральных, кольцевых и продольных элементах ССК 4 с разной шириной и толщиной, повторяющие геометрические параметры элементов ССК 4 в местах установки крепежной накладки 1 и опорной накладки 2. В крепежной накладке 1 на внешней стороне выполнены два гладких отверстия, а в опорной накладке 2 - два резьбовых отверстия, необходимых для закрепления крепежной накладки 1 с опорной накладкой 2 при помощи крепежных элементов 3, обеспечивая однозначное место в пространстве. Крепежная накладка 1 на внешней стороне имеет бобышку 5 в форме прямоугольного параллелепипеда с фасками под механическую обработку (поверхность Д) как радиально, так и перпендикулярно нормали ССК 4. В бобышке 5 выполняется гладкое посадочное отверстие с линейным смещением от угла наклона спиральных элементов ССК 4 и по направляющей выполняется резьбовое отверстие в опорной накладке 2, для образования точки фиксации элементов конструкции КА. Все контактные поверхности и зазоры между деталями 1, 2, 3, 4 для упрочнения заполняются клеем. Взаимное положение крепежной накладки 1 и опорной накладки 2 может варьироваться в зависимости от местоположения элементов конструкции КА на ССК 4. Подробно ССК 4 из ПКМ с узлом крепления элементов конструкции КА представлена на фиг. 1.
Узел крепления элементов конструкции КА обладает возможностью универсальной фиксации на элементах ССК 4 различными способами установки, представленными на фиг. 2, 5-8.
Крепежная накладка 1 устанавливается по внешнему радиусу R1 ССК 4, опорная накладка 2 - по внутреннему R2 (фиг. 2, 4-7). Если элементы конструкции КА необходимо установить с внутренней стороны ССК 4, то крепежная накладка 1 устанавливается по внутреннему радиусу R2 ССК 4, а опорная накладка 2, соответственно, по внешнему R1 (фиг. 8, 10).