Адаптер для группового выведения спутников стандарта CubeSat

Полезная модель относится к ракетно-космической технике, а именно к устройствам для выведения одной ракетой-носителем группы спутников стандарта CubeSat.
Из уровня техники известно, что для группового выведения спутников используют устройства с опорой в виде колонны или стойки, из соединенных друг с другом, как правило, одинаковых секций, выполненных с обеспечением возможности крепления запускаемых спутников: US 8915472 B2, RU 2725824 C1, RU 2624959 C1. Запускаемые спутники могут быть размещены либо во внутреннем объеме секций устройства, либо на внешних стыковочных поверхностях, поскольку в последнем случае максимально заполняется полезный объем. Однако данное утверждение, приводимое в отдельных источниках, может быть спорным, поскольку максимально заполнить полезный объем можно при размещении спутников одновременно и внутри объема опоры, и на внешних стыковочных плоскостях.
Изобретение RU 2156212 C2 является ближайшим аналогом предлагаемой нами полезной модели и представляет собой устройство для размещения нескольких спутников на ракете-носителе. Устройство подобного типа находит применение предпочтительно в тех космических программах, которые предусматривают выведение на орбиту нескольких идентичных друг другу спутников. Устройство содержит: вертикальную опору, которая может быть закреплена на верхней части данной ракеты-носителя и имеет, по меньшей мере, два одинаковых посадочных места, на каждое из которых может быть установлен выводимый на орбиту спутник; идентичные органы стыковки, причем каждый из указанных органов содержит специальные средства крепления и сброса, при помощи которых один из устанавливаемых на данной ракете-носителе спутников может быть смонтирован на этом органе стыковки и отделен от него в заданный момент.
В предпочтительном варианте выполнения, рассматриваемого изобретения, опора располагается вдоль продольной оси ракеты-носителя и имеет многоугольное поперечное сечение, определяющее, по меньшей мере, три основных присоединительных поверхности, каждая из которых содержит, по меньшей мере, одно посадочное место для спутника.
В предложенном устройстве полезный объем используется не в полной мере.
Техническая задача, которую решает предлагаемая нами полезная модель, направлена на проектирование устройства в виде адаптера для группового выведения спутников стандарта CubeSat. При этом конструкция устройства должна позволять осуществлять максимальное заполнение как внешнего, так и внутреннего его полезного объема транспортно-пусковыми контейнерами со спутниками.
Предлагаемое нами устройство располагается вдоль продольной оси ракеты-носителя и представляет собой секционную восьмигранную конструкцию. Конструкция секции представляет собой ферму, на которою монтируются стыковочные поверхности, выполненные в виде прямоугольных плит. На них, в свою очередь, размещаются транспортно-пусковые контейнеры. К верху конечной секции крепится верхняя крышка адаптера, а на ней размещают наружную стыковочную поверхность с транспортно-пусковыми контейнерами. Вся секционная восьмигранная конструкция крепится к переходному устройству, выполненному в виде фермы. Внутри адаптера располагается платформа для крепления пневматического подъемника и телескопических направляющих, которые исключают возможность наклонов подъемника во время его подъема. Снизу этой платформы находится бак с газом и дроссель для выдвижения внутренней стыковочной поверхности. Внутренняя стыковочная поверхность, в свою очередь, размещается уже на платформе, прикрепленной к пневматическому подъемнику. Вся собранная конструкция крепится с помощью пят к разгонному блоку или ракете-носителю.
Отличие от ближайшего аналога заключается в следующем:
1. Наличие пневматического подъемника с внутренней стыковочной поверхностью и телескопическими направляющими, позволяет размещать транспортно-пусковые контейнеры внутри конструкции.
2. Наличие наружной стыковочной поверхности, прикрепленной к верхней крышки, позволяет размещать транспортно-пусковые контейнеры сверху адаптера.
Поставленная техническая задача решается за счет того, что внутренняя стыковочная платформа, закрепленная на пневматическом подъемнике, позволяет размещать транспортно-пусковые контейнеры со спутниками внутри адаптера, вследствие чего увеличивается количество запускаемых спутников стандарта CubeSat. Также наличие восьми внешних стыковочных поверхностей и наружной стыковочной поверхности, прикрепленной к верхней крышки адаптера, позволяет размещать как на внешней стороне конструкции транспортно-пусковые контейнеры, так и сверху самого адаптера.
Устройство представлено на следующих чертежах:
фиг. 1 – Вид адаптера.
фиг. 2 – Общий вид адаптера.
фиг. 3 – Адаптер без транспортно-пусковых контейнеров в разрезе.
Адаптер для группового выведения спутников стандарта CubeSat представляет собой секционную восьмигранную конструкцию. Конструкция секции представляет собой ферму 13, на которою монтируются стыковочные поверхности 5 с отверстиями для снижения веса конструкции. Между собой стыковочные поверхности 5 крепятся с помощью крепежных элементов 7. К верху конечной секции прикрепляют верхнюю крышку 3 с, размещенной с помощью винтов 2 на ней, наружной стыковочной поверхностью 1. Внутри адаптера располагается платформа 15 для крепления пневматического подъемника 12 и телескопических направляющих 14. Снизу платформы 15 размещают бак с газом 8 и дроссель 16. На самом пневматическом подъемнике 12 располагается платформа 11, на которой монтируется внутренняя стыковочная поверхность 4. Собранный адаптер крепится на переходное устройство 9, которое выполнено в виде фермы. А оно с помощью пят 10 размещается на разгонном блоке или ракете носителе. Транспортно-пусковые контейнеры 6 крепятся на стыковочные поверхности 1, 4 и 5.
Полезная модель используется следующим образом. Адаптер для группового выведения спутников стандарта CubeSat закрепляется на разгонном блоке или ракете-носителе с помощью пят 10.При выводе на орбиту транспортно-пусковые контейнеры на внешних стыковочных поверхностях 5, а также на наружной стыковочной поверхности 1, прикрепленной к верхней крышки адаптера 3, выводятся синхронно с двух противоположных сторон, для того чтобы гасить возникающий импульс и избежать смещения траектории запуска спутников. Для запуска спутников внутри адаптера  по команде открывается дроссель заслонка 16. Газ из бака 8 передается на пневматический подъемник 12, вследствие чего тот поднимает внутреннюю стыковочную поверхность 4 с размещенными на ней дополнительными транспортно-пусковыми контейнерами, а наличие телескопических направляющих 14 позволяет избежать наклонов во время подъема. При этом открытием/закрытием дроссель заслонки можно регулировать подачу газа на пневматический подъемник 12, тем самым регулировать скорость подъема внутренней стыковочной поверхности 4.
Технический результат использования изобретения заключается в том, что адаптер для группового выведения спутников стандарта CubeSat позволяет запускать их увеличенное число. Конструкция адаптера является секционной, может наращиваться, количество секций зависит от наличия свободного пространства под обтекателем ракеты-носителя. Также конструкция адаптера предполагает наличие пневматического подъемника и внутренней стыковочной поверхности, что позволяет размещать транспортно-пусковые контейнеры внутри него, а также регулировать скорость их выведения. Наличие отверстий на стыковочных поверхностях и верхней крышке позволяет снизить вес конструкции.
Список использованных источников:
1. Патент № RU 2725824 C1.
2. Патент № US 8915472 B2.
3. Патент № RU 2624959 C1.
4. Патент № RU 2724000 C1.
5. Патент № RU 2156212 C2.