УЗЕЛ СТЫКОВКИ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ ОТСЕКОВ РАКЕТЫ

Данное изобретение относится к электротехнике, в частности к узлам стыковки электрических цепей отсеков ракеты.
Узел стыковки электрических цепей отсеков ракеты предназначен для соединения электрических цепей стыкуемых отсеков.
Узел стыковки электрических цепей содержит стыкуемые отсеки и электросоединитель (вилка и розетка) для соединения и разъединения электрических цепей стыкуемых отсеков.
Вилка неподвижно закреплена на торце одного из отсеков ракеты, который содержит направляющие отверстия.
Розетка закреплена на фланце другого отсека, перемещающегося в плоскости перпендикулярной оси ракеты и, опирающегося на пружины сжатия, допускающие перемещение фланца с закрепленной на них розеткой вдоль оси ракеты. На фланце закреплены две направляющие колонки. Таким образом достигается возможность перемещения розетки, как в плоскости, перпендикулярной оси ракеты, так и вдоль ее оси, что позволяет компенсировать технологические неточности взаимного расположения вилки и розетки, возникающие, например, при загрузке ракеты в вертикальную пусковую установку или шахтное пусковое устройство.
Шарнирное соединение подвижного фланца с неподвижным основанием отсека, позволяет избежать передачи ударных поперечных воздействий на состыкованные вилку и розетку.
Известны и широко применяются разнообразные конструкции узлов стыковки электрических цепей отсеков ракет.
Так известен узел стыковки электрических цепей по патенту RU 2039402 С1. 09.07.1995 г. Указанный узел состоит из двух стыкуемых отсеков, включающих один - розетку, другой - вилку и механизм стыковки отсеков с надежной блокировкой сочленения. Вместе с тем аналог имеет существенный недостаток, заключающийся в том, что для стыковки отсеков необходимо обеспечить точное расположение вилки и розетки в стыкуемых отсеках, что приводит к ужесточению допусков при их изготовлении.
Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению является узел стыковки электрических цепей отсеков ракеты по патенту RU 2188487 от 27.08.2002 г. Данный узел стыковки электрических цепей содержит стыкуемые отсеки и электрический соединитель. Розетка неподвижно закреплена на торцевой поверхности одного из отсеков и выполнена с направляющими отверстиями. Вилка закреплена на фланце другого отсека. Фланец, с установленной на нем вилкой имеет возможность перемещаться в плоскости перпендикулярной оси ракеты, что позволяет компенсировать технологические неточности установки вилки и розетки стыкуемых отсеков.
Таким образом в данном прототипе частично устраняется недостаток аналога, за счет возможности скомпенсировать технологический зазор (несоосность) розетки и вилки при стыковке отсеков ракеты.
Вместе с тем существенным недостатком прототипа является невозможность компенсации вертикального зазора, возникающего при стыковке отсеков, вдоль оси ракеты. Наличие вертикального зазора приводит к неполной стыковке штырей вилки с гнездами розетки и, как следствие, к отсутствию надежной электрической связи через соединитель.
Также к недостаткам аналога следует отнести то, что в нем не исключена возможность передачи на состыкованные вилку и розетку нагрузок, возникающих, при поперечном и продольном ударном воздействии на ракету, что может привести к поломке контактов электросоединителя.
Общими признаками прототипа с предлагаемым авторами узлом стыковки электрических цепей отсеков является наличие стыкуемых отсеков, электрического соединителя, включающего вилку и розетку, подвижного фланца, позволяющего одному из электросоединителей перемещаться в плоскости, перпендикулярной оси ракеты, и наличие направляющих колонок на одном отсеке и направляющих отверстий на другом.
Задачей предлагаемого изобретения являлось создание конструкции узла стыковки электрических цепей отсеков ракеты, обеспечивающего надежное автоматическое соединение электросоединителей - вилки и розетки - закрепленных в этих отсеках, без предъявления повышенных требований к взаимному расположению вилки и розетки, как в плоскости перпендикулярной оси ракеты (несоосность), так и вдоль оси - вертикальный зазор между контактирующими поверхностями. Кроме того, предлагаемый узел стыковки электрических цепей обеспечивает эффективную защиту от воздействия на состыкованные электросоединители продольных и поперечных ударных воздействий.
Эта задача решается благодаря тому, что в известной конструкции узла стыковки электрических цепей отсеков, содержащей один отсек с неподвижно закрепленным на нем электросоединителем и направляющими отверстиями и второй отсек, содержащий направляющие колонки и электросоединитель, размещенный на торце подвижной пластины, позволяющей электросоединителю перемещаться в плоскости, перпендикулярной оси ракеты, согласно заявляемому техническому решению, в конструкцию второго отсека введены пружины сжатия, установленные между подвижной пластиной и неподвижным основанием отсека, при этом между подвижной пластиной с электросоединителем и неподвижным основанием установлены шарнирные соединения, содержащие оси со сферической головкой, опирающиеся на сферические шайбы, расположенные в конических отверстиях подвижной пластины и неподвижного основания.
Технический результат изобретения состоит в том, что оно позволяет создать узел стыковки электрических цепей отсеков ракеты, который при сохранении принципиальной схемы узла стыковки электрических цепей прототипа, предусматривающего при заходе направляющих колонок в направляющие отверстия перемещение электросоединителя в плоскости перпендикулярной оси ракеты, характеризуется возможностью дополнительного перемещения электросоединителя вдоль оси ракеты, что позволяет осуществить безопасную и автоматизированную, без участия оператора, стыковку электросоединителей, и одновременно возможность эффективной защиты состыкованных вилки и розетки от продольных и поперечных ударных воздействий.
Указанный технический результат достигнут за счет введения в известную конструкцию узла стыковки электрических цепей пружин сжатия с направляющими, позволяющих осуществить перемещение подвижной пластины с закрепленной на ней розеткой, относительно, неподвижного основания отсека вдоль оси ракеты, и воспринимать продольные ударные нагрузки, а также за счет введения в конструкцию узла стыковки шарнирного соединения, позволяющего воспринимать поперечные ударные воздействия на состыкованные электросоединители.
Сущность предлагаемого изобретения проиллюстрирована на фигурах 1 и 2. На фиг.1 показан вид узла стыковки электрических цепей отсеков ракеты до начала стыковки. На фиг.2 - после стыковки.
Вилка 11 неподвижно закреплена на торцевой поверхности отсека 12, имеющего направляющие отверстия 13.
Розетка 10 и направляющие колонки 14 неподвижно закреплены на пластине 9. В пластине 9 имеются пазы, в которых с зазором «S» в направлении оси «Z» установлены винты 15, ввинченные в пластину 8. Аналогично в пластину 8 установлены винты 15 с зазором «S» в направлении оси «Y» ввинченные во фланец 6. Пружины 17, расположенные в пазах 1 обеспечивают плавное возвратно-поступательное движение пластин с закрепленной на них розеткой 10 в плоскости «YZ» перпендикулярной оси ракеты «X». Фланец 6 опирается на четыре пружины сжатия 16, смонтированные в направляющих втулках 5, обеспечивающих перемещение фланца 6 с закрепленными на нем пластинами 8 и 9 и розеткой 10 в направлении оси ракеты «X» относительно основания отсека 3. Соосно четырем пружинам сжатия в конических отверстиях фланца 6 установлены сферические шайбы 7, а в конических отверстиях основания 3 сферические шайбы 2. Оси со сферической головкой 4, смонтированные в этих шайбах образуют шарнирное соединение, обеспечивающее продольное и поперечное перемещения фланца 6 относительно основания отсека 3.
При стыковке отсеков ракеты направляющие колонки 14 второго отсека заходят в направляющие отверстия 13 первого отсека и, в случае несоосности «t» продольных осей вилки и розетки происходит смещение в плоскости «YZ» подвижных пластин 8 и 9 «YZ» с расположенной на них розеткой поз.10 в сторону совмещения осей вилки и розетки.
Пружины сжатия 16 выбраны таким образом, чтобы обеспечить гарантированную стыковку контактных полей вилки и розетки вдоль
оси «X». Таким образом в момент полной стыковки розетки с вилкой направляющие колонки розетки заходят в направляющие отверстия донного отсека, а технологические зазоры - несоосность «t» и вертикальный зазор «k» между контактными поверхностями розетки и вилки становятся равными нулю. Пружины 16 после окончательной стыковки электросоединителя поджимают фланец 6, который передает осевое усилие сжатых пружин на сочлененные вилку и розетку, обеспечивая их надежную блокировку в направлении оси X.
Шарнирный узел, состоящий из осей 4 и сферических шайб 2 и 7, установленных в конических отверстиях основания 3 и фланца поз.6, обеспечивает плавное перемещение сочлененных розетки и вилки относительно неподвижного основания 3, что позволяет передать поперечное боковое воздействие на состыкованные отсеки ракеты, например при взрыве, на нижнее основание, предотвращая поломку контактов состыкованных электроразъемов.
Выполнение узла автоматической стыковки электрических цепей отсеков ракеты в соответствии с предлагаемым изобретением позволило при загрузке ракеты в вертикальные пусковые устройства обеспечить надежную автоматическую стыковку электрических цепей, без участия оператора, что с одной стороны значительно сократило сроки проведения работ, а с другой повысило безопасность их проведения.
Указанный положительный эффект подтвержден летно-конструкторскими испытаниями опытных образцов узлов стыковки электрических цепей отсеков ракеты, выполненных в соответствии с предлагаемым изобретением.