БАТАРЕЯ СОЛНЕЧНАЯ КОСМИЧЕСКОГО АППАРАТА
SOLAR CELL PANEL FOR SPACECRAFT

Изобретение относится к космической технике, а именно к батареям солнечным (БС), и может быть использовано на космических аппаратах (КА) различного назначения для электроснабжения.
БС КА, как правило, представляют собой многозвенные раскрываемые конструкции, что обусловлено необходимостью компактного размещения КА под головным обтекателем ракеты носителя. Панели БС располагаются вдоль борта КА, и их раскрытие производится без отвода от борта КА после выведения его на орбиту.
Известна солнечная батарея космического аппарата патент RU №2214949 - прототип, состоящая из рамы, жестко закрепленной на приводе верхних и нижних створок, попарно связанных между собой шарнирами, причем рама с помощью пиросредств закреплена на корпусе космического аппарата, при этом на внутренних торцах верхних створок установлены кронштейны, связанные со стяжными лентами, проходящими через пиросредства, жестко закрепленными па рамс солнечной батареи, а па внешних торцах верхних створок установлены крюки, поверхности которых взаимодействуют с осями подпружиненных стяжных элементов, шарнирно закрепленных на корпусе космического аппарата, причем оси стяжных элементов смещены наружу относительно осей шарниров, связывающих верхние и нижние створки, а на нижних створках жестко закреплены шаровые опоры, взаимодействующие с корпусом космического аппарата.
Известная солнечная батарея имеет ограниченные эксплуатационные возможности в случае увеличения энергопотребления изделия (космического аппарата, спутника), исходя из его задач и компоновки изделия, требующего увеличения площадей СБ за счет увеличения створок панелей.
При увеличении площадей в известной солнечной батарее путем увеличения створок зона раскрытия створок панелей ограничена компоновкой изделия, что может привести к соударению с внешними элементами конструкции изделия.
Задачей предложенного технического решения является расширение эксплуатационных возможностей солнечной батареи при увеличении энергопотребления изделия с обеспечением организованного раскрытия створок в заданной зоне без соударения с внешними элементами изделия (антенны, крышки и т.д.).
Поставленная задача решается тем, что БС, включающая в свой состав две панели, состоящие из подпружиненных шарнирно связанных между собой и собранных в пакет створок, устанавливаемых в сложенном положении на раме и закрепленных к борту КА через опорные узлы с пиросредством, и подпружиненных, шарнирно закрепленных на опорных узлах стяжек, отличается тем, что каждая из панелей выполнена из двух полупанелей, состоящих из корневой, средней и крайней створок, установленных на раме, подвижно закрепленной на опорных узлах, при этом полупанели каждой панели соединены между собой с помощью фиксирующих элементов, выполненных в виде подпружиненных прижимов, установленных на раме и связанных посредством тросовой тяги с пиросредством, причем на створках попарно установлены по два кронштейна, при этом кронштейны, установленные на крайней створке, снабжены осями, которые взаимодействуют в процессе раскрытия панелей с профилированными выступами, выполненными па кронштейнах, установленных на корневой створке, обеспечивая раскрытие панелей «рулонным» способом.
Заявляемая конструкция БС приведена на фигурах:
Фиг.1 Общий вид БС;
Фиг.2 Вид по стрелке A на фиг.1;
Фиг.3 Разрез Б-Б на фиг.2;
Фиг.4 Сечение В-В на фиг.3;
Фиг.5 - Фиг.9 Кинематическая схема раскрытия створок БС;
Фиг.10 Выносной элемент Г на фиг.5;
Фиг.11 Выносной элемент Д на фиг.6;
Фиг.12 Выносной элемент Е на фиг.7;
Батарея солнечная КА1 состоит из двух панелей, каждая из которых включает в свой состав две полупанели, состоящие из корневой 2, средней 3 и крайней 4 створок, установленных на раме 5, подвижно закрепленной на четырех опорных узлах 6, полупанели каждой панели с одной стороны соединены между собой с помощью четырех подпружиненных прижимов 7, установленных на раме 5 и связанных посредством тросовой тяги с основной и дублирующей пирочеками (на фигурах не показаны), а с другой - с помощью четырех подпружиненных, шарнирно закрепленных на опорных узлах 6 стяжек 8. Сборка створок в пакет осуществлена таким образом, что с одной стороны корневая створка 2 шарнирно связана со средней створкой 3 (ось 9), а с другой - средняя 3 с крайней 4 (ось 10). Вдоль длинных сторон створок, снаружи, на корневой 2 и крайней 4 створках попарно установлены по два кронштейна 11 и 12. Кронштейны 11 снабжены осями 13, а кронштейны 12 - профилированными выступами 14. Оси 13 и профилированные выступы 14 при сложенных створках установлены с зазором, а взаимодействуют между собой лишь в процессе раскрытия панелей, обеспечивая их безударное раскрытие «рулонным» способом.
Процесс раскрытия панели происходит следующим образом: после выведения КА на орбиту подается команда на срабатывание пирочек, обеспечивающих, в свою очередь, срабатывание прижимов 7. После срабатывания прижимов 7 под действием пружин обеспечивается возможность отвода средних 3 и крайних 4 створок и приведение панели в рабочее положение, при этом в конечном положении створки 3 и 4 фиксируются защелками.
Анализ кинематической схемы раскрытия створок (см. фиг.5 - фиг.9) показывает, что после срабатывания прижимов 7 и освобождения пакета створок от стяжек 8 начинается разворот створок, при этом оси 13 входят в контакт с профилированными выступами 14 и катятся по ним. Отсутствие контакта между осями 13 и выступами 14 в начальный момент движения исключает возможность заклинивания створок, обусловленного различными технологическими факторами. Профили выступов 14 выполнены таким образом, что крайняя створка 4 имеет возможность раскрываться только после того, как средняя створка 3 раскроется на угол ~90°, т.е. исключается возможность большого разброса траекторий движения створок и возможность соударения крайней створки 4 с рабочей поверхностью корневой створки 2.
Заявленная конструкция солнечной батареи космического аппарата позволит расширить ее эксплуатационные возможности при увеличении энергопотребления космическим аппаратом в зависимости от его задач и компоновки, а организованное раскрытие створок панелей СБ «рулонным» способом исключает возможность их соударения с аппаратурой КА и, следовательно, ее повреждения, что в итоге обеспечивает повышение надежности КА.