УНИФИЦИРОВАННАЯ ПРИБОРНАЯ ПАНЕЛЬ КОСМИЧЕСКОГО АППАРАТА

Полезная модель относится к области машиностроения и может быть использована в космической технике, в частности при создании негерметичных корпусов космических аппаратов (КА) различного целевого назначения.
Унифицированная приборная панель (УПП) КА представляет собой многослойную конструкцию, которая состоит из несущих оснований и расположенного между ними заполнителя, например в виде сот. В конструкцию УПП установлены закладные элементы, на которые производится монтаж интерфейсов, оборудования, конструкций.
В условиях конкуренции между производителями КА различного назначения возникает тенденция сглаживания существенных отличий в технических характеристиках и качестве КА, при которой, значительную роль играет срок и стоимость изготовления. Одним из способов решения данных вопросов является применение унификации в технологии производства КА, в том числе в технологии изготовления сотовых конструкций. Конструкция УПП сочетает в себе основные качества, требуемые при производстве КА - повышенную прочность и малый вес, а использование принципа технической унификации при изготовлении позволяет сделать приборную панель универсальной для реализации возможности более широкого применения при создании корпусов КА различного целевого назначения.
Между технологией производства и применяемыми материалами в сотовых конструкциях существует взаимосвязь, изменение которой может повлечь изменение (в том числе ухудшение) эксплуатационных характеристик УПП. Поэтому при изготовлении проводится предварительная технологическая и экспериментальная отработка с учетом основных требований к технологии производства.
Основными требованиями к технологии производства УПП КА являются:
обеспечение соответствия современным требованиям по уменьшению массы;
совершенствование технических и эксплуатационных характеристик;
сокращение сроков и снижение стоимости производства.
Из предшествующего уровня техники известны различные исполнения сотовых конструкций для КА. Известна панель корпуса КА (патент RU №2283799), содержащая раму, несущие верхнее и нижнее основания, между которыми герметично установлен заполнитель в виде сот.
К недостаткам указанной конструкции можно отнести:
повышенную массу, образованную из-за наличия рамы, а также применения материала (титан) при изготовлении несущих оснований;
высокую вероятность возникновения локальных зон непроклея из-за применения определенного типа клея (ВКВ-9), что отразится на качественных (прочностных) характеристиках.
Наиболее близкой по совокупности существенных признаков является приборная панель КА (патент RU №2474518), содержащая несущие верхнее и нижнее основания, между которыми установлен заполнитель в виде сот и закладные элементы. Панель снабжена промежуточным несущим основанием, установленным в центре заполнителя, а основания соединены с сотами клеевой пленкой, при этом в панели выполнены сквозные отверстия под закладные элементы в виде втулки для размещения крепежных элементов. Втулки с двух сторон имеют отбортовки, взаимодействующие с несущими верхним и нижним основаниями.
К недостаткам данного технического решения относятся:
повышенная масса, которая образуется за счет включения в сотовую конструкцию промежуточного основания, а также клеевых пленок, для соединения данного основания с заполнителем;
низкая степень технологичности, обусловленная исполнением закладных элементов в виде втулок с отбортовками, процесс изготовления которых может привести к повреждению приборной панели и усложнению производства.
Задачами, на решение которых направлено заявляемое техническое решение являются: совершенствование конструкции приборной панели КА, повышение надежности, технологичности и степени унификации.
Поставленные задачи решаются за счет того, что УПП КА содержит несущие основания, между которыми установлен заполнитель в виде сот, при этом в приборной панели выполнены сквозные отверстия, в которых размещены закладные элементы. Несущие основания соединены с заполнителем посредством клея, а закладные элементы выполнены в виде втулок, расположенных коаксиально и сопряженных между собой резьбовым соединением, при этом втулки выполнены с фланцами и зафиксированы между собой и приборной панелью с помощью клея. На несущем основании также может быть установлено терморегулирующее покрытие, а в конструкцию приборной панели могут быть встроены тепловые трубы.
Техническими результатами, обеспечиваемыми приведенной совокупностью признаков, являются: пониженная масса; повышенная надежность, технологичность и степень унификации.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, на которых показано:
на фиг. 1 изображен общий вид УПП КА;
на фиг. 2 изображено сечение А-А на фиг. 1;
на фиг. 3 изображено сечение Б-Б на фиг. 1.
На фиг. 1 изображен общий вид УПП КА, состоящий из несущих оснований 1, 3, между которыми установлен заполнитель 4 в виде сот, при этом в УПП КА выполнены сквозные отверстия, в которых размещены закладные элементы 2. Несущие основания 1, 3 соединены с заполнителем 4 посредством клея, закладные элементы 2 выполнены в виде втулок, расположенных коаксиально и сопряженных между собой резьбовым соединением, как показано на фиг. 2, при этом втулки выполнены с фланцами и зафиксированы между собой и приборной панелью с помощью клея. На несущем основании 1 также может быть установлено терморегулирующее покрытие 5, например оптический солнечный отражатель с серебром (ОСО-С), который приклеивается к поверхности основания.
На фиг. 3 показана тепловая труба 6 встроенная в УПП КА, причем тепловая труба приклеена одной поверхностью к внутренней стороне несущего основания 3, а другой к заполнителю 4, который имеет канавки для установки тепловой трубы.
Терморегулирующее покрытие 5 и тепловые трубы 6, предполагаемые к установке в конструкции УПП являются элементами системы терморегулирования и предназначены для поддержания температуры оборудования и конструкции КА в заданных температурных диапазонах в процессе орбитального функционирования, в любом режиме эксплуатации в течение заданного срока активного существования.
Несущие основания 1, 3, заполнитель 4 и закладные элементы 2 могут быть выполнены из любых материалов, используемых в аэрокосмической технике.
Применение в предлагаемой УПП КА закладных элементов данного исполнения, по сравнению с прототипом, позволяет исключить технологические операции, связанные с механической деформацией втулок при изготовлении отбортовок с последующей фиксацией в панели, что совершенствует технологию производства УПП и исключает возможность ее повреждения.
Использование принципа унификации в технологии производства позволяет сделать УПП КА универсальной для реализации возможности более широкого применения, например при производстве панелей с элементами системы терморегулирования.
Реализация технологии производства УПП КА также имеет ряд технико-экономических преимуществ:
повышенное качество изделия;
упрощенный и автоматизированный процесс производства;
сокращенные сроки изготовления и низкая стоимость.