СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КОНСТРУКЦИИ МЕХАНИЧЕСКОГО УСТРОЙСТВА БАТАРЕИ СОЛНЕЧНОЙ
SOLAR BATTERY MECHANICAL DEVICE STRUCTURE MANUFACTURING METHOD

Изобретение относится к космической технике, а именно к способам изготовления конструкции механического устройства батареи солнечной и может быть использовано при создании космического аппарата.
Из существующего уровня техники известен способ изготовления конструкции механического устройства, раскрытый в устройстве «Солнечная батарея космического аппарата» (патент RU №2214949 С1, B64G 1/22), заключающийся в том, что створки батареи солнечной попарно связывают между собой шарнирами, а раму с помощью пиросредств закрепляют на корпусе космического аппарата в раскрытом положении. При этом на внутренних торцах верхних створок устанавливают кронштейны, связанные со стяжными лентами. Переводят батарею космического аппарата в сложенное положение, стяжные ленты пропускают через пиросредства, жестко закрепленные на раме. На внешних торцах верхних створок устанавливают крюки, поверхности которых взаимодействуют с осями подпружиненных стяжных элементов, шарнирно закрепленных на корпусе космического аппарата, причем оси стяжных элементов смещают наружу относительно осей шарниров, связывают верхние и нижние створки, а на нижних створках жестко закреплены шаровые опоры, взаимодействующие с корпусом космического аппарата.
Недостатком описанного выше способа является то, что элементы фиксации конструкции механического устройства батареи солнечной взаимодействуют с корпусом космического аппарата. Таким образом, функционирование механического устройство батареи солнечной невозможно без элементов конструкции космического аппарата, что приводит к зависимости изготовления механического устройства от изготовления самого космического аппарата.
Из существующего уровня техники известен способ изготовления конструкции механического устройства, раскрытый в устройстве «Батарея солнечная космического аппарата» (патент RU №2460676 С2, B64G 1/44), заключающийся в том, что панель батареи солнечной, которая состоит из двух полупанелей, собирают в раскрытом положении, соединяя корневую, среднюю и крайнюю створки каждой из полупанелей шарнирными узлами. Полупанели переводят в сложенное положение и устанавливают на раме, подвижно закрепленной на четырех опорных узлах корпуса космического аппарата.
Полупанели соединяют между собой с одной стороны при помощи четырех подпружиненных прижимов, установленных на раме, а с другой - четырьмя стяжками в опорных узлах космического аппарата. Подпружиненные прижимы связывают посредством тросовой тяги с пиросредством.
Недостатком описанного выше способа является большое количество элементов фиксации (стяжки опорных узлов, опорные узлы, пиросредства и подпружиненные прижимы, фиксирующие внешнюю панель), что усложняющего конструкцию устройства, а также то, что опорные узлы входят в состав конструкции космического аппарата, в связи с чем функционирование механического устройство батареи солнечной невозможно без этих опорных узлов и к зависимости изготовления механического устройства от изготовления самого космического аппарата.
Из существующего уровня техники наиболее близким к заявленному решению (прототипом) является способ изготовления конструкции механического устройства, раскрытый в устройстве «Солнечная батарея» (патент RU №2258640 С1, B64G 1/44), заключающийся в том, что панели соединяют между собой и через первую панель с рамой в раскрытом положении посредством расположенных по их краям соосных шарнирных соединений. Раму связывают шарнирным соединением с космическим аппаратом. Раму и панели переводят в сложенное положение и фиксируют друг относительно друга и на космическом аппарате с помощью механизмов опорных узлов, удерживаемых от срабатывания пирочеками. При этом опорные узлы и пирочеки установлены на скрепленных с космическом аппаратом кронштейнах.
Недостатком описанного выше способа является то, что сборка механического устройства батареи солнечной происходит на корпусе космического аппарата с подготовленными посадочными поверхностями и необходимыми крепежными отверстиями, с использованием конструктивных элементов космического аппарата (например, таких как кронштейны для установки пиросредств), непосредственно влияющих на функционирование устройства. Это приводит как к усложнению конструкции самого механического устройства батареи солнечной, так и к тому, что сборку конструкции на корпусе космического аппарата необходимо интегрировать в производственный цикл самого космического аппарата, то есть учитывать время, место и необходимую степень готовности конструкции космического аппарата, а так же объем и соответствующие этапы его испытаний на работоспособность в условиях штатного функционирования.
Для заявленного способа выявлены основные общие существенные признаки, как: панели, рама, шарнирные соединения, пакет.
Технической проблемой, на решение которой направлено заявляемое изобретение является упрощение процесса изготовления механического устройства батареи солнечной, что, в свою очередь снижает время изготовления всего космического аппарата.
Поставленная техническая проблема решается тем, что в способе изготовления конструкции механического устройства батареи солнечной, заключающимся в том, что панели и раму, связывают между собой шарнирными соединениями в раскрытом положении. Раму связывают шарнирным соединением с технологическим приспособлением, имитирующим посадочные поверхности и точки крепления элементов конструкции механического устройства батареи солнечной на корпусе космического аппарата. Переводят раму и панели в сложенное положение. Фиксируют друг относительно друга и относительно технологического приспособления посредством механизмов опорных узлов удерживаемых от срабатывания узлом с пиросредствами с помощью тросовых тяг. При этом опорные узлы, узел с пиросредствами и тросовые тяги заранее устанавливают на технологическом приспособлении в заданных местах и окончательно. Настраивают их расположение соответствующее их расположению на космическом аппарате при первом переводе панелей и рамы в сложенное положение. После чего механическое устройство батареи солнечной испытывают на технологическом приспособлении для подтверждения работоспособности, по месту окончательной установки на космическом аппарате.
Способ изготовления конструкции механического устройства батареи солнечной заключается в том, что предварительно изготавливают технологическое приспособление, представляющее собой конструкцию, например балочную ферму, повторяющую космический аппарат в части плоскостей и точек крепления механического устройства батареи солнечной на космическом аппарате. Затем панели и раму, связывают между собой шарнирными соединениями в раскрытом положении, раму связывают шарнирным соединением с технологическим приспособлением, имитирующим посадочные поверхности и точки крепления элементов конструкции механического устройства батареи солнечной на корпусе космического аппарата. Переводят раму и панели в сложенное положение, фиксируют друг относительно друга и относительно технологического приспособления посредством механизмов опорных узлов взаимодействующего с узлом с пиросредствами с помощью тросовых тяг, при этом опорные узлы, узел с пиросредствами и тросовые тяги заранее установлены на технологическом приспособлении в заданном месте. Такая конструкция фиксирующих элементов позволяет объединить все элементы в одну механическую систему, что облегчает монтаж ее на технологическом приспособлении и затем перенос, и монтаж на корпусе космического аппарата. Также это позволяет сократить количество элементов фиксации, но при этом выполнять функцию рамы и панелей в сложенном положении с заданной надежностью и автономно от корпуса космического аппарата. Окончательно расположение элементов механического устройства батареи солнечной на технологическом приспособлении, соответствующее их расположению на космическом аппарате настраивают при первом переводе панелей и рамы в сложенное положение. Механическое устройство батареи солнечной испытывают на технологическом приспособлении для подтверждения работоспособности, по месту окончательной установки на космическом аппарате, а затем демонтируют и устанавливают на космический аппарат в заданный момент его производственного цикла.
Механическое устройство батареи солнечной, конструкцию которой изготавливают заявленным способом, состоит из рамы и панелей, связанных между собой шарнирными соединениями, и фиксируемых в сложенном положении между собой опорными узлами, механизмы которых удерживаются от срабатывания узлом с пиросредствами с помощью тросовых тяг.
Техническим результатом изобретения является использование дополнительного технологического приспособления (оснастки), позволяющей исключить зависимость процесса изготовления механического устройства батареи солнечной от степени готовности космического аппарата, времени и места его нахождения.