RU2155145C1

RU2155145C1 - Device for holding and releasing transformable structure mounted on spacecraft

Info

Publication number: RU2155145C1
Application number: RU99115987A
Authority: RU
Inventors: Ю.Д. Кравченко; В.Л. Рудников; Элгуджи Викторович Медзмариашвили; Нугзар Давидович Сирадзе
Original assignee: Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" им. С.П. Королева"
Priority date: 1999-07-22
Filing date: 1999-07-22
Publication date: 2000-08-27

Abstract

FIELD: space engineering; transportation of structures from Earth to be deployed in orbit on board of spacecraft. SUBSTANCE: device includes support for placing the structure in transport position, detachable covers and locking members. Support is made in form of thin-walled flexible shell with longitudinal cut. Edges are connected by means of detachable locks with members of intermediate fixation. Retainers are provided with locking members; covers are mounted on end faces of shell. One cover is provided with detachable fastener for securing the structure to spacecraft. EFFECT: possibility of performing jobs in manual mode for holding structure in transportation position and deploying it in working position on board of spacecraft. 2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к космической технике и предназначено для перемещения космических конструкций, преимущественно крупногабаритных, с Земли на борт космического объекта, например на борт орбитальной станции. The invention relates to space technology and is intended to move space structures, mainly large ones, from the Earth to board a space object, for example, to board an orbital station.

Известны устройства для удержания и освобождения трансформируемых конструкций, которые представляют собой бандажи, охватывающие конструкции, находящиеся в транспортном положении. Размыкание бандажа осуществляется с помощью элементов зачековки, после срабатывания которых трансформируемая конструкция подготовлена к развертыванию. Known devices for holding and releasing transformable structures, which are bandages covering structures in transport position. The opening of the bandage is carried out with the help of the elements of the locking, after which the transformable structure is prepared for deployment.

По заявке ЕПВ N 0151505, B 64 G 1/44, известно устройство для удержания панелей солнечной батареи в транспортном положении и для освобождения их от элементов связи с целью развертывания в рабочее положение. Для этого используются захватные элементы, удерживающие панели в сложенном состоянии. Освобождение панелей от связи с захватами осуществляется управляющим приспособлением, после чего панели развертываются в рабочее положение. According to the application EPO N 0151505, B 64 G 1/44, a device is known for holding solar panels in a transport position and for releasing them from communication elements for deployment in a working position. For this, gripping elements are used to hold the panels folded. The panels are released from communication with the grippers by the control device, after which the panels are deployed to the working position.

За прототип принято устройство для удержания и освобождения трансформируемой конструкции, устанавливаемой на борту космического объекта и принимающей форму плоских колец после развертывания. Устройство содержит ложемент, в котором две трансформируемые конструкции уложены в транспортном положении и удерживаются в этом состоянии крышками. Крышки связаны с ложементом узлами крепления и элементами зачековки, выполненными в виде разрывных болтов. После отстрела крышек трансформируемые конструкции освобождаются от удерживающих их связей с ложементом и по команде с пульта управления развертываются до получения кольцевой формы (Республиканский межведомственный сборник научных трудов "Космическая наука и техника", Киев, Наукова думка, 1992 г., выпуск 6, с. 70-71). The prototype is a device for holding and releasing a transformable structure mounted on board a space object and taking the form of flat rings after deployment. The device contains a lodgement in which two transformable structures are laid in a transport position and are held in this state by covers. The covers are connected to the lodgement by attachment points and locking elements made in the form of explosive bolts. After the covers are removed, the transformable structures are released from their ties with the lodgement and, upon command from the control panel, are deployed to a ring shape (Republican interdepartmental collection of scientific works "Space Science and Technology", Kiev, Naukova Dumka, 1992, issue 6, p. 70-71).

В настоящее время в связи с работами по российско-американскому проекту на международной космической станции большое внимание уделяется конструктивным разработкам, связанным с операциями, которые космонавты осуществляют вручную. Currently, in connection with the work on the Russian-American project at the international space station, much attention is paid to constructive developments related to operations that the astronauts carry out manually.

Устройство-прототип не предназначено для работы космонавтов в ручном режиме. The prototype device is not intended for manual operation of astronauts.

Сейчас разрабатываются конструкции устройств, позволяющие доставлять на борт сложенные в транспортное положение трансформируемые конструкции и проводить работы, которые космонавты осуществляют вручную. Currently, device designs are being developed that allow delivering transformable structures folded into a transport position on board and carrying out work that astronauts carry out manually.

Предлагаемое устройство предназначено для удержания и освобождения трансформируемой конструкции при доставке ее на борт космического объекта. The proposed device is designed to hold and release the transformable structure when it is delivered on board a space object.

Задачей изобретения является обеспечение возможности проведения работ в ручном режиме по удержанию и освобождению трансформируемой конструкции, устанавливаемой на космическом объекте. The objective of the invention is to provide the possibility of carrying out work in manual mode to hold and release a transformable structure mounted on a space object.

Сущность изобретения состоит в том, что предложенное устройство содержит ложемент, выполненный в виде тонкостенной упругой обечайки, по боковой поверхности которой выполнен продольный сквозной, разрез. Края разреза стягиваются по крайней мере одним съемным замком с элементами промежуточной фиксации. Внутри обечайки расположена по крайней мере одна стяжка, снабженная элементом зачековки трансформируемой конструкции, укладываемой в обечайку в состоянии транспортного положения. Элемент зачековки выведен в соответствующее окно, выполненное на боковой поверхности обечайки. Крышки установлены на торцах обечайки, причем одна из них снабжена механизмом крепления с основанием трансформируемой конструкции и с корпусной частью поверхности космического объекта. The essence of the invention lies in the fact that the proposed device contains a lodgement made in the form of a thin-walled elastic shell, along the lateral surface of which a longitudinal through section is made. The edges of the cut are pulled together by at least one removable lock with intermediate fixation elements. At least one screed is located inside the shell, provided with a locking element of the transformable structure, placed in the shell in the transport position. The element of the checkout is displayed in the corresponding window made on the side surface of the shell. The covers are mounted on the ends of the shell, one of which is equipped with a mounting mechanism with the base of the transformable structure and with the body part of the surface of the space object.

Вариант исполнения стяжки может быть следующий: стяжка имеет вид мягкой ленты, охватывающей трансформируемую конструкцию и связанную с элементами зачековки, причем конец ленты, несущий рабочий элемент чеки, пропущен наружу обечайки через крышку, снабженную элементами крепления к поверхности космического объекта. An embodiment of the coupler may be as follows: the coupler has the form of a soft tape covering the transformable structure and connected with the elements of the notch, with the end of the tape carrying the working element of the check passing through the shell provided with fastening elements to the surface of the space object.

Изобретение поясняется графическими материалами, где изображено
фиг. 1 - предлагаемое устройство в объемном изображении;
фиг. 2 - вид на элементы зачековки, закрепленных на стяжках.The invention is illustrated by graphic materials, which depict
FIG. 1 - the proposed device in a three-dimensional image;
FIG. 2 is a view of the elements of the staking attached to the screeds.

Изобретение поясняется на примере трансформируемой конструкции кольцевого рефлектора, транспортное положение которого имеет цилиндрическую форму. The invention is illustrated by the example of a transformable design of an annular reflector, the transport position of which has a cylindrical shape.

Обечайка 1 выполнена из тонкостенного упругого алюминиевого листа, например, алюминия Д16 толщиной 0,6 мм. При укладывании рефлектора обечайка принимает цилиндрическую форму, ответную форме укладки рефлектора в транспортном положении. По продольной образующей боковой поверхности обечайки 1 выполнен продольный сквозной разрез 2. По краям разреза 2 имеются отбортовки 3 под съемные замки, выполненные, например, в виде болтового соединения 4. Между отбортовками 3 с установленными замками 4 имеются проходы, в которых располагаются элементы промежуточной фиксации, выполненные в виде гибких накладок 5 (например, из аримидной ткани). Накладки 5 и зона обечайки, к которой они примыкают, снабжены фиксирующимися между собой элементами, например крючково-ворсовыми пластинами 6 и 7. The shell 1 is made of thin-walled elastic aluminum sheet, for example, aluminum D16 with a thickness of 0.6 mm. When laying the reflector, the shell takes a cylindrical shape, the reciprocal form of laying the reflector in the transport position. A longitudinal through cut is made along the longitudinal generatrix of the side surface of the shell 1. Along the edges of the cut 2 there are flanges 3 for removable locks, made, for example, in the form of a bolt connection 4. Between flanges 3 with installed locks 4 there are passages in which intermediate fixing elements are located made in the form of flexible pads 5 (for example, from arimide fabric). The pads 5 and the shell area to which they adjoin are provided with elements that are fixed to each other, for example, hook-pile plates 6 and 7.

Внутри обечайки 1 размещены две стяжки, выполненные, например, в виде мягкой ленты 8, охватывающей рефлектор в транспортном положении. Каждая стяжка снабжена элементом зачековки рефлектора в транспортном положении. Элемент зачековки представляет собой прямой стержень-чеку 9, который входит в петлю 10, сформированную на одном конце стяжки 8. Петля 10 свободно пропущена через отверстие 11, выполненное в жесткой пластине 12, закрепленной на другом конце стяжки 8. Стержень-чека снабжен фалом 13. Под выступающие элементы зачековки в обечайке выполнены соответствующие окна 14. Inside the shell 1 there are two ties, made, for example, in the form of a soft tape 8, covering the reflector in the transport position. Each screed is equipped with an element for locking the reflector in the transport position. The check element is a straight pin 9, which enters a loop 10 formed at one end of the screed 8. The loop 10 is freely passed through an opening 11 made in a rigid plate 12 fixed to the other end of the screed 8. The check pin is provided with a halyard 13 . Under the protruding elements of the casing in the casing, the corresponding windows 14 are made.

Торцы обечайки закрыты жесткими съемными крышками 15 и 16, закрепленными на фланцах обечайки 1 с помощью съемных узлов крепления, например, болтовых соединений 17. Крышка 16 снабжена механизмом крепления, который представляет собой пространственную стержневую раму 18, снабженную съемными элементами крепления с основанием рефлектора, выполненными, например, в виде болтового соединения 19. Со стороны противоположной крышке 16 на раме 18 имеются узлы захвата 20 для связи с корпусной частью космического аппарата. The ends of the shell are closed by rigid removable covers 15 and 16, mounted on the flanges of the shell 1 using removable fasteners, for example, bolt connections 17. The cover 16 is equipped with a fastening mechanism, which is a spatial rod frame 18, equipped with removable fasteners with a reflector base, made , for example, in the form of a bolted connection 19. From the side of the opposite cover 16 on the frame 18 there are gripping units 20 for communication with the hull of the spacecraft.

На обечайке предусмотрены узлы 21 для установки съемных поручней, необходимых для раскрытия и съема обечайки. On the side of the shell, nodes 21 are provided for installing removable handrails necessary for opening and removing the side of the shell.

Работа с устройством для удержания и освобождения рефлектора из оболочки происходит следующим образом. Work with the device for holding and releasing the reflector from the shell is as follows.

В наземных условиях сложенный в транспортное положение трансформируемый рефлектор укладывают в растворенную обечайку 1 на стяжки 8. Рефлектор охватывается стяжками 8, которые замыкаются элементами зачековки следующим образом - через отверстие 11 пропускается петля 10, в которую заводится стержень-чека 9. Фалы 13 каждой чеки пропускаются наружу обечайки через отверстия в крышке 16. Края обечайки с уложенным рефлектором сводятся, в результате чего образуется продольный сквозной разрез 2, и через отбортовки, окаймляющие разрез 2, пропускаются и затягиваются болтовые соединения 4. К торцу обечайки 1 с помощью болтовых соединений 17 крепится жесткая крышка 15, которая защищает рабочие части рефлектора. На другом торце обечайки 1 аналогично закрепляется крышка 16, несущая механизм крепления в виде пространственной рамы 18. Болтовым соединением 19 рама 18 крепится к основанию рефлектора. Фалы 13 пропускаются через отверстия в крышках 16, так чтобы они располагались в зонах доступности космонавтами. Under ground conditions, the transformable reflector folded into the transport position is placed in the dissolved shell 1 on the ties 8. The reflector is covered by ties 8, which are closed by the locking elements as follows - loop 10 passes through the hole 11, into which the check-rod 9 is inserted. The files 13 of each check are passed the shells out through the holes in the cover 16. The edges of the shell with the laid reflector are reduced, as a result of which a longitudinal through cut 2 is formed, and they are passed through the flanges bordering the cut 2 bolted connections are pulled 4. A rigid cover 15 is attached to the end of the shell 1 by means of bolted connections 17, which protects the working parts of the reflector. At the other end of the shell 1, a cover 16 is likewise fixed, bearing a fastening mechanism in the form of a spatial frame 18. By a bolted connection 19, the frame 18 is attached to the base of the reflector. The halyards 13 are passed through the holes in the covers 16, so that they are located in the access areas by the astronauts.

Подготовка рефлектора к выносу на наружную поверхность орбитальной станции производится космонавтами внутри обитаемого отсека орбитальной станции. The preparation of the reflector for removal to the outer surface of the orbital station is carried out by astronauts inside the inhabited compartment of the orbital station.

Демонтируется болтовое соединение 17 и снимается крышка 15, а на ее место устанавливается мягкий защитный чехол (на фиг. не показан). Аналогично удаляется крепеж 17 и 19 с крышки 16, на место которых монтируются съемные фиксаторы, фиксирующие крышку 16 относительно основания рефлектора. Вдоль разреза 2 снимается болтовое соединение 4. Края разреза обечайки не расходятся, так как удерживаются с помощью гибких накладок 5. На обечайке устанавливаются поручни на узлы 21. The bolt connection 17 is removed and the cover 15 is removed, and a soft protective cover is installed in its place (not shown in Fig.). Similarly, the fasteners 17 and 19 are removed from the cover 16, in place of which removable clips are mounted that fix the cover 16 relative to the base of the reflector. Bolt joint 4 is removed along section 2. The edges of the section of the shell do not diverge, since they are held by flexible pads 5. Handrails are installed on the shell on units 21.

На наружной поверхности космического объекта космонавты выполняют следующие операции. On the outer surface of the space object, the astronauts perform the following operations.

С помощью узлов захвата 20 обечайка 1 с рефлектором крепится к корпусной части космического объекта. Using the capture nodes 20, the shell 1 with a reflector is attached to the hull of the space object.

Затем космонавты снимают мягкий защитный чехол. Демонтируют съемные фиксаторы, фиксирующие крышку 16 относительно основания рефлектора. Снимают гибкие накладки 5. После этого космонавты, удерживая оболочку 1 за поручни 21, раздвигают ее и снимают с рефлектора. Затем космонавты приступают к расфиксации рефлектора - при натяжении фалов 13 чеки 9 выходят из петель 10 и петля выскальзывает из отверстия 11. Then the astronauts remove the soft protective cover. Dismantle the clips fixing the cover 16 relative to the base of the reflector. Remove flexible pads 5. After that, the astronauts, holding the shell 1 by the handrail 21, push it apart and remove it from the reflector. Then the astronauts begin to fix the reflector - when the halyards 13 are pulled, the checks 9 exit the loops 10 and the loop slides out of the hole 11.

Освобожденный рефлектор космонавты закрепляют за основание в заданном месте. The liberated reflector astronauts fasten to the base in a given place.

Таким образом, все существенные признаки предлагаемого устройства для удержания и освобождения трансформируемой конструкции, устанавливаемой на космическом объекте, направлены на решение следующих задач:
- удержания трансформируемой конструкции в сложенном транспортном положении при транспортировке на орбиту;
- проведения подготовительных работ перед выносом конструкции на внешнюю поверхность космического объекта;
- закрепления конструкции на внешней поверхности космического объекта;
- освобождения конструкции от связей удержания в транспортном положении.Thus, all the essential features of the proposed device for holding and releasing a transformable structure mounted on a space object are aimed at solving the following problems:
- retention of the transformable structure in the folded transport position during transportation to orbit;
- conducting preparatory work before moving the structure to the outer surface of the space object;
- fixing the structure on the outer surface of the space object;
- release of the structure from the bonds of retention in transport position.

Это достигается тем, что ложемент выполнен в виде тонкостенной упругой обечайки с продольным сквозным разрезом. Раскрытие обечайки по этому разрезу под действием упругих внутренних сил предотвращают съемные замки (один или несколько), снабженные элементами промежуточной фиксации. После освобождения обечайки от жесткой связи с замками положение обечайки удерживают элементы промежуточной фиксации, которые не позволяют ей самопроизвольно раскрыться, а только несколько увеличивают зазор между обечайкой и трансформируемой конструкцией на заданную величину. Кроме того, при этом снижается уровень упругих напряжений в обечайке. Совокупность съемных замков с элементами промежуточной фиксации позволяет предельно упростить конструкцию элементов зачековки и предусмотреть их срабатывание от руки. В этом случае элементы зачековки могут крепиться на стяжках, выполненных, например, из матерчатых лент и уложенных в обечайке, охватывая вместе с ней трансформируемую конструкцию. При этом срабатывание элементов зачековки происходит в результате приложения космонавтом тянущего усилия к выведенному в нужную зону концу фала, который в увеличенном зазоре между обечайкой и трансформируемой конструкцией имеет возможность свободно перемещаться. Наличие крышек придает жесткость обечайке. This is achieved by the fact that the lodgement is made in the form of a thin-walled elastic shell with a longitudinal through section. The opening of the shell along this section under the action of elastic internal forces is prevented by removable locks (one or several) equipped with intermediate fixing elements. After the shell is released from tight communication with the locks, the position of the shell is held by intermediate locking elements that do not allow it to open spontaneously, but only slightly increase the gap between the shell and the transformable structure by a predetermined amount. In addition, this reduces the level of elastic stresses in the shell. The combination of removable locks with intermediate fixation elements allows you to extremely simplify the design of the elements of the lock and provide for their operation by hand. In this case, the locking elements can be mounted on screeds made, for example, of cloth tapes and laid in a shell, covering the transformable structure with it. In this case, the actuation of the locking elements occurs as a result of the astronaut applying a pulling force to the end of the halyard brought to the desired zone, which in the increased gap between the shell and the transformable structure has the ability to move freely. The presence of covers gives rigidity to the shell.

Таким образом, предлагаемое устройство для удержания и освобождения трансформируемой конструкции, устанавливаемой на космическом объекте, позволяет быстро и эффективно подготовить трансформируемую конструкцию к работе. Thus, the proposed device for holding and releasing a transformable structure mounted on a space object, allows you to quickly and efficiently prepare the transformable structure for work.

Claims

1. Device for holding and releasing a transformable structure mounted on a space object, containing a lodgement for laying the transformable structure in transport position, removable covers with attachment points to the lodgement, locking elements, characterized in that the lodgement is made in the form of a thin-walled elastic shell with a longitudinal through a cut, the edges of which are connected by at least one removable lock with intermediate fixing elements, at least one screed with an element is placed inside the shell m of the transformed structure in transport position, displayed in the corresponding window made in the shell, these covers are installed on the ends of the shell, one of which is equipped with a removable mechanism for attaching to the base of the transforming structure and to the body part of the surface of the space object.

2. The device according to claim 1, characterized in that the said screed is made in the form of a soft tape covering the transformable structure and connected with the elements of the notch, and the working element - the check is equipped with a halyard passed through the shell through the lid equipped with a mechanism for attaching to the surface of the space object .