[go: up one dir, main page]

RU2726340C1 - Device for docking of spacecrafts - Google Patents

Device for docking of spacecrafts Download PDF

Info

Publication number
RU2726340C1
RU2726340C1 RU2019142133A RU2019142133A RU2726340C1 RU 2726340 C1 RU2726340 C1 RU 2726340C1 RU 2019142133 A RU2019142133 A RU 2019142133A RU 2019142133 A RU2019142133 A RU 2019142133A RU 2726340 C1 RU2726340 C1 RU 2726340C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
docking
pneumatic
cable
docking unit
spacecraft
Prior art date
Application number
RU2019142133A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Вадим Дмитриевич Зеленов
Дмитрий Александрович Зеленов
Original Assignee
Вадим Дмитриевич Зеленов
Дмитрий Александрович Зеленов
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Вадим Дмитриевич Зеленов, Дмитрий Александрович Зеленов filed Critical Вадим Дмитриевич Зеленов
Priority to RU2019142133A priority Critical patent/RU2726340C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2726340C1 publication Critical patent/RU2726340C1/en
Priority to PCT/RU2020/050266 priority patent/WO2021126009A1/en

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64GCOSMONAUTICS; VEHICLES OR EQUIPMENT THEREFOR
    • B64G1/00Cosmonautic vehicles
    • B64G1/22Parts of, or equipment specially adapted for fitting in or to, cosmonautic vehicles
    • B64G1/64Systems for coupling or separating cosmonautic vehicles or parts thereof, e.g. docking arrangements

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)

Abstract

FIELD: space equipment.
SUBSTANCE: invention relates to space engineering, particularly, to spacecrafts and their parts docking and decoupling systems. Device for docking spacecrafts for two-stage docking process consists of extended docking assembly. Docking assembly represents structure with fixing elements on outer side. It is made with possibility of extension from carrier device by means of controlled pneumatic elements. Elements consist of a corrugated sleeve with a cable rope passing inside. Cable-rope is fixed by one end on the pneumatic element base on the docking assembly, and by another one on the servo drive in the pneumatic element body adjusting its length.
EFFECT: enabling higher reliability.
4 cl, 3 dwg

Description

Описание изобретения устройство для стыковки космических аппаратов.Description of the invention a device for docking spacecraft.

Область применения.Application area.

Устройство для стыковки космических аппаратов относится к области космических кораблей и их оборудования, системам стыковки и расстыковки космических кораблей или их частей.The spacecraft docking device belongs to the field of spaceships and their equipment, systems of docking and undocking of spaceships or their parts.

Уровень техники.State of the art.

Стыковка космических кораблей и их частей в космическом пространстве является наиболее сложным и опасным процессом на этапе рабочей фазы полета. Сближение, контакт, захват, стягивание. В каждом из этих этапов заключено множество сложностей. Сближение выполняется по законам баллистики с постоянной коррекцией двигателями ориентации с интенсивным расходованием рабочего тела.Docking of spaceships and their parts in outer space is the most difficult and dangerous process at the stage of the flight operating phase. Rapprochement, contact, capture, retraction. There are many complexities involved in each of these stages. The approach is carried out according to the laws of ballistics with constant correction by attitude motors with intensive expenditure of the working fluid.

Особенно сложным является заключительный этап, когда необходимо попасть в стыковочное устройство, имеющее небольшие габариты, обусловленные тем, что узел со стыковочным устройством после стыковки входит внутрь корабля, открывая проем входного люка.The final stage is especially difficult, when it is necessary to get into the docking device, which has small dimensions, due to the fact that the unit with the docking device after docking enters the ship, opening the opening of the entrance hatch.

Контакт – очень опасная фаза так, как масса стыкующихся объектов достигает значительных величин и погасить инерцию больших масс особенно на современных многозвенных объектах крайне сложно. Захват и стягивание операции ввиду конструктивных особенностей, применяемых устройств стыковки выполняются с помощью центрального (штыревого) элемента несущего на себе всю нагрузку и не имеющего дублирующих деталей.Contact is a very dangerous phase, since the mass of abutting objects reaches significant values and it is extremely difficult to extinguish the inertia of large masses, especially on modern multi-link objects. Capturing and tightening operations due to the design features of the used docking devices are performed using a central (pin) element that carries the entire load and does not have duplicate parts.

В качестве аналогов известны:Known as analogues:

Стыковочное устройство патент US 4722753 B 64G1/64 1987г.Docking device patent US 4722753 B 64G1 / 64 1987

Комплекс, содержащий узел стыковки, конус которого расположен на одном корабле, а штырь на другом, включает захват с тросом и метательную установку, закрепленную на одном аппарате.The complex, containing a docking unit, the cone of which is located on one ship, and the pin on the other, includes a gripper with a cable and a throwing unit attached to one apparatus.

Надувное устройство захвата патент РФ 2503593 B64G 1/64 10.01.2014г.Inflatable gripper device RF patent 2503593 B64G 1/64 10.01.2014

Состоит из надувного корпуса конической формы надуваемого вокруг входного-выходного шлюза, с целью направлять движение космического объекта к шлюзу или от него.It consists of an inflatable body of a conical shape inflated around the entrance-exit gateway, in order to direct the movement of a space object to or from the gateway.

Способ стыковки космических аппаратов патент РФ 2521082 B64 G1/64 27.06.2014г.The method of docking spacecraft RF patent 2521082 B64 G1 / 64 06/27/2014.

Включающий использование самонаводящегося буксира для доставки троса, оснащенного стыковочным узлом для последующего сближения методом стягивания.Including the use of a homing tug for the delivery of a cable, equipped with a docking station for subsequent rendezvous using the retraction method.

Наиболее близким аналогом по мнению заявителя является способ стыковки космических аппаратов патент РФ 2521082 B64G1/64 27.06.2014г.The closest analogue, according to the applicant, is the method of docking of spacecraft RF patent 2521082 B64G1 / 64 06/27/2014.

Цель изобретения:The purpose of the invention:

Целью изобретения – устройство для стыковки космических аппаратов является поиск конструктивных принципов, позволяющий приблизиться к решению проблем, возникающих в ходе процессов стыковки космических аппаратов. The purpose of the invention - a device for docking spacecraft is to search for design principles that make it possible to approach the solution of problems arising during the processes of docking of spacecraft.

Основные задачи:Main goals:

Разделив процесс стыковки на два основных этапа сближения, контакт, захват – первый этап, происходящий на определенном удалении аппаратов, второй этап – стягивание, максимально снизить отрицательные последствия соударения значительных масс, обладающих моментом инерции, и за счет конструкции обеспечить дублирование основных рабочих функций.Dividing the docking process into two main stages of rendezvous, contact, capture - the first stage occurring at a certain distance of the vehicles, the second stage is contraction, to minimize the negative consequences of the collision of significant masses with a moment of inertia, and due to the design, ensure duplication of the main working functions.

Устройство для стыковки космических аппаратов, состоящее из стыковочного узла, включающего гибкую связь с аппаратом-носителем отличается тем, что стыковочный узел 1 фиг.1 имеет кольцевую коническую форму, большой диаметр, механизмы фиксации 2 фиг.1, расположенные на наружном периметре узла и среднюю часть свободную от стыковочных механизмов, облегчающую доступ к входным-выходным люкам. Стыковочный узел предназначен для промежуточной стыковки и подвижно закреплен на аппарате носителе 3 фиг.1 при помощи 4-х, 6-ти, 8-ми пневматических модулей, состоящих из гофрированных надувных рукавов 4 фиг.1, 4 фиг.2 с проходящим внутри рукавов кабель-тросом 5 фиг.1, 5 фиг. 2 закрепленным одним концом на основании рукава в стыковочном узле 1 фиг.1, 1 фиг.2, а другим к лебедке сервопривода 6 фиг.2, которым оснащен каждый пневматический модуль.A device for docking spacecraft, consisting of a docking unit, including a flexible connection with the carrier vehicle differs in that the docking unit 1 of Fig. 1 has an annular conical shape, a large diameter, fixation mechanisms 2 of Fig. 1, located on the outer perimeter of the unit and the middle part free of docking mechanisms, facilitating access to the entrance and exit hatches. The docking unit is intended for intermediate docking and is movably fixed on the apparatus carrier 3 of Fig. 1 with the help of 4, 6, 8 pneumatic modules, consisting of corrugated inflatable sleeves 4 Fig. 1, 4 Fig. 2 with the sleeves passing inside cable-rope 5 Fig. 1, 5 Fig. 2 fixed at one end on the base of the sleeve in the docking unit 1 in Fig. 1, 1 in Fig. 2, and with the other to the servo winch 6 in Fig. 2, which is equipped with each pneumatic module.

Пневматические модули с гофрированными рукавами 4 фиг.1, 4 фиг.2 кабель-тросами 5 фиг.2 и сервоприводами 6 фиг.2 расположены по окружности вокруг входного-выходного люка 7 фиг.1 в шахтах корпуса стыковочного отсека космического аппарата носителя 3 фиг.1.Pneumatic modules with corrugated sleeves 4 Fig. 1, 4 Fig. 2 cable-ropes 5 Fig. 2 and servo drives 6 Fig. 2 are located circumferentially around the entrance-exit hatch 7 Fig. 1 in the wells of the docking compartment of the spacecraft carrier 3 Fig. 1.

Подавая рабочее тело (воздух или инертный газ) в пневматические модули можно выдвигать стыковочный узел на заданное удаление от космического аппарата, управлять положением стыковочного узла меняя давление и длину кабель-троса.By supplying the working fluid (air or inert gas) to the pneumatic modules, the docking station can be extended to a predetermined distance from the spacecraft, the position of the docking station can be controlled by changing the pressure and length of the cable-tether.

При промежуточной стыковке космического аппарата 8 фиг.1 со стыковочным узлом 1 фиг.1 остаточные инерционные моменты гасятся управляемо-амортизированной структурой из гофрированных рукавов. Регулировка давления в рукавах может осуществляется перемещением рабочего тела в резервные емкости, по принципам работы пневматических амортизаторов или в случае необходимости сбросом давления через реактивные сопла 9 фиг.1 по принципу дульного тормоза. At intermediate docking of the spacecraft 8 of FIG. 1 with the docking unit 1 of FIG. 1, the residual inertial moments are damped by a controllably-amortized structure of corrugated sleeves. Adjustment of the pressure in the sleeves can be carried out by moving the working fluid into reserve containers, according to the principles of operation of pneumatic shock absorbers, or, if necessary, by releasing pressure through the jet nozzles 9 of Fig. 1 according to the principle of a muzzle brake.

Стягивание аппаратов производится наматыванием кабель троса сервоприводом и контролируется противодавлением пневмоэлемента. Таким образом скорость стягивания можно контролировать очень точно. The devices are pulled together by winding the cable with a servo drive and controlled by the back pressure of the pneumatic element. In this way, the pulling speed can be controlled very precisely.

Для обеспечения надежности функционирования устройства для стыковки космических аппаратов пневматические модули 10 фиг.3 должны быть выполнены легко заменяемыми. Замена пневматических модулей может происходить когда аппараты состыкованы, либо стыковочный узел 1 фиг.3 находится в транспортном положении и шахты пневматических модулей 10 фиг.3 закрыты и загерметизированы кольцевым корпусом стыковочного узла 1 фиг.3To ensure the reliability of the device for docking spacecraft, the pneumatic modules 10 of Fig. 3 should be made easily replaceable. Replacement of pneumatic modules can occur when the devices are docked, or the docking unit 1 of Fig. 3 is in the transport position and the shafts of the pneumatic modules 10 of Fig. 3 are closed and sealed by the annular body of the docking unit 1 of Fig. 3

При открывании крышки 11 фиг.3 шахты, пневматические модули меняются на запасные, расположенные в стыковочном отсеке. Крепление основания модуля к корпусу стыковочного узла и корпусу шахты осуществляется выступами-защелками 11 фиг.2 поворотом корпуса пневматического модуля. После соединения клемм электропитания и трассы пневмопривода крышка шахты закрывается и модуль готов к работе.When the cover 11 of Fig. 3 of the shaft is opened, the pneumatic modules are replaced by spare ones located in the docking compartment. The fastening of the module base to the body of the docking station and the shaft body is carried out by the latch-latch 11 of FIG. 2 by turning the body of the pneumatic module. After connecting the power supply terminals and the pneumatic drive route, the shaft cover is closed and the module is ready for operation.

Claims (4)

1. Устройство для стыковки космических аппаратов для двухступенчатого процесса стыковки, состоящее из выдвигаемого стыковочного узла, отличающееся тем, что стыковочный узел представляет структуру с элементами-фиксаторами на внешней стороне, выполнен с возможностью выдвижения с аппарата носителя при помощи управляемых пневматических элементов, состоящих из гофрированного рукава с проходящим внутри кабель-тросом, закрепленным одним концом на основании пневматического элемента на стыковочном узле, а другим на сервоприводе в корпусе пневматического элемента, регулирующем его длину. 1. A device for docking spacecraft for a two-stage docking process, consisting of a retractable docking unit, characterized in that the docking unit is a structure with locking elements on the outer side, is made with the possibility of extension from the carrier spacecraft using controlled pneumatic elements consisting of a corrugated sleeves with a cable-cable running inside, fixed at one end on the base of the pneumatic element at the docking unit, and at the other on a servo-drive in the body of the pneumatic element, which regulates its length. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что рабочее тело подается внутрь гофрированных рукавов пневматических элементов, стыковочный узел выполнен с возможностью выдвижения на заданное расстояние, контролируемое кабель-тросами, давление и длина кабель-тросов имеют возможности регулирования и управления положением стыковочного узла. 2. The device according to claim 1, characterized in that the working fluid is fed into the corrugated hoses of pneumatic elements, the docking unit is designed to be extended to a predetermined distance, controlled by the cable-ropes, the pressure and length of the cable-ropes have the ability to regulate and control the position of the docking unit ... 3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что при промежуточной стыковке космического аппарата с выдвигаемым стыковочным узлом остаточные инерционные моменты движущихся навстречу друг другу масс имеют возможность гаситься пневмоэлементами по принципу амортизатора, перемещением рабочего тела, или выпуском реактивных тормозящих потоков.3. The device according to claim 1, characterized in that during intermediate docking of the spacecraft with the extendable docking unit, the residual inertial moments of the masses moving towards each other can be damped by pneumatic elements according to the shock absorber principle, by moving the working fluid, or by releasing reactive braking streams. 4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что пневмоэлементы являются самостоятельными, автономными, взаимозаменяемыми узлами и могут быть заменены запасными, когда шахты пневмоэлементов загерметизированы корпусом стыковочного узла.4. The device according to claim 1, characterized in that the pneumatic elements are independent, autonomous, interchangeable units and can be replaced with spare ones when the pneumatic element shafts are sealed with the docking unit body.
RU2019142133A 2019-12-18 2019-12-18 Device for docking of spacecrafts RU2726340C1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019142133A RU2726340C1 (en) 2019-12-18 2019-12-18 Device for docking of spacecrafts
PCT/RU2020/050266 WO2021126009A1 (en) 2019-12-18 2020-10-02 Spacecraft docking device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019142133A RU2726340C1 (en) 2019-12-18 2019-12-18 Device for docking of spacecrafts

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2726340C1 true RU2726340C1 (en) 2020-07-13

Family

ID=71616567

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019142133A RU2726340C1 (en) 2019-12-18 2019-12-18 Device for docking of spacecrafts

Country Status (2)

Country Link
RU (1) RU2726340C1 (en)
WO (1) WO2021126009A1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2059542C1 (en) * 1988-06-13 1996-05-10 Конструкторское бюро "Салют" Androgynous device for mating space vehicles
RU164263U1 (en) * 2016-02-19 2016-08-20 Акционерное Общество "Ордена Ленина Научно-Исследовательский И Конструкторский Институт Энерготехники Имени Н.А. Доллежаля" SPACE DEVICE MOVEMENT FROM NUCLEAR POWER INSTALLATION
RU2600971C2 (en) * 2011-07-18 2016-10-27 Д-Орбит С.Р.Л. Device for delivery or return of artificial satellites
RU2662329C2 (en) * 2014-04-02 2018-07-25 Райниш-Вестфелише Технише Хохшуле (Рвтх) Аахен Androgynous docking device for the modules connection and related modules
RU2695155C1 (en) * 2018-12-19 2019-07-22 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана (национальный исследовательский университет)" (МГТУ им. Н.Э. Баумана) Space system for recycling large-size space debris

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU770779A1 (en) * 1978-12-07 1980-10-15 За витель Ю.В.Панов Manipulator actuating member

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2059542C1 (en) * 1988-06-13 1996-05-10 Конструкторское бюро "Салют" Androgynous device for mating space vehicles
RU2600971C2 (en) * 2011-07-18 2016-10-27 Д-Орбит С.Р.Л. Device for delivery or return of artificial satellites
RU2662329C2 (en) * 2014-04-02 2018-07-25 Райниш-Вестфелише Технише Хохшуле (Рвтх) Аахен Androgynous docking device for the modules connection and related modules
RU164263U1 (en) * 2016-02-19 2016-08-20 Акционерное Общество "Ордена Ленина Научно-Исследовательский И Конструкторский Институт Энерготехники Имени Н.А. Доллежаля" SPACE DEVICE MOVEMENT FROM NUCLEAR POWER INSTALLATION
RU2695155C1 (en) * 2018-12-19 2019-07-22 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана (национальный исследовательский университет)" (МГТУ им. Н.Э. Баумана) Space system for recycling large-size space debris

Also Published As

Publication number Publication date
WO2021126009A1 (en) 2021-06-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US12071260B2 (en) Launch and/or recovery for unmanned aircraft and/or other payloads, including via parachute-assist, and associated systems and methods
US11066185B2 (en) Launch and/or recovery for unmanned aircraft and/or other payloads, including via parachute-assist, and associated systems and methods
CN109131952B (en) Capture method of spacecraft capture system based on nozzle capture and star-arrow docking ring locking
US7219859B2 (en) Multipurpose modular spacecraft
JP6481019B2 (en) Spacecraft docking system
US10822122B2 (en) Vertical landing systems for space vehicles and associated methods
US5094410A (en) Capture/berthing system for spacecraft
US3201065A (en) Orbital vehicle docking system
US10611498B2 (en) Rail recovery system for aircraft
US8967548B2 (en) Direct to facility capture and release
US6158693A (en) Recoverable booster stage and recovery method
US7252270B2 (en) System and method for launching a missile from a flying aircraft
JP2014507334A (en) Collecting / braking device for objects flying freely in outer space
US3389877A (en) Inflatable tether
US4903919A (en) Apparatus and method for docking spacecraft
US20160178317A1 (en) Payload launch system and method
US11591111B2 (en) Apparatus for vehicle launch, recovery, storage and transport
CN109606748A (en) Enhancement rocket recovery device and liquid rocket
US20140166815A1 (en) Tether for spacecraft reaction control system
KR101808553B1 (en) A spacecraft docking system using a cable-driven parallel robot structure
RU2726340C1 (en) Device for docking of spacecrafts
CN212963052U (en) Recovery structure of carrier rocket radome fairing
JP6557835B2 (en) Spacecraft and debris removal system
JP2023550569A (en) reusable space transportation system
RU2726338C1 (en) Docking-mounting module