Стыковочное устройство для космических аппаратов

Стыковочное устройство для космических аппаратов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к космической технике и предназначено для обеспечения автоматической стыковки космических аппаратов (кораблей и модулей).

Известны стыковочные устройства для космических аппаратов типа «штырь-конус». Для стыковки аппаратов на одном из них устанавливается агрегат стыковочный активный с крышкой люка, на которой закреплен штырь - стыковочный механизм с головкой захвата, датчики касания, подпружиненными защелками и электроприводами штанги и защелок. На другом аппарате устанавливается агрегат стыковочный пассивный с крышкой люка, на которой закреплен приемный конус с гнездом в донной части, оснащенный подвижными упорами с электроприводом. Сигнальные цепи и цепи управления приводами стыковочного механизма и упорами гнезда выведены на разъем крышек люков. Для изменения стыковочного агрегата активного в пассивный и наоборот предусматривалось введение в агрегат активный с крышкой люка «штырь» - крышки с «конусом» и наоборот (B.C. Сыромятников «100 рассказов о стыковке», ч.1, изд. Москва, Логос, 2003 г.). Предложенное решение приводит к значительному увеличению веса агрегатов, необходимости дополнительного объема для размещения второй крышки, затрат времени на замену люков и необходимости дополнительного контроля его герметичности.

Наиболее близким из аналогов (прототипом) является стыковочное устройство для космических аппаратов типа «штырь-конус», обладающее андрогинностью, патент RU №2006139369 А. В предлагаемом патенте андрогинность обеспечивается введением в конструкцию агрегата стыковочного пассивного с гнездом, в приемную воронку, дополнительной оболочки реверсивного действия, обеспечивающей выполнение стыковки с агрегатом со штырем или с конусом. Конструкция агрегата с реверсивной оболочкой не имеет достаточную жесткость для установки на ней датчиков касания и не обеспечивает возможность передачи с них сигнализации для автоматизации процесса стыковки. Кроме того, материал оболочки должен быть устойчив к длительному воздействию космической среды (большому диапазону изменения температур, космическому излучению и др. факторов), что в настоящее время нереализуемо.

Задачей предлагаемого стыковочного устройства для космических аппаратов является обеспечение андрогинности устройства за счет трансформации стыковочного устройства активного в стыковочное устройство пассивное.

Технический результат достигается за счет того, что в стыковочном устройстве для космических аппаратов, содержащем стыковочный агрегат со шпангоутом, закрепленным на корпусе космического аппарата, и крышку люка, на внешней стороне которой закреплен приемный конус, заканчивающийся гнездом в форме стакана с продольными прорезями, в которых установлены подвижные упоры, имеющие электропривод упоров, электрические цепи которого выведены на разъем крышки люка, в отличие от известного, на дне гнезда установлен разъем «розетка» и стыковочный механизм, опирающийся на конус и заканчивающийся хвостовиком с разъемом «вилка» и пружинными толкателями, опертыми на дно гнезда, фиксаторами хвостовика, закрытыми подвижными упорами гнезда, при этом разъемы «розетка-вилка» состыкованы, а на внешней стороне стыковочного механизма установлена штанга с головкой захвата, содержащая дачники касания, подпружиненные защелки, электропривод которых и электропривод штанги установлены внутри корпуса стыковочного механизма, а цепи управления электроприводами и сигнальные цепи датчиков касания выведены через состыкованные разъемы на разъем крышки люка.

Таким образом, обеспечивается одновременная установка приемного конуса и стыковочного механизма на одной крышке люка, а также возможность управления приводом упоров гнезда, приводами стыковочного механизмом и контроля датчиков касания головки захвата.

Предлагается стыковочное устройство типа «штырь-конус» для космических аппаратов, обеспечивающее андрогинность устройства за счет трансформации стыковочного устройства активного в стыковочное устройство пассивное съемом стыковочного механизма из конуса, установленного на крышке люка. Данная конструкция обеспечивает возможность использования одного стыковочного устройства в качестве активного или пассивного и многоразовую стыковку с различными кооперируемыми аппаратами в зависимости от поставленной задачи.

Конструкция предлагаемого стыковочного устройства для космических аппаратов приведена на фиг. 1.

В состав стыковочного устройства входят:

основной корпус 1;

с крышкой люка 2;

на которой установлен конус 3 с гнездом 4, имеющим продольные пазы, в которых установлены подвижные упоры 5 с электроприводом упоров и разъемом «розетка» 6 на дне гнезда, а на конус опирается корпус стыковочного механизма 7.

В состав стыковочного механизма входят:

- штанга 8 с головкой захвата 9;

- электроприводы штанги 8 и защелок 10 головки захвата;

- хвостовик с фиксаторами 11 и разъемом «вилка» 12;

- пружинные толкатели 13.

На головке захвата 9 установлены датчики касания 14, 15, 16, подпружиненные управляемые электроприводом защелки 10, положение которых соответствует пазам в гнезде конуса, устанавливаемого на аппарате, к которому выполняется стыковка.

Электрические цепи датчиков и электроприводов стыковочного механизма выведены через состыкованные разъемы на разъем крышки люка.

Этим обеспечивается возможность передачи сигнализации с датчиков касания головки захвата и управление электроприводами стыковочного механизма через разъем на крышке люка.

Датчики касания 14, 15, 16 и подпружиненные защелки головки 10 обеспечивают формирование сигналов касания и захвата гнезда пассивного агрегата стыкуемого аппарата. Электропривод штанги обеспечивает осевое продольное перемещение штанги стыковочного механизма после захода защелок головки захвата в гнездо конуса пассивного агрегата за счет работы блока автоматики управления, подключаемого к разъему крышки люка.

Операция по съему стыковочного механизма выполняется за счет втягивания подвижных упоров гнезда при включении электропривода упоров и тем самым освобождения фиксаторов хвостовика и работы пружинных толкателей, поджатых при установке стыковочного механизма. Это позволяет трансформировать агрегат стыковочный активный в агрегат стыковочный пассивный без применения дополнительных средств.

Операция по установке стыковочного механизма выполняется при втянутом положении подвижных упоров гнезда с поджатием пружинных толкателей хвостовика стыковочного механизма, введенного в гнездо, стыковки разъемов «вилка» хвостовика и «розетка» гнезда и последующего включения электропривода подвижных упоров гнезда на поджатие упоров хвостовика стыковочного механизма. Этим обеспечивается жесткое закрепление и привязка стыковочного механизма к осям стыковочного устройства.

Предлагаемая конструкция стыковочного устройства обеспечивает:

- возможность использования одного стыковочного устройства в качестве «активного» со штырем или «пассивного» с гнездом;

- без использования спецсредств выполнение демонтажа/установки стыковочного механизма;

- во время автономного полета аппарата, оснащенного устройством стыковочным, и возникновения нештатной ситуации, возможность использования аналогичного аппарата с устройством стыковочным активным «спасателем» для аппарата с нештатной ситуацией после «отстрела» стыковочного механизма за счет пружинных толкателей и трансформации его в пассивный;

- при многократном использовании стыковочного механизма и необходимости его снятии перед спуском аппарата на Землю в гнезде конуса, возможно, обеспечить установку различной полезной нагрузки или научной аппаратуры для проведения научных экспериментов, управление которыми обеспечивается через разъем крышки люка.

Стыковочное устройство для космических аппаратов, содержащее стыковочный агрегат со шпангоутом, закрепленным на корпусе космического аппарата, крышку люка, на внешней стороне которой закреплен приемный конус, заканчивающийся гнездом в форме стакана с продольными прорезями, в которых установлены подвижные упоры, имеющие электропривод упоров, электрические цепи которого выведены на разъем крышки люка, отличающееся тем, что на дне гнезда установлен разъем «розетка» и стыковочный механизм, опирающийся на конус и заканчивающийся хвостовиком с разъемом «вилка» и пружинными толкателями, опертыми на дно гнезда, фиксаторами хвостовика, закрытыми подвижными упорами гнезда, при этом разъемы «розетка-вилка» состыкованы, а с внешней стороны стыковочного механизма установлена штанга с головкой захвата, содержащая датчики касания, подпружиненные защелки, электропривод которых и электропривод штанги установлены внутри корпуса стыковочного механизма, а цепи управления электроприводами и сигнальные цепи датчиков касания выведены через состыкованные разъемы на разъем крышки люка.