RU2396190C1 - System for separating payload from space vehicle - Google Patents
System for separating payload from space vehicle Download PDFInfo
- Publication number
- RU2396190C1 RU2396190C1 RU2009122919/11A RU2009122919A RU2396190C1 RU 2396190 C1 RU2396190 C1 RU 2396190C1 RU 2009122919/11 A RU2009122919/11 A RU 2009122919/11A RU 2009122919 A RU2009122919 A RU 2009122919A RU 2396190 C1 RU2396190 C1 RU 2396190C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- plunger
- platform
- payload
- shaft
- separation
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к космической технике, а именно - к средствам для отделения полезной нагрузки от космического аппарата.The invention relates to space technology, namely, to means for separating the payload from the spacecraft.
Известна система по патенту Российской Федерации №2293694 [1] (опубл. 20.02.2007), позволяющая отделять полезную нагрузку от носителя (космического аппарата). Эта система сообщает отделяемой полезной нагрузке только линейную скорость. Однако известно, что тело, находящееся в свободном движении, сохраняет устойчивость своего пространственного положения, если вращается вокруг оси, совпадающей с главной центральной осью минимального или максимального момента инерции (В.И.Попов. Системы ориентации и стабилизации космических аппаратов. Москва, "Машиностроение", 1986 [2], с.34-41). Поэтому полезная нагрузка после отделения ее от носителя с помощью системы, известной из патента [1], не обладает необходимой устойчивостью своего положения.The known system according to the patent of the Russian Federation No. 2293694 [1] (publ. 02.20.2007), which allows to separate the payload from the carrier (spacecraft). This system tells the separable payload only the linear speed. However, it is known that a body in free motion retains the stability of its spatial position if it rotates around an axis coinciding with the main central axis of the minimum or maximum moment of inertia (V.I. Popov. Spacecraft orientation and stabilization systems. Moscow, "Engineering" ", 1986 [2], pp. 34-41). Therefore, the payload after separating it from the carrier using a system known from the patent [1] does not have the necessary stability of its position.
Известна также система по патенту Российской Федерации №2276046 [3] (опубл. 10.05.2006), позволяющая производить отделение полезной нагрузки с вращением. Недостатком данной системы является обеспечение направления вектора скорости вращения отделяемой полезной нагрузки перпендикулярно вектору линейной скорости, что в ряде случаев неприемлемо по условиям полета.Also known is the system according to the patent of the Russian Federation No. 2276046 [3] (publ. 10.05.2006), which allows the separation of the payload with rotation. The disadvantage of this system is the provision of the direction of the rotation speed vector of the separated payload perpendicular to the linear velocity vector, which in some cases is unacceptable under flight conditions.
От указанных недостатков свободна система по патенту США №4,067,308 [4] (опубл. 10.06.1978). Эта система содержит корпус с основанием, предназначенным для крепления к носителю (космическому аппарату). Внутри корпуса на указанном основании установлен полый неподвижный вал. Кроме того, внутри корпуса размещен плунжер в виде трубы, жестко соединенной одной из своих торцевых частей с диском, имеющим центральное отверстие, соосное с трубой. Труба плунжера установлена с внешней стороны полого вала с возможностью перемещения вдоль него и вращения вокруг него. Источником движения плунжера является пружина сжатия, окружающая трубу плунжера и опирающаяся одним концом на основание, а другим - на гайку, установленную с возможностью перемещения по резьбе на наружной стороне трубы плунжера и служащую для регулирования усилия сжатия пружины. С трубой плунжера связана также ось подшипника, размещенного в спиральном пазе, выполненном в боковой стенке корпуса.From these shortcomings is free system for US patent No. 4.067.308 [4] (publ. 06/10/1978). This system comprises a housing with a base intended for attachment to a carrier (spacecraft). A hollow stationary shaft is installed inside the housing on the indicated base. In addition, inside the body there is a plunger in the form of a pipe rigidly connected to one of its end parts with a disk having a central hole coaxial with the pipe. The plunger tube is installed on the outside of the hollow shaft with the possibility of movement along it and rotation around it. The source of movement of the plunger is a compression spring surrounding the plunger pipe and resting on one end on the base and the other on a nut mounted to move on the thread on the outside of the plunger pipe and used to control the compression force of the spring. The axis of the bearing located in a spiral groove made in the side wall of the housing is also connected with the plunger tube.
Полезная нагрузка устанавливается на диске плунжера. В транспортном положении плунжер и установленная на нем полезная нагрузка зафиксированы от перемещения средством стопорения в виде надрезанного болта, соединяющего полезную нагрузку с неподвижным валом, для чего в полости вала имеется поперечная перегородка с отверстием для стержня указанного болта, на конце которого установлена разрывная гайка. По команде на начало отделения эта гайка срабатывает, и начинается движение плунжера под действием предварительно сжатой пружины. При этом благодаря наличию упомянутого подшипника одновременно с поступательным перемещением плунжера происходит его закрутка вследствие движения подшипника по спиральному пазу в стенке корпуса.The payload is installed on the plunger disk. In the transport position, the plunger and the payload installed on it are fixed against movement by the locking means in the form of an incised bolt connecting the payload to the fixed shaft, for which there is a transverse partition in the shaft cavity with a hole for the shaft of the specified bolt, at the end of which there is a bursting nut. On command at the beginning of the separation, this nut is triggered, and the movement of the plunger begins under the action of a pre-compressed spring. Moreover, due to the presence of the said bearing, simultaneously with the translational movement of the plunger, it twists due to the movement of the bearing along a spiral groove in the housing wall.
В системе предусмотрено регулирование скорости отделения, осуществляемое изменением положения упомянутой гайки, которое определяет усилие сжатия пружины, а также изменением размера элемента, ограничивающего ход плунжера.The system provides for control of the separation speed, carried out by changing the position of the said nut, which determines the compression force of the spring, as well as changing the size of the element restricting the stroke of the plunger.
Известная система отделения, описанная в патенте [4], наиболее близка к предлагаемой.The known separation system described in the patent [4] is closest to the proposed one.
Недостатком этой известной системы является то, что линейная и угловая скорости отделяемой полезной нагрузки оказываются связанными, т.е. невозможно изменить одну из них, не изменяя другую. Это вызвано использованием общего пружинного источника движения и общих средств регулирования линейной и угловой скоростей отделения в виде упомянутой гайки для изменения усилия сжатия пружины и ограничителя хода плунжера. Изменение силы сжатия пружины и (или) хода плунжера влияет как на величину приобретаемой плунжером скорости поступательного движения, так и на величину сообщаемой плунжеру угловой скорости, поскольку пропорционально изменению скорости поступательного движения плунжера изменяется скорость движения подшипника по спиральному пазу, обеспечивающему закрутку плунжера. Недостатком системы является также то, что раздельное изменение линейной и угловой скоростей с помощью одних лишь имеющихся средств регулирования, т.е. без замены элементов системы другими, обладающими иными конструктивными параметрами (например, иным углом подъема спирального паза), вообще невозможно.The disadvantage of this known system is that the linear and angular velocities of the separated payload are connected, i.e. it is impossible to change one of them without changing the other. This is due to the use of a common spring source of movement and common means of controlling the linear and angular separation velocities in the form of the aforementioned nut to change the compression force of the spring and the stroke limiter of the plunger. A change in the compression force of the spring and (or) the stroke of the plunger affects both the value of the translational speed acquired by the plunger and the magnitude of the angular velocity communicated to the plunger, since the speed of the bearing along the spiral groove, which ensures twisting of the plunger, is proportional to the change in the speed of translational movement of the plunger. The disadvantage of the system is that a separate change in linear and angular velocities using only the available control means, i.e. Without replacing system elements with others having other design parameters (for example, a different angle of elevation of the spiral groove), it is generally impossible.
Технический результат, на достижение которого направлено предлагаемое изобретение, заключается в исключении взаимосвязи линейной и угловой скоростей отделения полезной нагрузки и обеспечении возможности их регулирования независимо одна от другой и без изменения конструктивных параметров элементов системы, т.е. путем использования только имеющихся в системе средств регулирования. Ниже при раскрытии сущности изобретения и частных случаев выполнения предлагаемой системы отделения, а также при рассмотрении ее конкретной реализации и работы будут названы и другие виды достигаемого технического результата.The technical result, the achievement of which the present invention is directed, consists in eliminating the relationship between the linear and angular velocities of separating the payload and providing the possibility of their regulation independently from one another and without changing the design parameters of the system elements, i.e. by using only the regulatory tools available in the system. Below, when revealing the essence of the invention and particular cases of the proposed separation system, as well as when considering its specific implementation and work, other types of achieved technical result will be named.
Предлагаемая система отделения полезной нагрузки от космического аппарата с сообщением ей вращательного движения, вектор скорости которого совпадает с направлением вектора скорости поступательного движения при отделении, как и указанная выше наиболее близкая к ней известная система, содержит основание, предназначенное для соединения с конструкцией космического аппарата, и плунжер в виде трубы, жестко соединенной одной из ее торцевых частей с диском, имеющим соосное с трубой центральное отверстие, а также вал, размещенный внутри трубы плунжера. На основании установлено пружинное средство для сообщения поступательного движения плунжеру, снабженное средством регулирования линейной скорости отделения путем изменения усилия предварительного сжатия указанного пружинного средства. Система содержит также управляемое средство для стопорения плунжера.The proposed system for separating the payload from the spacecraft with the message of the rotational motion, the velocity vector of which coincides with the direction of the velocity vector of the translational motion during separation, as well as the above-known known system, contains a base for connection with the structure of the spacecraft, and a plunger in the form of a pipe rigidly connected to one of its end parts with a disk having a central hole coaxial with the pipe, and also a shaft located inside the pipe plunger. On the basis of the installed spring means for communicating the translational motion of the plunger, equipped with a means of regulating the linear speed of separation by changing the pre-compression force of the specified spring means. The system also contains controllable means for locking the plunger.
Для достижения указанного технического результата предлагаемая система отделения, в отличие от наиболее близкой к ней известной, снабжена платформой с отверстиями для опор размещаемой на ней отделяемой полезной нагрузки. Указанный вал жестко соединен с платформой и установлен внутри указанной трубы на радиальной и осевой опорах с возможностью вращения вместе с платформой. Система содержит также жестко связанный с основанием установленный перпендикулярно к нему цилиндрический канал. Труба плунжера, длина которой превышает длину цилиндрического канала, размещена в этом канале с возможностью только продольного перемещения. В трубе плунжера размещено средство для сообщения вращательного движения платформе, выполненное в виде торсиона, ориентированного по продольной оси указанной трубы и одним концом соединенного с валом, а другим - с опорным узлом, установленным в противоположной торцевой части трубы плунжера с возможностью свободного вращения только в направлении закрутки торсиона. Данный опорный узел является также средством для регулирования угловой скорости отделения путем изменения угла предварительной закрутки торсиона. Пружинное средство для сообщения поступательного движения плунжеру, передающему его платформе вместе с установленной на ней полезной нагрузкой, выполнено с возможностью передачи этого движения через указанный вал, размещенный в трубе плунжера, посредством воздействия этого пружинного средства на диск плунжера. Управляемое средство для стопорения плунжера связано с диском плунжера и выполнено с возможностью освобождения по команде на начало поступательного движения. Кроме того, система снабжена управляемым средством для стопорения платформы, выполненным с возможностью освобождения ее по команде на начало вращательного движения. Предлагаемая система содержит также установленное на основании средство для фиксации отделяемой полезной нагрузки на платформе в транспортном положении, выполненное с возможностью такого взаимодействия с опорами отделяемой полезной нагрузки, при котором после начала вращательного движения без подачи команды на это средство происходит освобождение полезной нагрузки в направлении поступательного движения.To achieve the specified technical result, the proposed separation system, in contrast to the closest known to it, is equipped with a platform with holes for supporting the detachable payload placed on it. The specified shaft is rigidly connected to the platform and installed inside the specified pipe on the radial and axial bearings with the possibility of rotation together with the platform. The system also contains a cylindrical channel fixed perpendicular to it and rigidly connected to the base. A plunger pipe, the length of which exceeds the length of the cylindrical channel, is placed in this channel with the possibility of only longitudinal movement. A means for communicating rotational motion to the platform is arranged in the plunger tube, made in the form of a torsion bar oriented along the longitudinal axis of the specified pipe and connected at one end to the shaft and the other with a support assembly installed in the opposite end part of the plunger pipe with the possibility of free rotation only in the direction twist torsion bar. This reference node is also a means for regulating the angular velocity of separation by changing the angle of the preliminary twist of the torsion bar. The spring means for communicating the translational movement of the plunger, transmitting it to the platform together with the payload installed on it, is configured to transmit this movement through the specified shaft located in the plunger tube by means of the action of this spring means on the plunger disk. The controlled means for locking the plunger is connected with the plunger disk and is configured to be released upon command to start translational movement. In addition, the system is equipped with controlled means for locking the platform, made with the possibility of releasing it on command at the beginning of the rotational movement. The proposed system also contains means installed on the basis for fixing the detachable payload on the platform in the transport position, configured to interact with the supports of the detachable payload, in which, after the start of the rotational movement without giving a command to this tool, the payload is released in the direction of translational motion .
Благодаря описанному выполнению плунжера и размещению его в указанном цилиндрическом канале с возможностью только продольного перемещения и описанному размещению пружинного средства для сообщения плунжеру поступательного движения при указанном пути взаимодействия с ним этого средства, а также благодаря подвижной установке вала и жесткой связи его с введенной в состав устройства платформой, предназначенной для размещения на ней (а не на диске плунжера) отделяемой полезной нагрузки, и наличию установленного указанным образом торсиона, связанного с валом, предлагаемая система имеет полностью независимые средства для сообщения отделяемой полезной нагрузке поступательного и вращательного движений. Одновременно это позволяет полностью разделить функции средств регулирования и использовать одно из них (средство регулирования усилия сжатия пружинного средства) для регулирования только линейной скорости отделения, а другое (опорный узел торсиона) - для регулирования только угловой скорости. При этом описанное выполнение таких средств обеспечивает полную независимость их функционирования и позволяет обойтись для изменения любой из указанных скоростей только воздействием на регулировочные элементы, не производя никаких замен элементов системы на элементы, имеющие измененные конструктивные параметры. Кроме того, становится возможным проектный выбор параметров источников поступательного и вращательного движения независимо друг от друга. Описанные изменения размещения и конструкции средств стопорения и средства для фиксации полезной нагрузки обеспечивают возможность согласования логики выполнения этих функций с названными выше особенностями конструкции средств для сообщения отделяемой полезной нагрузке линейной и угловой скоростей. А именно, становится возможным осуществлять процесс отделения полезной нагрузки поэтапно: вначале по команде, подаваемой на управляемое средство для стопорения платформы, происходит ее освобождение, и платформе вместе с отделяемой полезной нагрузкой сообщается вращательное движение с вектором угловой скорости, совпадающим с направлением предстоящего отделения, а затем по команде, подаваемой на управляемое средство для стопорения плунжера, начинается поступательное движение и отделение полезной нагрузки от платформы, которому не препятствует продолжающееся вращение, поскольку после начала вращения без подачи специальной команды на средство для фиксации отделяемой полезной нагрузки на платформе происходит освобождение полезной нагрузки для поступательного движения. Это делает управление процессом отделения более гибким.Due to the described embodiment of the plunger and its placement in the specified cylindrical channel with the possibility of only longitudinal movement and the described placement of the spring means for informing the plunger of translational movement at the indicated path of interaction with it of this means, as well as due to the movable installation of the shaft and its rigid connection with the device a platform designed to accommodate a detachable payload on it (and not on the plunger disk), and the presence of a torsion bar installed in this way Associated with the shaft, the proposed system is completely independent means for detachable posts payload translational and rotational movements. At the same time, this allows you to completely separate the functions of the means of regulation and use one of them (means for regulating the compression force of the spring means) to regulate only the linear separation speed, and the other (the torsion support unit) to regulate only the angular velocity. Moreover, the described implementation of such tools provides complete independence of their functioning and allows you to do to change any of these speeds only by influencing the adjusting elements, without making any replacement of the system elements with elements having altered design parameters. In addition, it becomes possible design choice of the parameters of the sources of translational and rotational motion independently of each other. The described changes in the placement and design of locking means and means for fixing the payload provide the possibility of matching the logic of these functions with the above-mentioned features of the design of means for communicating the linear and angular velocities of the detachable payload. Namely, it becomes possible to carry out the process of separating the payload in stages: first, according to the command given to the controlled means for locking the platform, it is released, and the platform along with the detachable payload is notified of the rotational movement with the angular velocity vector coinciding with the direction of the forthcoming separation, and then, according to the command supplied to the controlled means for locking the plunger, translational movement and separation of the payload from the platform begins, which there is no continuing rotation, since after the start of rotation without giving a special command to the means for fixing the detachable payload on the platform, the payload for translational motion is released. This makes managing the separation process more flexible.
Как следует из изложенного, рассмотренные отличия предлагаемой системы отделения от наиболее близкой к ней известной системы в совокупности с признаками, являющимися общими для обеих систем, обеспечивают достижение названного выше технического результата.As follows from the above, the considered differences of the proposed separation system from the closest known system together with the features that are common to both systems ensure the achievement of the above technical result.
Возможность только продольного перемещения трубы плунжера может быть обеспечена, в частности, с помощью выполненного в стенке трубы плунжера продольного паза, в котором размещен штифт, установленный в стенке указанного цилиндрического канала.The possibility of only longitudinal movement of the plunger pipe can be ensured, in particular, by means of a longitudinal groove made in the wall of the plunger pipe, in which a pin is mounted installed in the wall of said cylindrical channel.
Для регулирования хода плунжера труба плунжера может быть снабжена установленной на ней гайкой. Между этой гайкой и свободным концом цилиндрического канала может быть установлен демпфирующий элемент для смягчения удара при окончании поступательного движения плунжера.To regulate the stroke of the plunger, the plunger pipe can be equipped with a nut installed on it. A damping element can be installed between this nut and the free end of the cylindrical channel to mitigate the impact at the end of the translational movement of the plunger.
Пружинное средство для сообщения поступательного движения плунжеру может быть выполнено в виде нескольких устройств, установленных на основании равномерно по окружности с центром на оси вращения вала, каждое из которых содержит пружину сжатия, размещенную в установленной на основании в гильзе и упирающуюся одним из концов в диск плунжера, а другим - в установленную в гильзе гайку. При этом гайки всех гильз в совокупности образуют средство для регулирования линейной скорости отделения путем изменения усилия сжатия.The spring means for communicating the translational movement of the plunger can be made in the form of several devices installed on the base evenly around a circle centered on the axis of rotation of the shaft, each of which contains a compression spring placed in a sleeve installed on the base and resting against one end of the plunger disk and the other into the nut installed in the sleeve. In this case, the nuts of all the sleeves together form a means for regulating the linear separation speed by changing the compression force.
Такое выполнение позволяет обеспечить большее усилие для сообщения отделяемой нагрузке поступательного движения при меньшем усилии, создаваемой каждой пружиной. Это делает изготовление пружинного источника поступательного движения более технологичным, а также позволяет уравновесить плунжер вместе с установленной на платформе отделяемой нагрузкой путем индивидуального подбора усилий сжатия разных пружин.This embodiment allows you to provide more effort to report the detachable load of the translational motion with less effort created by each spring. This makes the manufacture of a translational spring source more technologically advanced, and also makes it possible to balance the plunger together with the detachable load installed on the platform by individually selecting the compression forces of different springs.
Управляемое средство для стопорения плунжера может быть выполнено в виде нескольких разрывных элементов, установленных на основании равномерно по окружности с центром на оси вращения вала и выполненных с возможностью одновременного срабатывания по команде на освобождение плунжера для поступательного движения.The controlled means for locking the plunger can be made in the form of several discontinuous elements, mounted on the base evenly around a circle with a center on the axis of rotation of the shaft and made with the possibility of simultaneous operation on command to release the plunger for translational motion.
Управляемое средство для стопорения платформы может быть выполнено в виде устройства управления штоком, вставленным в отверстие платформы в ее периферийной части, выполненного с возможностью вытягивания штока из указанного отверстия по подаваемой на указанное устройство команде. Такое выполнение позволяет использовать в качестве управляемого средства для стопорения платформы устройства, широко применяемые в космической технике, например, пирочеку.The controlled means for locking the platform can be made in the form of a rod control device inserted into the hole of the platform in its peripheral part, configured to pull the rod from the specified hole by a command supplied to the specified device. This embodiment allows the use of devices widely used in space technology, such as pyrochee, as a controlled means for locking the platform.
Средство для фиксации отделяемой полезной нагрузки на платформе в транспортном положении в частном случае выполнения предлагаемой системы может содержать несколько фиксирующих устройств, установленных на основании равномерно по окружности с центром на оси вращения вала, каждое из которых содержит элемент для зацепления с ответным элементом одной из опор отделяемой полезной нагрузки, выполненный с возможностью выхода из зацепления при вращении платформы. Такое выполнение является наиболее простым и вместе с тем соответствует логике работы системы, предусматривающей освобождение отделяемой полезной нагрузки для поступательного движения после начала вращения без специальной команды и продолжение беспрепятственного вращения платформы вместе с полезной нагрузкой.The means for fixing the detachable payload on the platform in the transport position in the particular case of the proposed system may include several locking devices installed on the base evenly around the circumference with the center on the axis of rotation of the shaft, each of which contains an element for engaging with the mating element of one of the supports of the detachable payload configured to disengage when the platform rotates. Such an implementation is the simplest and at the same time corresponds to the logic of the system, which provides for the release of the detachable payload for translational motion after the start of rotation without a special command and the continuation of unhindered rotation of the platform along with the payload.
Возможна, например, такая реализация этого выполнения, при которой указанный элемент для зацепления с ответным элементом одной из опор представляет собой фиксатор с пазом, установленный в обойме, закрепленной на основании и имеющей продольный паз, а указанный ответный элемент представляет собой законцовку, выступающую в транспортном положении из отверстия в платформе в сторону основания и входящую в указанный паз фиксатора. Последний ориентирован по касательной к окружности с центром на оси вращения вала посредством штифта, установленного в фиксаторе и входящего в паз обоймы. При этом фиксатор выполнен с упором, между которым и основанием установлена пружина сжатия.For example, such an implementation of this embodiment is possible, in which the indicated element for engagement with the mating element of one of the supports is a latch with a groove mounted in a holder fixed to the base and having a longitudinal groove, and the specified mating element is a tip protruding in the transport position from the hole in the platform towards the base and entering into the specified groove of the latch. The latter is oriented tangentially to a circle centered on the axis of rotation of the shaft by means of a pin mounted in the retainer and included in the groove of the holder. In this case, the latch is made with a stop, between which a compression spring is installed.
Предлагаемая система отделения иллюстрируется чертежами фиг.1-фиг.4, на которых показаны:The proposed separation system is illustrated by the drawings of figure 1-figure 4, which show:
- на фиг.1 - общий вид предлагаемой системы отделения полезной нагрузки в продольном разрезе (в транспортном положении);- figure 1 is a General view of the proposed system for separating the payload in longitudinal section (in transport position);
- на фиг.2 - размещение на основании устройств пружинного средства для сообщения поступательного движения плунжеру, средств для стопорения плунжера и платформы и средства для фиксации отделяемой полезной нагрузки на платформе в транспортном положении;- figure 2 - placement on the basis of the devices of the spring means for communicating the translational movement of the plunger, means for locking the plunger and platform and means for fixing the detachable payload on the platform in the transport position;
- на фиг.3 и фиг.4 - возможное выполнение фиксирующего устройства для фиксации отделяемой полезной нагрузки на платформе в транспортном положении.- figure 3 and figure 4 - the possible implementation of the locking device for fixing detachable payload on the platform in the transport position.
Предлагаемая система (фиг.1) содержит основание 1, предназначенное для соединения с конструкцией 2 космического аппарата, и жестко связанный с основанием 1 установленный перпендикулярно к нему цилиндрический канал 3. В канале 3 соосно с ним размещена с возможностью перемещения только вдоль него труба 4 плунжера, имеющая длину, превышающую длину канала 3. Плунжер содержит также диск 5, имеющий центральное отверстие, соосное с трубой 4, и жестко соединенный с одной из ее торцевых частей (верхней по фиг.1).The proposed system (Fig. 1) contains a base 1 intended to be connected to the spacecraft structure 2, and a cylindrical channel 3 mounted perpendicular to it and rigidly connected to the base 1. In the channel 3, the plunger pipe 4 is arranged coaxially with it and can be moved only along it having a length exceeding the length of the channel 3. The plunger also contains a
Кроме того, система содержит платформу 6, предназначенную для установки на ней опор 7 отделяемой полезной нагрузки 8. Платформа 6 имеет перпендикулярный к ней вал 9, установленный внутри указанной торцевой части трубы 4 плунжера на радиальных 10, 11 и осевой 12 опорах. Указанные опоры в показанном на фиг.1 случае выполнения предлагаемой системы представляют собой шариковые подшипники.In addition, the system includes a platform 6, designed to install supports 7 of the
В противоположной (нижней по фиг.1) торцевой части трубы 4 плунжера установлен опорный узел 13, в котором одним своим концом закреплен торсион 14, размещенный по продольной оси трубы 4. Опорный узел 13 выполнен с возможностью свободного вращения только в направлении закручивания торсиона 14. Этот узел может представлять собой, например, муфту одностороннего движения. Другим своим концом торсион 14 соединен с валом 9, на котором установлена платформа 6.In the opposite (lower in FIG. 1) end part of the plunger pipe 4, a support assembly 13 is installed, in which a torsion 14 is mounted at one end along the longitudinal axis of the pipe 4. The support assembly 13 is capable of free rotation only in the direction of rotation of the torsion 14. This assembly may be, for example, a one-way clutch. At its other end, the torsion bar 14 is connected to the shaft 9, on which the platform 6 is mounted.
Продольное перемещение трубы плунжера в цилиндрическом канале 3 осуществляется по опоре скольжения 15, выполненной из малофрикционного материала. Возможность только продольного перемещения в показанном на фиг.1 частном случае выполнения обеспечивается с помощью установленного в стенке цилиндрического канала 3 штифта 16, по которому ориентирован продольный паз 17, выполненный в трубе 4.The longitudinal movement of the plunger pipe in the cylindrical channel 3 is carried out along the sliding support 15, made of low friction material. The possibility of only longitudinal movement in the particular case of execution shown in Fig. 1 is provided by means of a pin 16 installed in the wall of the cylindrical channel 3, along which the longitudinal groove 17 made in the pipe 4 is oriented.
На наружной стенке свободного (выходящего за пределы канала 3) конца трубы 4 плунжера имеется резьба, на которой установлена гайка 18. Между гайкой 18 и свободным концом канала 3 установлен демпфирующий элемент 19. Изменением положения гайки 18 может регулироваться ход Н плунжера.On the outer wall of the free (outside the channel 3) end of the plunger pipe 4 there is a thread on which the nut 18 is installed. A damping element 19 is installed between the nut 18 and the free end of the channel 3. The plunger stroke N can be adjusted by changing the position of the nut 18.
На основании 1 расположено пружинное средство для сообщения поступательного движения плунжеру в виде нескольких устройств 20, установленных равномерно по окружности (фиг.2) с центром на оси 21 вращения вала 9 (совпадающей с продольной осью трубы 4 плунжера и канала 3). Каждое из них представляет собой гильзу 22, в которой размещена пружина 23 сжатия, опирающаяся одним своим концом на диск 5 плунжера, а другим - на установленную в резьбе гильзы 22 гайку 24, предназначенную для регулирования усилия сжатия пружины 23. Гайки 24 всех устройств 20 в совокупности являются средством для регулирования линейной скорости отделения полезной нагрузки.On the basis of 1 is a spring means for communicating the translational movement of the plunger in the form of
На основании 1 расположено также управляемое средство для стопорения плунжера в виде нескольких разрывных управляемых устройств 25 (например, пироболтов), имеющих связь с диском 5 плунжера и установленных равномерно по окружности (фиг.2) с центром на оси 21 вращения вала 9.On the base 1 there is also a controlled means for locking the plunger in the form of several explosive controllable devices 25 (for example, pyro-bolts), connected to the
Далее, на основании 1 установлено управляемое средство 26 для стопорения платформы (например, пирочека), содержащее шток 27, входящий в отверстие 28, выполненное в периферийной части платформы 6.Further, on the base 1, a controlled means 26 for locking the platform (for example, pyrocheck) is installed, comprising a rod 27 entering the hole 28 made in the peripheral part of the platform 6.
Кроме того, на основании 1 расположено средство для фиксации отделяемой нагрузки на платформе в транспортном положении. Это средство выполнено в виде нескольких фиксирующих устройств 29, установленных равномерно по окружности (фиг.2) с центром на оси 21 вращения вала 9.In addition, on the base 1 there is a means for fixing the detachable load on the platform in the transport position. This tool is made in the form of
Возможное расположение на основании 1 перечисленных устройств 20 пружинного средства для сообщения поступательного движения плунжеру, устройств 25, 26 средств для стопорения плунжера и платформы и устройств 29 средства для фиксации отделяемой нагрузки показано на фиг.2, представляющей собой вид Б на фиг.1.A possible arrangement on the basis of 1 of the listed
Устройство 29 средства для фиксации отделяемой нагрузки на платформе в транспортном положении (выносной элемент А на фиг.1) в более крупном масштабе показано на фиг.3. Отделяемая полезная нагрузка 8 установлена на опорах 7, опирающихся на платформу 6 и входящих в ее отверстия 32. Каждое из устройств 29 имеет элемент для зацепления с ответным элементом одной из опор 7 отделяемой полезной нагрузки. Указанный элемент выполнен с возможностью выхода из зацепления при вращении платформы 6. В показанном на фиг.2 случае выполнения упомянутый элемент устройства 29 представляет собой фиксатор 33 с пазом 30, установленный в обойме 36, а ответный элемент опоры 7 полезной нагрузки - ее законцовку 31, выступающую из отверстия 6 в платформе в транспортном положении в сторону основания 1 и входящую в паз 30. Паз 30, как показано на фиг.4 (сечение В-В на фиг.3 в увеличенном масштабе), ориентирован по касательной к окружности с центром на оси 21 вращения вала 9 посредством штифта 34, установленного в фиксаторе 33 и входящего в продольный паз 35 обоймы 36, закрепленной на основании 1 и проходящей через отверстие 37 в диске 5 плунжера (если фиксирующие устройства 29 размещены по показанной на фиг.2 окружности с диаметром менее диаметра диска плунжера; в противном случае обойма 36 и другие элементы фиксирующего устройства 29 находятся за пределами диска плунжера). Фиксатор 33 выполнен с упором 38, между которым и основанием 1 установлена пружина 39 сжатия (фиг.3).
Предлагаемая система отделения используется и работает следующим образом.The proposed separation system is used and operates as follows.
В транспортном положении диск 5 плунжера опирается на основание 1 и зафиксирован относительно него устройствами 25 средства стопорения плунжера. Пружины 23, вставленные в гильзы 22, удерживаются гайками 24, служащими также для регулировки усилия сжатия пружин 23 (и, следовательно, линейной скорости полезной нагрузки при отделении). Линейная скорость полезной нагрузки при отделении может регулироваться также изменением рабочего хода Н плунжера с помощью гайки 18. Полезная нагрузка 8 устанавливается на платформу 6, при этом опоры 7 опираются своими торцами на платформу 6 и входят в ее отверстия 32 (фиг.3). Проворотом платформы 6 с установленной на ней полезной нагрузкой 8 и сжатием пружин 39 законцовки 31 опор 7 вводятся в пазы 30 фиксаторов 33.In the transport position, the
Платформа 6 фиксируется штоком 27 устройства 26 стопорения платформы, установленного на основании 1. Источник вращательного движения - торсион 14 закручивается поворотом опорного узла 13 до момента, необходимого для обеспечения требуемой скорости вращения полезной нагрузки 8 при ее отделении. В закрученном состоянии торсион 14 удерживается опорным узлом 13, который может вращаться только в одну сторону.The platform 6 is fixed by the rod 27 of the
Как нетрудно видеть, средства для сообщения отделяемой полезной нагрузке угловой и линейной скоростей и средства регулирования этих скоростей полностью независимы друг от друга.As you can see, the means for communicating the separated payload angular and linear speeds and the means for controlling these speeds are completely independent of each other.
Для отделения полезной нагрузки бортовые средства автоматического управления или оператор первой выдают команду начала вращательного движения на средство 26 стопорения платформы 6. По этой команде происходит срабатывание средства 26 стопорения платформы, шток 27 выдвигается из отверстия платформы и освобождает платформу 6, позволяя ей и валу 9 вращаться в подшипниках 10, 11 и 12 под действием момента, созданного торсионом 14. Торсион, развернувшись на угол первоначальной закрутки, далее продолжает свободно вращаться в опорном узле 13 вместе с платформой 6 и установленной на ней полезной нагрузкой 8, не создавая препятствия их вращению.To separate the payload, the onboard automatic control means or the operator first issues a command to start rotational movement to the platform locking means 26. This command triggers the platform locking means 26, the rod 27 extends from the platform opening and releases the platform 6, allowing it and shaft 9 to rotate in bearings 10, 11 and 12 under the action of the moment created by the torsion 14. The torsion, having turned around at the angle of the initial twist, then continues to rotate freely in the support unit 13 together with atforma 6 and installed on it a payload of 8, without creating obstacles to their rotation.
После начала вращения платформы 6 законцовка 31 каждой из опор 7 выходит из паза 30 взаимодействующего с ней фиксатора 33 фиксирующего устройства 29 в направлении, показанном стрелкой на фиг.4. Фиксатор 33 под действием пружины 39 вдвигается внутрь обоймы 36, тем самым устраняя возможность столкновения с законцовкой 31, следующей по ходу вращения опоры 7. Таким образом, средство фиксации отделяемой полезной нагрузки на платформе в транспортном положении, содержащее фиксирующие устройства 29, обеспечивает автоматическое, без подачи на него специальной команды, освобождение отделяемой полезной нагрузки для поступательного движения сразу после начала вращения. В результате описанного функционирования этого средства обеспечивают беспрепятственное продолжение вращения платформы с установленной на ней полезной нагрузкой и готовность системы к выполнению команды на начало поступательного движения.After the start of rotation of the platform 6, the
Затем бортовыми средствами автоматического управления или оператором подается команда на начало поступательного движения. По этой команде происходит срабатывание разрывных устройств 25 средства стопорения плунжера. Диск 5 плунжера освобождается, и под действием сжатых пружин 23 плунжер 5 совершает поступательное движение вдоль трубы 4 на рабочем ходе Н по опоре 15 скольжения, удерживаясь от проворачивания контактом продольного паза 17 в трубе 4 со штифтом 16. Поступательное движение плунжера через осевую опору - подшипник 12 - передается на вал 9 и платформу 6, продолжающую при этом свое вращение. В конце рабочего хода H плунжера происходит соударение гайки 18 плунжера со свободным концом цилиндрического канала 3; энергия удара поглощается демпфером 19. После этого полезная нагрузка 8, двигаясь по инерции, выходит из контакта с платформой 6 и продолжает поступательное движение с заданной скоростью в направлении, показанном стрелкой X, сохраняя вращение вокруг оси 21, параллельной направлению поступательного перемещения полезной нагрузки при отделении.Then, on-board automatic controls or the operator gives a command to start translational movement. According to this command, the
Предпочтительной областью применения предлагаемой системы отделения является обеспечение посадки отделяемой от базового космического аппарата полезной нагрузки в заданном районе на поверхности планеты.The preferred field of application of the proposed separation system is to ensure the landing of the payload separated from the base spacecraft in a given area on the planet's surface.
Источники информацииInformation sources
1. Патент Российской Федерации №2293694, опубл. 20.02.2007.1. Patent of the Russian Federation No. 2293694, publ. 02/20/2007.
2. В.И.Попов. Системы ориентации и стабилизации космических аппаратов. Москва, "Машиностроение", 1986.2. V.I. Popov. Orientation and stabilization systems for spacecraft. Moscow, "Engineering", 1986.
3. Патент Российской Федерации №2276046, опубл. 10.05.2006.3. Patent of the Russian Federation No. 2276046, publ. 05/10/2006.
4. Патент США №4,067,308, опубл. 10.06.1978.4. US Patent No. 4,067,308, publ. 06/10/1978.
Claims (9)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009122919/11A RU2396190C1 (en) | 2009-06-17 | 2009-06-17 | System for separating payload from space vehicle |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009122919/11A RU2396190C1 (en) | 2009-06-17 | 2009-06-17 | System for separating payload from space vehicle |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2396190C1 true RU2396190C1 (en) | 2010-08-10 |
Family
ID=42698966
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2009122919/11A RU2396190C1 (en) | 2009-06-17 | 2009-06-17 | System for separating payload from space vehicle |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2396190C1 (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2628282C1 (en) * | 2016-02-25 | 2017-08-15 | Акционерное общество "Военно-промышленная корпорация "Научно-производственное объединение машиностроения" | Docking unit of detachable objects of aircrafts |
| CN109050988A (en) * | 2018-08-29 | 2018-12-21 | 上海宇航***工程研究所 | A kind of separation nut connection tripper |
| CN112373732A (en) * | 2020-10-29 | 2021-02-19 | 北京航天长征飞行器研究所 | Low-impact small-sized spacecraft separation releasing mechanism |
| RU2784627C1 (en) * | 2022-09-20 | 2022-11-29 | Акционерное Общество "Государственное Машиностроительное Конструкторское Бюро "Радуга" Имени А.Я. Березняка" | Payload retention device of uncrewed aerial vehicle |
| CN115817866A (en) * | 2022-12-30 | 2023-03-21 | 中国科学院空间应用工程与技术中心 | Rotary locker, supporting piece and maintenance platform for online cabinet mobile maintenance platform |
-
2009
- 2009-06-17 RU RU2009122919/11A patent/RU2396190C1/en active
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2628282C1 (en) * | 2016-02-25 | 2017-08-15 | Акционерное общество "Военно-промышленная корпорация "Научно-производственное объединение машиностроения" | Docking unit of detachable objects of aircrafts |
| CN109050988A (en) * | 2018-08-29 | 2018-12-21 | 上海宇航***工程研究所 | A kind of separation nut connection tripper |
| CN112373732A (en) * | 2020-10-29 | 2021-02-19 | 北京航天长征飞行器研究所 | Low-impact small-sized spacecraft separation releasing mechanism |
| RU2784627C1 (en) * | 2022-09-20 | 2022-11-29 | Акционерное Общество "Государственное Машиностроительное Конструкторское Бюро "Радуга" Имени А.Я. Березняка" | Payload retention device of uncrewed aerial vehicle |
| RU215096U1 (en) * | 2022-09-20 | 2022-11-29 | Акционерное Общество "Государственное Машиностроительное Конструкторское Бюро "Радуга" Имени А.Я. Березняка" | UAV Payload Attachment Mechanism |
| RU2784846C1 (en) * | 2022-09-20 | 2022-11-30 | Акционерное Общество "Государственное Машиностроительное Конструкторское Бюро "Радуга" Имени А.Я. Березняка" | Method for uav payload mount |
| RU2807447C1 (en) * | 2022-12-13 | 2023-11-14 | Федеральное государственное бюджетное военное образовательное учреждение высшего образования "Военно-космическая академия имени А.Ф. Можайского" Министерства обороны Российской Федерации | Rotary ascent device |
| CN115817866A (en) * | 2022-12-30 | 2023-03-21 | 中国科学院空间应用工程与技术中心 | Rotary locker, supporting piece and maintenance platform for online cabinet mobile maintenance platform |
| CN115817866B (en) * | 2022-12-30 | 2023-07-11 | 中国科学院空间应用工程与技术中心 | Rotary locker, support piece and maintenance platform for online cabinet mobile maintenance platform |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2396190C1 (en) | System for separating payload from space vehicle | |
| US20180187714A1 (en) | Extendible working machine | |
| DE1292503B (en) | Winding device for tensioning the harness of aircraft and vehicle occupants | |
| US9382008B2 (en) | Anti-crash seat and an aircraft | |
| KR890014318A (en) | Electro-mechanical brake unit for rolling stock | |
| EP2535625A2 (en) | Solenoid interlock for booster actuator | |
| US5360185A (en) | Linear actuator, in particular for driving an aircraft landing gear leg | |
| US5269381A (en) | Vibration damped hand held rivet bucking tool | |
| US3479890A (en) | Seat reclining mechanism | |
| EP3809234B1 (en) | Test apparatus for actuator | |
| US20140169900A1 (en) | Vibration damper for hole machining apparatus | |
| PL173920B1 (en) | Linear linking mechanism for accomplishing idle motion and device for controlling fuel feeding to an engine | |
| CN104097679A (en) | Steering column adjustment mechanism | |
| US10434343B1 (en) | Quick-release attachment point for fall protection | |
| US10589848B2 (en) | Landing-gear assembly for an aircraft, the landing-gear assembly including a secondary shimmy damper | |
| US5725183A (en) | Multicontact spacing control device | |
| US7748368B2 (en) | Launcher for flying cylinders | |
| JP2023522856A (en) | Rod end with locking device for strut | |
| CN211717262U (en) | Throwing device | |
| KR101245508B1 (en) | Machinery type folding gig device | |
| DE2448495C3 (en) | Device for initiating the ignition of the propellant charge of a rocket | |
| DK167380B1 (en) | CLUTCH MECHANISM TO A TOY BUILDING SITE | |
| RU2686804C1 (en) | Spacecraft movable structural elements retention device | |
| US2375894A (en) | Knob assembly for control devices | |
| CN114719676B (en) | Drag release mechanism and rocket launching platform with same |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PC43 | Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions |
Effective date: 20171110 |