ES2351030T3 - Vehículo espacial con un dispositivo de sujeción y de separación. - Google Patents
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Abstract
Vehículo espacial de varias piezas con un dispositivo de sujeción y de separación entre módulos del vehículo espacial de varias piezas, es decir, entre una cápsula de retorno (1) y un módulo de alimentación (2) asignado, compuesto por una construcción de tirantes (7) en forma de elementos estructurales, compuesta de varias piezas y dispuesta entre la cápsula de retorno (1) y el módulo de alimentación (2), estando realizadas como elementos de sujeción (3) las zonas finales orientadas hacia la cápsula de retorno (1), caracterizado porque los elementos de sujeción (3) engranan en casquillos (8) asignados por encima de un escudo primario de protección contra el calor (4) y dispuestos en una envoltura (11) aerodinámica exterior de la cápsula de retorno (1) por encima de la transición del escudo principal contra el calor (4) hacia un aislamiento térmico (12) posterior, pudiendo realizarse una separación controlable mediante la liberación de los elementos de sujeción (3) a través de elementos de explosión (13).
Description
Vehículo espacial con un dispositivo de sujeción
y de separación.
La invención se refiere a un vehículo espacial
de varias piezas con un dispositivo de sujeción y de separación
entre módulos del vehículo espacial de varias piezas, es decir,
entre una cápsula de retorno y un módulo de alimentación asignado,
compuesto por una construcción de tirantes, compuesta de varias
piezas y dispuesta entre la cápsula de retorno y el módulo de
alimentación, estando realizadas como elementos de sujeción las
zonas finales orientadas hacia la cápsula de retorno.
Los sistemas de sujeción y de separación de este
tipo entre distintos módulos se usan especialmente en vehículos
espaciales que no retornan completamente a la tierra, sino en los
que, antes de la reentrada en la atmósfera terrestre, por ejemplo,
una cápsula de retorno se separa de su módulo de alimentación o de
otras piezas del vehículo
espacial.
espacial.
Los vehículos espaciales basados en esta técnica
de cápsulas de retorno se conocen ya desde hace tiempo en
diferentes variantes y modelos. Los modelos conocidos tienen en
común que en ellos la cápsula de retorno debe estar unida fijamente
con la unidad de alimentación durante la fase de despegue y durante
el vuelo en órbita, y de que el mecanismo de sujeción tiene que
transmitir las fuertes cargas de vibración y fuerzas de aceleración
que se producen entonces. En los vehículos espaciales conocidos
hasta ahora, para este fin, o bien, se usan pernos explosivos que
transmiten la fuerza y que, a través del escudo principal de calor
transmiten las fuerzas entre la unidad de alimentación y la cápsula
y que se hacen explotar antes de la reentrada en la atmósfera
terrestre, para separar los dos módulos uno de otro, o bien, cintas
de sujeción fijadas al módulo de alimentación que sujetan la
cápsula con su escudo de calor en superficies de apoyo
correspondientes en el módulo de alimentación. Esta última
disposición mencionada requiere para una unión no positiva fiable,
especialmente en caso de solicitaciones de vibración, unas
construcciones inferiores suficientemente resistentes a la tracción
y la presión y, por tanto, relativamente pesadas, mientras los
pasos a través del escudo principal de calor, necesarios para esta
disposición, hacen necesarias al mismo tiempo unas juntas complejas
y unas construcciones inferiores resistentes al calor. Se añade que
una transmisión de fuerza a través del o por el escudo de calor
requiere el uso de materiales de protección contra el calor tenaces
al impacto y estancos y, por tanto, pesados. Los materiales
modernos de protección contra el calor de cerámica o de cerámica de
un compuesto de fibras como, por ejemplo, el carbón/carbón, el
carbono o el C/SiC junto a su construcción inferior, en cambio, son
muy ligeros y rígidos, pero no presentan una aptitud óptima para la
transmisión directa de fuerzas de presión y de
tracción.
tracción.
Un dispositivo de sujeción y de separación entre
una cápsula de retorno y un módulo de alimentación asignado se
conoce por el documento
US-A-6,135,391. Este dispositivo
presenta como elemento estructural una construcción de tirantes
dispuesta entre la cápsula de retorno y el módulo de alimentación.
Las zonas finales orientadas hacia la cápsula de retorno están
realizadas como elementos de sujeción que agarran la cápsula de
retorno por el borde del escudo primario de protección contra el
calor, siendo posible una separación controlable mediante la
liberación de los elementos de sujeción a través de elementos de
explosión. De esta forma, se consigue una disposición relativamente
complicada sin introducir fuerzas directamente en la estructura de
la cápsula de retorno.
Por lo tanto, la invención tiene el objetivo de
realizar un mecanismo de sujeción y de separación del tipo
mencionado al principio, de tal forma que mantenga el escudo
principal contra el calor y la construcción inferior libres de
cargas por vibración y cargas estáticas, y de tal forma que, en
lugar de ello, introduce las fuerzas originadas de la forma más
directa en la estructura de la cápsula, que soporta la carga.
La invención consigue este objetivo de tal forma
que los elementos de sujeción engranan en casquillos asignados por
encima de un escudo primario de protección contra el calor y
dispuestos en una envoltura aerodinámica exterior de la cápsula de
retorno por encima de la transición del escudo principal contra el
calor hacia un aislamiento térmico posterior, pudiendo realizarse
una separación controlable mediante la liberación de los elementos
de sujeción a través de elementos de explosión.
Mediante la configuración prevista, la fuerza no
se conduce a través del escudo principal contra el calor, y ni el
material del escudo primario de protección contra el calor ni la
construcción inferior tienen que concebirse para las fuerzas que se
originan. También se evitan pasos para pernos que conducen la fuerza
por el escudo principal de calor, que en esta zona altamente
solicitada a temperatura constituirían unos puntos débiles críticos
en el escudo contra el calor, cuyo aislamiento haría necesario un
elevado gasto analítico, constructivo y de material. Dado que las
grapas de sujeción previstas en la invención agarran por encima el
borde del escudo primario contra el calor introduciendo las fuerzas
de sujeción así directamente en la estructura primaria de la
cápsula, no son necesarios pasos en el escudo principal contra el
calor de la cápsula y se puede prever un escudo cerámico contra el
calor, eficiente y al mismo tiempo ligero. Esto permite una
considerable simplificación tanto de la construcción del escudo
contra el calor como de la estructura secundaria subyacente que
soporta la carga.
Otras formas de realización ventajosas se
caracterizan por las propiedades de las demás reivindicaciones
subordinadas.
\newpage
A continuación, la invención se describe en
detalle con la ayuda de ejemplos de realización representados en el
dibujo. Muestran:
la figura 1 una representación de principio de
una cápsula de retorno con un dispositivo de sujeción y de
separación hacia un módulo de alimentación, en el estado unido;
la figura 2 una representación de principio como
en la figura 1, en el estado separado;
la figura 3 una representación de detalle
aumentada de una disposición para la unión según las figuras 1 y
2.
Una estructura de principio de una disposición
con una cápsula de retorno 1 con un dispositivo de sujeción y de
separación está representada según las figuras 1 y 2. De esta forma
es posible conducir las fuerzas originadas durante el despegue y
durante el vuelo en órbita, desde un módulo de alimentación 2
asignado, a través de una provista de un número de elementos de
sujeción 3 dispuestos en el lado circunferencial, elementos
estructurales 7 de tirantes y pernos alojados de forma articulada,
directamente a la estructura primaria portante de la cápsula de
retorno 1, situada debajo del revestimiento aerodinámico. Los
elementos estructurales 7 se extienden alrededor del borde del
escudo contra el calor 4 de la cápsula de retorno 1. Durante la
separación de la cápsula de retorno 1 del módulo de alimentación 2,
los elementos de sujeción 3 se separan por presión a través de
resortes 5 dejando libre así el módulo de reentrada, es decir, la
cápsula de retorno 1.
En el presente caso están previstos seis grupos
de tirantes portantes como elementos estructurales 7, que en sus
extremos superiores llevan respectivamente un elemento de sujeción 3
para el engrane. El anillo exterior constituye el borde superior de
la estructura portante del módulo de alimentación 2, que absorbe las
cargas de la cápsula de retorno 1. Como se puede ver en la
representación de detalle de la figura 3, los elementos
estructurales 7 absorben respectivamente las fuerzas del módulo de
alimentación 2 y las conducen a otro tirante configurado como
elemento de sujeción 3, que en este lugar perfora la envoltura
exterior 11 aerodinámica de la cápsula de retorno 1 por encima de
la transición del escudo principal contra el calor 4 al aislamiento
térmico 12 posterior, engranando en casquillos 8 configurados
correspondientemente en la envoltura 11 aerodinámica. Dentro de la
envoltura 11 aerodinámica, el elemento estructural 7 portante se
ramifica en varios tirantes 14, en este caso tres, que transmiten
las fuerzas a la estructura primaria de la cápsula de retorno 1.
En el ejemplo de realización según las figuras 1
y 2, para la separación de la unión no positiva está previsto un
perno explosivo 13 por cada elemento estructural 7. Está dispuesto
justo por encima de la envoltura aerodinámica de la cápsula 1, en
aquel lugar, en el que la unión se extiende encima del tirante
individual que se separa después por la explosión del perno
explosivo 13. Los tirantes exteriores van fijados al módulo de
alimentación 2 a través de una bisagra elástica 5, de tal forma que
después de la separación de cada tirante individual o de cada
elemento de sujeción 3 pueden plegarse hacia fuera dejando libre el
módulo de retorno 1.
\vskip1.000000\baselineskip
Esta lista de documentos indicados por el
solicitante se ha incluido exclusivamente para la información del
lector, y no es parte constituyente del documento de patente
europeo. Se ha realizado poniendo el mayor cuidado; sin embargo, la
EPA no asume ninguna responsabilidad por posibles errores u
omisiones.
\bullet US 6135391 A [0004]
Claims (3)
1. Vehículo espacial de varias piezas con un
dispositivo de sujeción y de separación entre módulos del vehículo
espacial de varias piezas, es decir, entre una cápsula de retorno
(1) y un módulo de alimentación (2) asignado, compuesto por una
construcción de tirantes (7) en forma de elementos estructurales,
compuesta de varias piezas y dispuesta entre la cápsula de retorno
(1) y el módulo de alimentación (2), estando realizadas como
elementos de sujeción (3) las zonas finales orientadas hacia la
cápsula de retorno (1), caracterizado porque los elementos
de sujeción (3) engranan en casquillos (8) asignados por encima de
un escudo primario de protección contra el calor (4) y dispuestos
en una envoltura (11) aerodinámica exterior de la cápsula de retorno
(1) por encima de la transición del escudo principal contra el
calor (4) hacia un aislamiento térmico (12) posterior, pudiendo
realizarse una separación controlable mediante la liberación de los
elementos de sujeción (3) a través de elementos de explosión
(13).
2. Vehículo espacial de varias piezas con un
dispositivo de sujeción y de separación según la reivindicación 1,
caracterizado porque la construcción de tirantes (7, 27) en
forma de elementos estructurales, al pasar por la envoltura (11)
aerodinámica de la cápsula de retorno (1), convergen en al menos un
tirante (14).
3. Vehículo espacial de varias piezas con un
dispositivo de sujeción y de separación según la reivindicación 1 ó
2, caracterizado porque la construcción de tirantes (7, 27)
situada fuera de la cápsula de retorno (1) está alojada de forma
giratoria a través de una bisagra elástica (5, 25).
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