RU200003U1

RU200003U1 - Силовая конструкция корпуса космического аппарата

Info

Publication number: RU200003U1
Application number: RU2020118281U
Authority: RU
Inventors: Евгений Дмитриевич Мироненко; Станислав Владимирович Авкельгин; Олена Александровна Исеева; Юлия Сергеевна Кравченко; Андрей Викторович Жуков; Владимир Иванович Халиманович; Вадим Петрович Вашкевич
Original assignee: Акционерное общество «Информационные спутниковые системы» имени академика М.Ф. Решетнёва"
Priority date: 2020-06-03
Filing date: 2020-06-03
Publication date: 2020-10-01

Abstract

Полезная модель относится к сетчатым конструкциям из композиционных материалов и может быть использована в изделиях авиационной и ракетно-космической техники.Силовая конструкция корпуса (СКК) космического аппарата (КА) предназначена для крепления модулей КА с бортовой и целевой аппаратурой, крыльев солнечной батареи, баков хранения рабочего тела, а также элементов системы отделения и стыковки с попутным КА при групповом запуске.Задачами, на решение которых направлено заявляемое техническое решение являются: совершенствование конструкции СКК КА, повышение надежности, технологичности и степени унификации.Поставленные задачи решаются за счет того, что СКК КА содержит оболочку вращения, выполненную из композиционного материала полой цилиндрической формы, имеющую сетчатую структуру, образованную посредством пересечения между собой спиральных и кольцевых ребер, при этом торцы сетчатой оболочки выполнены с усиливающими элементами - шпангоутами, образованными замкнутыми по окружности профилями прямоугольного сечения, причем один из шпангоутов выполнен с профилирующими пазами под ребра сетчатой структуры. Сетчатая структура также выполнена с продольными, дополнительными продольными и кольцевыми ребрами, при этом другой из шпангоутов интегрирован в структуру сетчатой оболочки и выполнен с интерфейсом верхним.Техническими результатами при использовании СКК КА с приведенной совокупностью признаков являются:достижение баланса оптимальных значений основных параметров СКК КА в соответствии с современными требованиями к техническим и эксплуатационным характеристикам;достижение повышенной осевой жесткости и самостабилизации сетчатой оболочки;реализация возможности как одиночного, так и группового выведения на орбиту КА.

Description

Полезная модель относится к сетчатым конструкциям из композиционных материалов и может быть использована в изделиях авиационной и ракетно-космической техники.

Силовая конструкция корпуса (СКК) космического аппарата (КА) предназначена для крепления модулей КА с бортовой и целевой аппаратурой, крыльев солнечной батареи, баков хранения рабочего тела, а также элементов системы отделения и стыковки с попутным КА при групповом запуске.

СКК КА должна иметь заданную несущую способность, обеспечивающую ее целостность при внешних воздействиях, т.е. обладать высокой жесткостью и прочностью. Другими требованиями, предъявляемыми к СКК КА, являются требования по обеспечению оптимальных значений основных параметров:

высокой степени надежности;

высокой степени унификации;

высокой степени технологичности;

размеростабильности;

низкой себестоимости;

минимизации массовых характеристик.

При производстве КА значительную роль играет срок изготовления его составных частей. Применение технической унификации при изготовлении СКК КА позволяет сократить время на адаптацию под конкретный КА, способствует реализации возможности более широкого применения СКК при создании КА различного целевого назначения.

На данный момент, как в отечественном, так и зарубежном производстве КА негерметичного типа, применяется модульный принцип построения, при котором КА состоит из нескольких конструктивно и функционально обособленных модулей, например, модуля служебных систем и модуля полезной нагрузки, которые крепятся к одному каркасу СКК. Основные варианты исполнения СКК КА могут быть представлены в виде:

конструкции из сотовых сэндвич-панелей (обшивок с сотовым заполнителем между ними);

монолитной конструкции, без применения сотового заполнителя;

оболочки вращения имеющей сетчатую структуру.

Известно, что из представленных выше вариантов исполнения оптимальными параметрами с учетом требований, указанных выше обладают оболочки вращения, имеющие сетчатую структуру, несущими элементами которой являются ребра, обеспечивающие одновременно мембранную и изгибную жесткость конструкции. Геометрическая форма СКК КА в виде цилиндра, способствует равномерному распределению нагрузки на конструкцию в целом, а также позволяет осуществить попутное выведение нескольких КА одновременно, при этом выполняя соответствие условию размещения КА соосно с осью симметрии ракеты-носителя.

Также известно, что применение полимерных композиционных материалов в качестве материала изготовления СКК КА позволяет снизить массу конструкций в среднем на 15-30% по сравнению с металлическими конструкциями, помимо этого современные композиционные материалы (например, углепластики) превосходят алюминиевые сплавы по удельной жесткости в 2-3 раза, а по удельной прочности в 5–6 раз. Низкий коэффициент температурного расширения полимерных композиционных материалов, обеспечивает размеростабильность конструкции, при воздействии широкого спектра температур в условиях космической среды. СКК КА является интегральной – соединение ребер между собой, а также с другими элементами конструкции реализуется в процессе полимеризации связующего композиционного материала. В настоящее время ребра СКК КА, изготовленные в промышленных условиях из высокомодульных углепластиков имеют модуль упругости 185 ГПа, т.е. приближенный к модулю стали при плотности в 5,2 раза меньшей.

СКК КА должна сочетать в себе оптимальные значения основных параметров. Технической проблемой при производстве СКК КА является достижение баланса оптимальных значений основных параметров.

Следует отметить, что выбор при проектировании конфигурации и типа сетчатой конструкции зависит от воздействия комбинации статических и динамических нагрузок на конструкцию конкретного КА в целом и на его положение при выведении на орбиту и последующего функционирования. Нагрузки, действующие на СКК КА, переменны по высоте и являются минимальными на верхнем торце и максимальными на нижнем торце. Различие в нагрузках на торцах может достигать несколько десятков раз. Минимизация массы СКК КА при подобном распределении нагрузок может быть реализована переменным количеством ребер по высоте конструкции. Также действие нагрузок может приводить к возникновению локальных напряжений ребер сетчатой оболочки СКК КА. Исходя из этих условий, подбирают оптимальное количество продольных и при необходимости дополнительных продольных ребер, повышающих осевую жесткость сетчатой оболочки, определяют угол наклона и количество спиральных ребер, которые задают боковую жесткость. Наличие кольцевых ребер и при необходимости дополнительных кольцевых ребер придает свойство самостабилизации сетчатой оболочке СКК КА. Параметры ребер подбираются с обеспечением условия минимальной массы, а также необходимой прочности и жесткости конструкции сетчатой оболочки. Конфигурация сетчатой оболочки определяется специальным расчетом, при этом сетчатая оболочка СКК КА может быть выполнена из композиционного материала на основе высокомодульного углеродного волокна, методом «мокрой» намотки.

Таким образом, СКК КА представляет собой оболочку вращения, выполненную из композиционного материала полой цилиндрической формы, имеющую анизогридную сетчатую структуру, образованную посредством пересечения между собой спиральных, кольцевых, продольных ребер, а также дополнительных продольных и кольцевых ребер, с формированием ячеек нескольких типоразмеров. При этом торцы сетчатой оболочки выполнены с усиливающими элементами - шпангоутами, образованными замкнутыми по окружности профилями прямоугольного сечения, причем один из шпангоутов интегрирован в структуру сетчатой оболочки и выполнен с интерфейсом верхним, а другой шпангоут выполнен с профилирующими пазами под ребра сетчатой структуры, посадочными местами и отверстиями.

Из предшествующего уровня техники известны различные конструктивные исполнения СКК КА сетчатой конструкции, которые могут быть использованы при изготовлении изделий авиационной техники, с близкой совокупностью признаков по конфигурации сетчатой структуры:

Патент РФ № 2475412 «Оболочка отсека герметичного фюзеляжа магистрального самолета из полимерного композиционного материала и способ ее изготовления», выполнена в виде слоистой обшивки с сеткой подкрепляющих ребер. Сетка подкрепляющих ребер содержит винтовые ребра с боковыми поверхностями в виде поверхностей прямого геликоида правого хода с разворотом указанных ребер в области торца отсека и их переходом в винтовые ребра левого хода и наоборот, а также продольные ребра с их U-образным разворотом в зонах торцов отсека. Ребра равномерно распределены по поверхности отсека, сформированы послойно и выполнены непрерывными. Ребра состоят из слоев однонаправленных прядей волокон полимерного композиционного материала, скрепленных полимерным связующим. На сетке подкрепляющих ребер сформирована наружная слоистая обшивка из полимерного композиционного материала. Недостатком данного аналога является отсутствие усиливающих элементов на торцах сетчатых конструкций, например, шпангоутов, интегрированных в структуру сетчатой оболочки.

Необходимость усиления торцов вызвана обеспечением целостности ребер сетчатой оболочки, а также реализацией возможности крепления элементов конструкции или стыковки с попутным КА при групповом запуске, что предполагает наличие интерфейсов с поверхностями и посадочными отверстиями.

Патент РФ № 176806 «Изогридная (сетчатая) хвостовая балка вертолета, изготовленная из композиционных материалов», которая образована из повторяющихся по толщине стенки оболочки слоев систем перекрещивающихся спиральных и продольных лент из однонаправленных нитей, скрепленных полимерным связующим, образующих спиральные и продольные ребра. Усиливающие шпангоуты состоят из слоев композиционного материала и слоев металлической фольги. На торцевом усиливающем шпангоуте, расположенном в районе хвостового оперения, установлена оболочка из композиционных материалов. Недостатком данного аналога является наличие дополнительных промежуточных усиливающих шпангоутов, а также хвостовой оболочки, существенно повышающих массу конструкции.

Из уровня техники также известны различные конструктивные исполнения СКК сетчатой конструкции, которые предназначены для крепления элементов конструкции КА и представлены в описании ниже.

Патент РФ № 2622304«Силовая конструкция платформы космического аппарата», которая содержит оболочку вращения, выполненную из композиционного материала полой цилиндрической формы, имеющую сетчатую структуру, образованную посредством пересечения между собой спиральных ребер, при этом на торцах сетчатой оболочки закреплены усиливающие элементы (выполнены в виде шпангоутов, изображены на чертежах прототипа). Сетчатая конструкция в данном случае имеет изогридный тип, характеризующийся ячейками одного типоразмера с равномерным размещением их по всему объему оболочки. Недостатком аналога является низкая несущая способность изогридной сетчатой оболочки, обусловленная отсутствием кольцевых и продольных ребер, что снижает надежность СКК КА при одновременном выведении попутных КА (приложение осевой нагрузки к СКК КА) и может привести к разрушению ребер сетчатой оболочки.

Для обеспечения прочности и жесткости СКК КА целесообразно наличие кольцевых, а также равномерно расположенных продольных ребер в соответствии с переменным характером действующих комбинированных нагрузок. Кроме того, преобладающие усилия в рассматриваемых конструкциях, предназначенных для закрепления элементов конструкции КА и стыковки с попутным КА при групповом запуске, ориентированы вдоль продольной оси СКК КА и наиболее эффективно воспринимаются продольными, а не спиральными ребрами. Локальные напряжения ребер в данном случае могут быть компенсированы дополнительными продольными и кольцевыми ребрами. При этом компенсация локальных напряжений ребер сетчатой оболочки, образующихся в зоне наибольших нагрузок, позволит предотвратить деформацию и разрушение сетчатой структуры СКК КА.

Наличие кольцевых и продольных ребер в СКК указано в описании изобретений:

Патент РФ № 2392122 «Сетчатая оболочка вращения из композиционных материалов», образована из повторяющихся по толщине стенки оболочки слоев систем перекрещивающихся спиральных, продольных и кольцевых лент из однонаправленных нитей, скрепленных полимерным связующим, образующих спиральные, кольцевые, продольные и дополнительные ребра. Дополнительные ребра ориентированы в продольном направлении. Дополнительные ребра короче длины образующей и неравномерно распределены по длине и периметру. Недостатком известной конструкции является отсутствие усиливающих элементов на торцах сетчатых конструкций.

Патент США № 20100065717 «METHOD AND SYSTEM FOR FORMING COMPOSITE GEOMETRIC SUPPORT STRUCTURES». Опорная конструкция представляет собой сетчатую оболочку трехмерной конфигурации полой цилиндрической формы из композиционного материала, которая образована посредством пересечения между собой спиральных, продольных, кольцевых и/или боковых поперечных ребер (опор) с образованием множества узлов. Торцы опорной конструкции могут быть оснащены шпангоутами, имеющими аэродинамический профиль. Недостатком данного аналога является отсутствие интеграции шпангоута в конструкцию в целом, что приводит к потере прочности, жесткости конструкции, а также снижению надежности соединения ребер сетчатой оболочки со шпангоутом.

Исходя из назначения и наиболее близкой совокупности существенных признаков в качестве ближайшего аналога (прототипа) выбрана «Силовая конструкция корпуса космического аппарата», известная из описания полезной модели к патенту РФ № 196913, которая содержит оболочку вращения, выполненную из композиционного материала полой цилиндрической формы, имеющую анизогридную сетчатую структуру, образованную посредством пересечения между собой спиральных и кольцевых ребер с формированием ячеек двух типоразмеров. При этом на торцах сетчатой оболочки закреплены усиливающие элементы - шпангоуты, которые образованы замкнутыми по окружности профилями прямоугольного сечения и имеют профилирующие пазы под ребра сетчатой структуры. Недостатками прототипа являются отсутствующие продольные и дополнительные продольные и кольцевые ребра, которые обусловлены требованиями при проектировании конфигурации к заявляемой СКК КА, зависимыми от воздействия комбинации статических и динамических нагрузок, а именно повышенной осевой жесткости, а также самостабилизации сетчатой оболочки.

Задачами, на решение которых направлено заявляемое техническое решение являются: совершенствование конструкции СКК КА, повышение надежности, технологичности и степени унификации.

Поставленные задачи решаются за счет того что СКК КА, содержит оболочку вращения, выполненную из композиционного материала полой цилиндрической формы, имеющую сетчатую структуру, образованную посредством пересечения между собой спиральных и кольцевых ребер, при этом торцы сетчатой оболочки выполнены с усиливающими элементами - шпангоутами, образованными замкнутыми по окружности профилями прямоугольного сечения, причем один из шпангоутов выполнен с профилирующими пазами под ребра сетчатой структуры. Сетчатая структура также выполнена с продольными, дополнительными продольными и кольцевыми ребрами, при этом другой из шпангоутов интегрирован в структуру сетчатой оболочки и выполнен с интерфейсом верхним.

Спиральные ребра образованы профилями прямоугольного сечения, одна половина которых ориентирована под углом к плоскости шпангоутов, а вторая половина ориентирована зеркально первой половине, при этом спиральные ребра расположены с равным угловым шагом по окружности шпангоутов и соединяют их между собой.

Кольцевые ребра образованы замкнутыми по окружности профилями прямоугольного сечения, ориентированы параллельно плоскости шпангоутов и расположены между шпангоутами с равным шагом друг от друга.

Продольные ребра образованы профилями прямоугольного сечения, ориентированы перпендикулярно плоскости шпангоутов, соединяют шпангоуты между собой и расположены вдоль цилиндрической поверхности сетчатой оболочки группами с равным шагом друг от друга.

Дополнительные продольные ребра образованы профилями прямоугольного сечения, ориентированы перпендикулярно плоскости шпангоутов и распределены вдоль цилиндрической поверхности сетчатой оболочки парно с равным шагом друг от друга, при этом их длина короче продольных ребер, а также одни торцы данных ребер сопряжены со шпангоутом с профилирующими пазами под ребра сетчатой структуры, а другие торцы сопряжены с кольцевым ребром, расположенным между дополнительными кольцевыми ребрами.

Дополнительные продольные ребра образованы профилями прямоугольного сечения, ориентированы перпендикулярно плоскости шпангоутов и распределены вдоль цилиндрической поверхности сетчатой оболочки парно с двух сторон относительно других дополнительных продольных ребер с равным шагом друг от друга, при этом их длина короче других дополнительных продольных ребер, а также одни торцы данных ребер сопряжены со шпангоутом с профилирующими пазами под ребра сетчатой структуры, а другие торцы сопряжены с кольцевым ребром, расположенным около дополнительных кольцевых ребер, расположенных ближе к шпангоуту с профилирующими пазами под ребра сетчатой структуры.

Дополнительные кольцевые ребра образованы замкнутыми по окружности профилями прямоугольного сечения, ориентированы параллельно плоскости шпангоутов и расположены парно между кольцевыми ребрами, расположенными около центра сетчатой оболочки ближе к шпангоуту с интерфейсом верхним.

Дополнительные кольцевые ребра образованы замкнутыми по окружности профилями прямоугольного сечения, ориентированы параллельно плоскости шпангоутов и расположены парно между кольцевыми ребрами, расположенными около торцов дополнительных продольных ребер, имеющих самую короткую длину.

Дополнительное кольцевое ребро образовано замкнутым по окружности профилем прямоугольного сечения, ориентировано параллельно плоскости шпангоутов и спарено с кольцевым ребром, расположенным около шпангоута с профилирующими пазами под ребра сетчатой структуры.

Шпангоуты выступают за плоскость цилиндрической поверхности сетчатой оболочки.

Шпангоуты выполнены из композиционного материала или из металлического сплава.

Шпангоут с профилирующими пазами под ребра сетчатой структуры выполнен с посадочными местами и отверстиями, а также имеет включение элементов, выполненных из металлических сплавов.

Интерфейс верхний представлен в виде хомутов, расположенных на шпангоуте с равным шагом друг от друга, имеющих Л-образный профиль, выполненный с возможностью сопряжения со шпангоутом и фиксацией при помощи клея и крепежного соединения, при этом интерфейс верхний, выполнен с отверстиями и бобышками.

Сетчатая оболочка выполнена из композиционного материала на основе высокомодульного углеродного волокна, методом «мокрой» намотки.

Техническими результатами при использовании СКК КА с приведенной совокупностью признаков являются:

достижение баланса оптимальных значений основных параметров СКК КА в соответствии с современными требованиями к техническим и эксплуатационным характеристикам;

достижение повышенной осевой жесткости и самостабилизации сетчатой оболочки;

реализация возможности как одиночного, так и группового выведения на орбиту КА.

Сущность полезной модели поясняется чертежами, представленными фиг. 1-8, где:

на фиг. 1 изображен вид общий СКК КА;

на фиг. 2 изображен вид спереди СКК КА;

на фиг. 3 изображен выносной элемент А, показанный на фиг. 2;

на фиг. 4 отображен вид Б, показанный на фиг. 2;

на фиг. 5 изображен вид В, показанный на фиг. 2;

на фиг. 6 отображен выносной элемент Г, показанный на фиг. 2;

на фиг. 7 изображен выносной элемент Д, показанный на фиг. 3;

на фиг. 8 изображен выносной элемент Е, показанный на фиг. 3.

СКК КА, содержит оболочку вращения, выполненную из композиционного материала полой цилиндрической формы, имеющую сетчатую структуру, образованную посредством пересечения между собой спиральных и кольцевых ребер 1, 2, при этом торцы сетчатой оболочки выполнены с усиливающими элементами – шпангоутами 3, 4, образованными замкнутыми по окружности профилями прямоугольного сечения, причем один из шпангоутов 4 выполнен с профилирующими пазами под ребра сетчатой структуры. Сетчатая структура также выполнена с продольными, дополнительными продольными и кольцевыми ребрами 5, 6, 7, 8, 9, 10, при этом другой из шпангоутов 3 интегрирован в структуру сетчатой оболочки и выполнен с интерфейсом верхним 11.

Спиральные ребра 1 образованы профилями прямоугольного сечения, одна половина которых ориентирована под углом к плоскости шпангоутов 3, 4, а вторая половина ориентирована зеркально первой половине, при этом спиральные ребра 1 расположены с равным угловым шагом по окружности шпангоутов и соединяют их между собой.

Кольцевые ребра 2 образованы замкнутыми по окружности профилями прямоугольного сечения, ориентированы параллельно плоскости шпангоутов 3, 4 и расположены между шпангоутами 3, 4 с равным шагом друг от друга.

Продольные ребра 5 образованы профилями прямоугольного сечения, ориентированы перпендикулярно плоскости шпангоутов 3, 4, соединяют шпангоуты 3, 4 между собой и расположены вдоль цилиндрической поверхности сетчатой оболочки группами с равным шагом друг от друга.

Дополнительные продольные ребра 6 образованы профилями прямоугольного сечения, ориентированы перпендикулярно плоскости шпангоутов 3, 4 и распределены вдоль цилиндрической поверхности сетчатой оболочки парно с равным шагом друг от друга, при этом их длина короче продольных ребер 5, а также одни торцы данных ребер сопряжены со шпангоутом 4 с профилирующими пазами под ребра сетчатой структуры, а другие торцы сопряжены с кольцевым ребром, расположенным между дополнительными кольцевыми ребрами 8, 9.

Дополнительные продольные ребра 7 образованы профилями прямоугольного сечения, ориентированы перпендикулярно плоскости шпангоутов 3, 4 и распределены вдоль цилиндрической поверхности сетчатой оболочки парно с двух сторон относительно других дополнительных продольных ребер 6 с равным шагом друг от друга, при этом их длина короче других дополнительных продольных ребер 6, а также одни торцы данных ребер сопряжены со шпангоутом 4 с профилирующими пазами под ребра сетчатой структуры, а другие торцы сопряжены с кольцевым ребром, расположенным около дополнительных кольцевых ребер 9, расположенных ближе к шпангоуту 4 с профилирующими пазами под ребра сетчатой структуры.

Дополнительные кольцевые ребра 8 образованы замкнутыми по окружности профилями прямоугольного сечения, ориентированы параллельно плоскости шпангоутов 3, 4 и расположены парно между кольцевыми ребрами 2, расположенными около центра сетчатой оболочки ближе к шпангоуту 3 с интерфейсом верхним 11.

Дополнительные кольцевые ребра 9 образованы замкнутыми по окружности профилями прямоугольного сечения, ориентированы параллельно плоскости шпангоутов 3, 4 и расположены парно между кольцевыми ребрами 2, расположенными около торцов дополнительных продольных ребер 7, имеющих самую короткую длину.

Дополнительное кольцевое ребро 10 образовано замкнутым по окружности профилем прямоугольного сечения, ориентировано параллельно плоскости шпангоутов 3, 4 и спарено с кольцевым ребром, расположенным около шпангоута 4 с профилирующими пазами под ребра сетчатой структуры.

Шпангоуты 3, 4 выступают за плоскость цилиндрической поверхности сетчатой оболочки.

Шпангоуты 3, 4 выполнены из композиционного материала или из металлического сплава.

Шпангоут 4 с профилирующими пазами под ребра сетчатой структуры выполнен с посадочными местами 12 и отверстиями, а также имеет включение элементов 13, выполненных из металлических сплавов.

Интерфейс верхний 11 представлен в виде хомутов, расположенных на шпангоуте 3 с равным шагом друг от друга, имеющих Л-образный профиль, выполненный с возможностью сопряжения со шпангоутом 3 и фиксацией при помощи клея и крепежного соединения, при этом интерфейс верхний 11, выполнен с отверстиями и бобышками.

СКК КА изготавливается с учетом требований к конструкции с использованием технологии изготовления методом «мокрой» намотки угольной нити, пропитанной эпоксидным связующим.

Намотка – процесс изготовления высокопрочных армированных изделий, форма которых определяется вращением произвольных образующих. При этом методе армирующий материал (угольная нить) укладывается по заданной траектории на вращающуюся оправку, которая определяет внутреннюю геометрию изделия.

Методом намотки формируют изделия, работающие в специфических условиях нагружения, таких как внутреннее или наружное давление, сжимающие или крутящие нагрузки. Изделия проектируются и изготавливаются с высокой степенью точности.

Полученные при намотке углепластиковые конструкции имеют ряд преимуществ перед аналогичными изделиями из традиционных материалов. В первую очередь это повышенная прочность при малой собственной массе, что позволяет добиться оптимального соотношения массы конструкции и полезной нагрузки. Другими преимуществами метода намотки являются:

быстрый и поэтому экономически выгодный метод укладки армирующего мате-риала;

недорогие материалы.

«Мокрая» намотка обеспечивает повышенную формуемость изделий, поэтому преимущественно применяется при изготовлении крупногабаритных оболочек сложной кон-фигурации.

Ребра сетчатой оболочки выполнены из углеродной нити марки M46J и связующего ЭХД-МД. СКК КА характеризуется следующими параметрами:

высота ребер 15 мм;

толщина спиральных, кольцевых, продольных, дополнительных кольцевых и продольных ребер - от 3 до 5 мм;

угол ориентации спиральных ребер относительно образующей 30°.

Применение унификации при изготовлении данной СКК КА также дает технико-экономические преимущества, выраженные в снижении издержек и сроков производства посредством применения типовых технологических процессов при создании ряда модификаций СКК для КА различного целевого назначения.

Claims

1. Силовая конструкция корпуса космического аппарата, содержащая оболочку вращения, выполненную из композиционного материала полой цилиндрической формы, имеющую сетчатую структуру, образованную посредством пересечения между собой спиральных и кольцевых ребер, при этом торцы сетчатой оболочки выполнены с усиливающими элементами - шпангоутами, образованными замкнутыми по окружности профилями прямоугольного сечения, причем один из шпангоутов выполнен с профилирующими пазами под ребра сетчатой структуры, отличающаяся тем, что сетчатая структура также выполнена с продольными, дополнительными продольными и кольцевыми ребрами, при этом другой из шпангоутов интегрирован в структуру сетчатой оболочки и выполнен с интерфейсом верхним.

2. Силовая конструкция корпуса по п. 1, отличающаяся тем, что спиральные ребра образованы профилями прямоугольного сечения, одна половина которых ориентирована под углом к плоскости шпангоутов, а вторая половина ориентирована зеркально первой половине, при этом спиральные ребра расположены с равным угловым шагом по окружности шпангоутов и соединяют их между собой.

3. Силовая конструкция корпуса по п. 1, отличающаяся тем, что кольцевые ребра образованы замкнутыми по окружности профилями прямоугольного сечения, ориентированы параллельно плоскости шпангоутов и расположены между шпангоутами с равным шагом друг от друга.

4. Силовая конструкция корпуса по п. 1, отличающаяся тем, что продольные ребра образованы профилями прямоугольного сечения, ориентированы перпендикулярно плоскости шпангоутов, соединяют шпангоуты между собой и расположены вдоль цилиндрической поверхности сетчатой оболочки группами с равным шагом друг от друга.

5. Силовая конструкция корпуса по п. 1, отличающаяся тем, что дополнительные продольные ребра образованы профилями прямоугольного сечения, ориентированы перпендикулярно плоскости шпангоутов и распределены вдоль цилиндрической поверхности сетчатой оболочки парно с равным шагом друг от друга, при этом их длина короче продольных ребер, а также одни торцы данных ребер сопряжены со шпангоутом с профилирующими пазами под ребра сетчатой структуры, а другие торцы сопряжены с кольцевым ребром, расположенным между дополнительными кольцевыми ребрами.

6. Силовая конструкция корпуса по п. 1, отличающаяся тем, что дополнительные продольные ребра образованы профилями прямоугольного сечения, ориентированы перпендикулярно плоскости шпангоутов и распределены вдоль цилиндрической поверхности сетчатой оболочки парно с двух сторон относительно других дополнительных продольных ребер с равным шагом друг от друга, при этом их длина короче других дополнительных продольных ребер, а также одни торцы данных ребер сопряжены со шпангоутом с профилирующими пазами под ребра сетчатой структуры, а другие торцы сопряжены с кольцевым ребром, расположенным около дополнительных кольцевых ребер, расположенных ближе к шпангоуту с профилирующими пазами под ребра сетчатой структуры.

7. Силовая конструкция корпуса по п. 1, отличающаяся тем, что дополнительные кольцевые ребра образованы замкнутыми по окружности профилями прямоугольного сечения, ориентированы параллельно плоскости шпангоутов и расположены парно между кольцевыми ребрами, расположенными около центра сетчатой оболочки ближе к шпангоуту с интерфейсом верхним.

8. Силовая конструкция корпуса по п. 1, отличающаяся тем, что дополнительные кольцевые ребра образованы замкнутыми по окружности профилями прямоугольного сечения, ориентированы параллельно плоскости шпангоутов и расположены парно между кольцевыми ребрами, расположенными около торцов дополнительных продольных ребер, имеющих самую короткую длину.

9. Силовая конструкция корпуса по п. 1, отличающаяся тем, что дополнительное кольцевое ребро образовано замкнутым по окружности профилем прямоугольного сечения, ориентировано параллельно плоскости шпангоутов и спарено с кольцевым ребром, расположенным около шпангоута с профилирующими пазами под ребра сетчатой структуры.

10. Силовая конструкция корпуса по п. 1, отличающаяся тем, что шпангоуты выступают за плоскость цилиндрической поверхности сетчатой оболочки.

11. Силовая конструкция корпуса по п. 1, отличающаяся тем, что шпангоуты выполнены из композиционного материала или из металлического сплава.

12. Силовая конструкция корпуса по п. 1, отличающаяся тем, что шпангоут с профилирующими пазами под ребра сетчатой структуры выполнен с посадочными местами и отверстиями, а также имеет включение элементов, выполненных из металлических сплавов.

13. Силовая конструкция корпуса по п. 1, отличающаяся тем, что интерфейс верхний представлен в виде хомутов, расположенных на шпангоуте с равным шагом друг от друга, имеющих Л-образный профиль, выполненный с возможностью сопряжения со шпангоутом и фиксацией при помощи клея и крепежного соединения, при этом интерфейс верхний выполнен с отверстиями, посадочными местами и бобышками.

14. Силовая конструкция корпуса по п. 1, отличающаяся тем, что сетчатая оболочка выполнена из композиционного материала на основе высокомодульного углеродного волокна методом «мокрой» намотки.