RU2109660C1

RU2109660C1 - Descent vehicle for landing on surfaces of celestial bodies having atmosphere

Info

Publication number: RU2109660C1
Authority: RU
Inventors: В.А. Асюшкин; А.В. Корчагин; В.А. Сазонов
Original assignee: Научно-производственное объединение им.С.А.Лавочкина
Priority date: 1989-07-06
Filing date: 1989-07-06
Publication date: 1998-04-27

Abstract

FIELD: descent vehicles. SUBSTANCE: support unit of landing gear is secured for separation on frame of front shield and is connected with rear protective casing of vehicle by means of destructible rod of adjustable length. Besides that, supporting unit is connected with footpad which is provided with motion drive. EFFECT: enhanced reliability. 2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к космической технике. The invention relates to space technology.

Известна конструкция космического аппарата, предназначенного для посадки на поверхность небесного тела, включающего сбрасываемую теплозащитную аэродинамическую силовую оболочку, парашютную систему, посадочную платформу с комплексом научных приборов и посадочное устройство, обеспечивающее заданное значение перегрузок при ударе посадочной платформы о поверхность небесного тела (Космонавтика, Советская энциклопедия, 1985, КА Венера, с.56). A known design of a spacecraft designed to land on the surface of a celestial body, including a resettable heat-protective aerodynamic power shell, a parachute system, a landing platform with a set of scientific instruments, and a landing device that provides a given value of overloads when a landing platform hits a surface of a celestial body (Cosmonautics, Soviet Encyclopedia , 1985, KA Venus, p. 56).

Ближайшим аналогом является спускаемый аппарат, содержащий посадочную платформу, снабженную посадочными устройствами стержневой ферменной конструкции, каждое из которых содержит опорный узел, снабженный опорной пятой, парашютную систему, лобовой экран, снабженный шпангоутом, и задний защитный кожух, связанный с парашютной системой (Гэтланд К. Космическая техника.-М.: Мир, 1986, с. 130). The closest analogue is a descent vehicle containing a landing platform equipped with landing gears of a truss rod structure, each of which contains a support unit equipped with a supporting heel, a parachute system, a frontal screen equipped with a frame, and a rear protective casing connected to the parachute system (Getland K. Space Technology.-M.: Mir, 1986, p. 130).

В указанном аппарате силовая схема выполнена таким образом, что любой аэродинамический экран связан с парашютным отсеком силовым поясом, принадлежащим грузовой посадочной платформе, на котором размещены три посадочных устройства и по периметру между ними тормозные двигатели мягкой посадки. Такая конструкция не позволяет изменить компоновку спускаемого аппарата без изменения его силовой схемы. Посадочные устройства указанного спускаемого аппарата работают только при посадке, а до этого момента являются бесполезным грузом, требующим затрат энергии для их доставки к месту посадки, к тому же они занимают полезный объем, так как при старте находятся в сложенном положении, что исключает размещение полезной нагрузки в зоне их движения при переводе в рабочее положение, например, двигателей торможения на конечном участке посадки. In the specified apparatus, the power circuit is designed in such a way that any aerodynamic screen is connected to the parachute compartment by a power belt belonging to the cargo landing platform, on which three landing devices are located and brake engines of soft landing along the perimeter between them. This design does not allow you to change the layout of the descent vehicle without changing its power circuit. Landing devices of the specified descent vehicle only work when landing, and until that moment they are useless cargo requiring energy for their delivery to the landing site, in addition, they occupy a useful volume, since at launch they are in a folded position, which excludes the placement of the payload in the zone of their movement when moving to the working position, for example, braking engines at the final landing site.

Целью изобретения является улучшение габаритно-массовых характеристик спускаемого аппарата. The aim of the invention is to improve the overall mass characteristics of the descent vehicle.

Для достижения этой цели опорный узел каждого посадочного устройства закреплен с возможностью разделения на шпангоуте лобового экрана и связан с задним защитным кожухом посредством разрушаемой тяги регулируемой длины, а опорная пята связана с опорным узлом посредством направляющей и снабжена приводом перемещения. Кроме того, посадочное устройство содержит неподвижную часть, подвижную часть и телескопический стержень. Неподвижная часть состоит из четырех стержней, с одной стороны закрепленных попарно-симметрично на верхнем и нижнем шпангоутах посадочной платформы, а с другой стороны сведенных в узел, шарнирно связанный с концом телескопического стержня. Подвижная часть выполнена в виде У-образного подкоса, концы которого шарнирно связаны с посадочной платформой, а узел шарнирно связан с другим концом телескопического стержня и является опорным узлом посадочного устройства. To achieve this goal, the support node of each landing device is mounted with the possibility of separation on the frame of the frontal screen and is connected to the rear protective casing by means of a destructible rod of adjustable length, and the support heel is connected to the support node by means of a guide and equipped with a displacement drive. In addition, the landing device includes a fixed part, a movable part and a telescopic rod. The fixed part consists of four rods, on the one hand fixed pairwise-symmetrically on the upper and lower frames of the landing platform, and on the other hand brought together in a knot pivotally connected to the end of the telescopic rod. The movable part is made in the form of a U-shaped strut, the ends of which are pivotally connected to the landing platform, and the node is pivotally connected to the other end of the telescopic rod and is the supporting node of the landing device.

На фиг. 1 представлен общий вид спускаемого аппарата; на фиг. 2 - посадочное устройство в рабочем положении. In FIG. 1 shows a general view of the descent vehicle; in FIG. 2 - landing device in working position.

Спускаемый аппарат содержит парашютную систему, задний защитный кожух 2, лобовой аэродинамический экран 3, шпангоут лобового аэродинамического экрана 4, грузовую посадочную платформу 5, двигатель мягкой посадки 6, полезный груз 7, регулируемую тягу 8, опорную пяту 9, ложемент 10, фиксирующий пяту в положении для транспортировки, неподвижную часть фермы 11 с силовым узлом 12, У-образный подкос 13 с силовым узлом 14, телескопический стержень 15, механизм перемещения опорной пяты 16. The descent device contains a parachute system, a rear protective cover 2, a frontal aerodynamic screen 3, a frame of the frontal aerodynamic screen 4, a cargo landing platform 5, a soft landing engine 6, a payload 7, an adjustable rod 8, a support heel 9, a lodgement 10, fixing the heel in transportation position, the fixed part of the truss 11 with the power node 12, the U-shaped strut 13 with the power node 14, the telescopic rod 15, the mechanism for moving the support foot 16.

Посадочные устройства, равнорасположенные по периметру грузовой посадочной платформы 5, состоят из двух выполненных в виде пространственных ферм, неподвижная часть 11 которых закреплена на посадочной платформе 5, а подвижная, являющаяся продолжением первой, несет на себе опорную пяту 9, в состав подвижной части посадочного устройства входит телескопический стержень 15. Неподвижная часть посадочного устройства 11 состоит из четырех стержней, которые одним концом попарно-симметрично крепятся к верхнему и нижнему шпангоутам грузовой посадочной платформы 5, а другие концы сведены в силовой узел 12, на котором крепится телескопический стержень 15 подвижной части фермы посадочного устройства. Landing devices, equally spaced around the perimeter of the cargo landing platform 5, consist of two spatial trusses, the fixed part 11 of which is fixed on the landing platform 5, and the mobile, which is a continuation of the first, carries a supporting heel 9, as part of the mobile part of the landing device includes telescopic rod 15. The fixed part of the landing device 11 consists of four rods, which at one end are pairwise-symmetrically attached to the upper and lower frames of the cargo landing platform 5, and the other ends are brought into the power unit 12, on which the telescopic rod 15 of the movable part of the farm landing device is mounted.

Подвижная часть посадочного устройства является частью фермы изменяемой геометрии и состоит из трех стержней, два из которых жесткие, неизменяемой длины образуют У-образный подкос 13, а третий - телескопический 15 является амортизатором. Все три стержня сведены в один силовой узел 14, где два жестких стержня соединены неразъемно, а третий - телескопический через ось вращения. Противоположные концы всех трех стержней крепятся шарнирно к неподвижной части фермы посадочного устройства, подкоса - к нижним концам стержней неподвижной части 11, телескопического - к ее силовому узлу. The movable part of the landing device is part of a farm of variable geometry and consists of three rods, two of which are rigid, fixed length form a U-shaped strut 13, and the third - telescopic 15 is a shock absorber. All three rods are brought together in one power unit 14, where two rigid rods are connected inseparably, and the third is telescopic through the axis of rotation. The opposite ends of all three rods are hinged to the fixed part of the truss landing device, the strut to the lower ends of the rods of the fixed part 11, the telescopic to its power unit.

Опорная пята 9 посадочного устройства, выполненная в виде полого диска с жесткой центральной частью, имеет возможность перемещения по направляющим с помощью механизма перемещения 16 из положения для транспортировки в рабочее посадочное положение к силовому узлу подвижной части посадочного устройства. The supporting heel 9 of the landing device, made in the form of a hollow disk with a rigid central part, has the ability to move along the guides using the movement mechanism 16 from the position for transportation to the working landing position to the power unit of the moving part of the landing device.

На время перелета к месту посадки опорная пята удерживается в положении для транспортировки специальным ложементом 10 или иным стопорным устройством, закрепленным на лобовом аэродинамическом экране 3, и при его отделении в конце перелета механизмом перемещения переводится в рабочее положение. At the time of the flight to the landing site, the support heel is held in position for transportation by a special tool box 10 or other locking device mounted on the frontal aerodynamic screen 3, and when it is separated at the end of the flight by the movement mechanism, it is transferred to the working position.

Посадка спускаемого аппарата осуществляется следующим образом. На время транспортировки спускаемого аппарата к месту посадки подвижные части посадочных устройства находятся в положении для транспортировки и являются жесткими элементами конструкции, посредством которых грузовая посадочная платформа крепится к аэродинамическому лобовому экрану 3 спускаемого аппарата. При этом объем, образованный фермами неподвижных частей посадочных устройств 11, позволяет разместить в них двигатели мягкой посадки 6, и они, таким образом, находятся в одной вертикальной плоскости с опорными пятами 9, а это в свою очередь позволяет наиболее правильно организовать выключение двигателей при контакте опорных пят с грунтом. При входе спускаемого аппарата в атмосферу исследуемого небесного тела происходит аэродинамическое торможение, вызывающее перегрузки. При этом сила с лобового аэродинамического экрана 3 передается на посадочную платформу 5 через фермы посадочных устройств. По достижении спускаемым аппаратом необходимой скорости снижения вводится в действие парашютная система 1. При последующем снижении спускаемого аппарата до расчетной высоты происходит отделение лобового аэродинамического экрана 3. Грузовая посадочная платформа 5 оснащается подвешенной к парашютной системе 1 посредством тяг 8, соединяющих посадочные устройства и задний защитный кожух 2. Зажатые на время перелета опорные пяты посадочных устройств 9 с отделением лобового экрана освобождаются от ложементов 10 и переводятся в рабочее положение механизмом перемещения 16. Landing the descent vehicle is as follows. During the transportation of the descent vehicle to the landing site, the moving parts of the landing device are in the transport position and are rigid structural elements by which the cargo landing platform is attached to the aerodynamic frontal screen 3 of the descent vehicle. Moreover, the volume formed by the farms of the stationary parts of the landing devices 11, allows you to place the soft landing engines 6 in them, and they, therefore, are in the same vertical plane with the support heights 9, and this, in turn, allows you to most correctly organize the shutdown of the engines upon contact supporting heels with soil. When the descent vehicle enters the atmosphere of the studied celestial body, aerodynamic drag occurs, causing overloads. In this case, the force from the frontal aerodynamic screen 3 is transmitted to the landing platform 5 through the farms of the landing devices. When the descent vehicle reaches the required descent speed, the parachute system 1 is activated. When the descent device is subsequently lowered to the calculated height, the frontal aerodynamic screen 3 is detached. The cargo landing platform 5 is equipped with the suspension system 1 suspended by means of rods 8 connecting the landing devices and the rear protective cover 2. Clamped during the flight, the supporting heels of the landing devices 9 with the separation of the frontal screen are released from the lodgements 10 and transferred to the working position movement mechanism 16.

Следующим этапом посадки является отделение тяг 8, соединяющих посадочные устройства с задним защитным кожухом 2 и включение тормозных двигателей мягкой посадки 6. При этом посадочная платформа 5 с полезным грузом 7 отделяется от заднего защитного кожуха, висящего на парашюте и продолжает снижение на двигателях мягкой посадки 6. Посадочные устройства, освобожденные от тяг 8, переводятся в рабочее положение. The next landing stage is the separation of the rods 8 connecting the landing devices with the rear protective cover 2 and the inclusion of soft landing brake engines 6. At the same time, the landing platform 5 with the payload 7 is separated from the rear protective cover hanging on a parachute and continues to decline on the soft landing engines 6 . Landing devices freed from rods 8, are transferred to the working position.

Использование изобретения позволяет улучшить габаритно-массовые характеристики грузовой посадочной платформы, так как платформа исключена из силовой схемы спускаемого аппарата, она может быть без изменения конструкции использована для установки на ней полезного груза разнообразного вида: контейнеров различной формы, самоходных аппаратов. Наличие в конструкции посадочного устройства неподвижной части фермы позволяет разместить в ней двигатели мягкой посадки, не нарушая при этом возможности посадочных устройств занимать различные положения: сложенное - для транспортировки и выпущенное - рабочее. Так как вектор тяги двигателя мягкой посадки совпадает с направлением реакции от удара опоры посадочного устройства о поверхность небесного тела в момент посадки, а касание опор происходит неодновременно, возникает опрокидывающий момент. Выключение двигателя, установленного на опоре в момент ее касания с поверхностью небесного тела, существенно снижает опрокидывающий момент и повышает надежность посадки. The use of the invention allows to improve the overall mass characteristics of the cargo landing platform, since the platform is excluded from the power circuit of the descent vehicle, it can be used without changing the design to install various types of payloads: containers of various shapes, self-propelled vehicles. The presence in the design of the landing device of the fixed part of the farm allows you to place soft landing engines in it, without violating the ability of the landing devices to occupy different positions: folded for transportation and released - working. Since the thrust vector of the soft landing engine coincides with the direction of the reaction from the impact of the landing gear support on the surface of the celestial body at the time of landing, and the supports touch at the same time, a tilting moment occurs. Turning off the engine mounted on the support at the moment of its contact with the surface of the celestial body, significantly reduces the tipping moment and increases the reliability of landing.

Claims

1. A descent vehicle for landing on the surface of celestial bodies having an atmosphere containing a landing platform equipped with landing devices of a truss rod, each of which contains a support unit equipped with a support heel, a parachute system, a frontal screen equipped with a frame, and a rear protective casing, associated with a parachute system, characterized in that, in order to improve the overall mass characteristics of the apparatus, the support node of each landing device is fixed with the possibility of separation into a punpan oute frontal screen and is connected with a rear protective cover by frangible adjustable length rods and the supporting heel associated with the support unit by the guide and is provided with a displacement drive.

2. The lander according to claim 1, characterized in that the landing device comprises a fixed part, a moving part and a telescopic rod, the fixed part being made of four rods, one ends of which are fixed to the landing matrix, and the other ends are pivotally connected with the end of the telescopic rod, the movable part is made in the form of a Y-shaped strut, the ends of which are pivotally connected to the landing platform, and the node is pivotally connected to the other end of the telescopic rod and is a reference node along cage device.