RU2111900C1 - Пенетратор для исследования поверхности небесных тел - Google Patents
Пенетратор для исследования поверхности небесных тел Download PDFInfo
- Publication number
- RU2111900C1 RU2111900C1 SU4538462A SU4538462A RU2111900C1 RU 2111900 C1 RU2111900 C1 RU 2111900C1 SU 4538462 A SU4538462 A SU 4538462A SU 4538462 A SU4538462 A SU 4538462A RU 2111900 C1 RU2111900 C1 RU 2111900C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- penetrator
- cavity
- tail
- ferrule
- tail section
- Prior art date
Links
- 239000002689 soil Substances 0.000 claims abstract description 8
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 4
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 230000008033 biological extinction Effects 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 1
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64G—COSMONAUTICS; VEHICLES OR EQUIPMENT THEREFOR
- B64G1/00—Cosmonautic vehicles
- B64G1/22—Parts of, or equipment specially adapted for fitting in or to, cosmonautic vehicles
- B64G1/62—Systems for re-entry into the earth's atmosphere; Retarding or landing devices
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64G—COSMONAUTICS; VEHICLES OR EQUIPMENT THEREFOR
- B64G1/00—Cosmonautic vehicles
- B64G1/10—Artificial satellites; Systems of such satellites; Interplanetary vehicles
- B64G1/105—Space science
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64G—COSMONAUTICS; VEHICLES OR EQUIPMENT THEREFOR
- B64G1/00—Cosmonautic vehicles
- B64G1/10—Artificial satellites; Systems of such satellites; Interplanetary vehicles
- B64G1/105—Space science
- B64G1/1064—Space science specifically adapted for interplanetary, solar or interstellar exploration
- B64G1/1071—Planetary landers intended for the exploration of the surface of planets, moons or comets
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Astronomy & Astrophysics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)
Abstract
Изобретение относится к космической технике и направлено на повышение надежности пенетратора (П) за счет понижения его центра масс при внедрении в грунт, снижения времени действия перегрузок и использования амортизационных свойств грунта. П содержит разделяемые носовой, внедряемый в грунт, и хвостовой, остающийся на поверхности, элементы с размещенными в них отсеками экспериментальной и служебной аппаратуры, соединенными кабельной связью. Средство торможения хвостового элемента (ХЭ) выполнено в виде полости под давлением между разделяемыми элементами П. ХЭ имеет обечайку для установки в ней приборного отсека и аэродинамическую поверхность в виде усеченного конуса, с меньшим основанием которого жестко связана данная обечайка. Приборный отсек и носовой элемент П размещены в обечайке ХЭ с возможностью осевого перемещения и образования между ними полости, в которой установлен поршень, взаимодействующий с носовым элементом; эта полость сообщена с газовой емкостью каналом, выполненным в обечайке, а обечайка снабжена ограничителями хода приборного отсека и поршня. 2 ил.
Description
Изобретение относится к области космической техники и может быть использовано при разработке космических аппаратов, предназначенных для проведения комплексных исследований грунта, района посадки и поверхности небесных тел.
Прототипом к предлагаемому изобретению является пенетратор для исследования поверхности небесных тел (журнал Aviation Week and Space Technology, 1987, 16/111, vol. 126, N 11, p. 24 - 27).
Этот пенетратор содержит носовую, внедряемую в грунт, и хвостовую, остающуюся на поверхности, части с размещенными в них блоками с экспериментальной и служебной аппаратурой, соединенными между собой кабельной связью, причем хвостовая часть размещена внутри внедряемой части с возможностью осевого перемещения и снабжена средством торможения хвостового элемента, выполненного в виде емкости с газом под давлением, размещенной между разными частями пенетратора, снабженный узлом разгерметизации и связанным с ним индикатором контакта внедряемой части с поверхностью, при этом пенетратор снабжен юбкой, выполненной в виде усеченного конуса, закрепленного своим меньшим основанием на внедряемой части с возможностью отделения, а хвостовая часть пенетратора выполнена в виде стакана с основанием, установленного коаксиально внедряемой части основанием наружу, причем диаметр основания стакана выполнен не меньше наружного диаметра внедряемой части, меньшее основание юбки снабжено днищем с центральной втулкой, охватывающей внедряемую часть пенетратора и снабженной буртиком, взаимодействующим с торцевой поверхностью внедряемой части.
Недостатком этого пенетратора является то, что при внедрении в поверхность он имеет высокое положение центра масс, в нем возникают обратные перегрузки, не используются амортизационные свойства грунта, а перегрузки на аппаратуре хвостовой части действуют длительное время.
Задачей изобретения является повышение надежности пенетратора за счет снижения центра масс пенетратора при внедрении в грунт, снижения времени действия перегрузок и использования амортизационных свойств грунта.
Поставленная задача решается за счет того, что в известном пенетраторе центральная втулка юбки, охватывающая внедряемую часть пенетратора, снабжена цилиндрической оболочкой с каналами для протока газа и установленными в ней подвижным поршнем и ограничителями перемещения хвостовой части, при этом емкость газа под давлением размещена в хвостовой части и соединена каналами для протока газа с полостью между поршнем и хвостовой частью.
На фиг. 1 изображен пенетратор, общий вид; на фиг. 2 - положение его частей при соударении с поверхностью.
Пенетратор состоит из внедряемой носовой части 1 с расположенной в нем исследовательской аппаратурой, внутри внедряемой части установлена разделенная на подвижный поршень 2 и приборный отсек 3 остающаяся на поверхности хвостовая часть с научной и служебной аппаратурой.
Подвижный поршень, приборный отсек и внедряемая носовая часть связаны между собой кабельной связью 4 фиксированной длины. Пенетратор снабжен юбкой 5, меньшее основание юбки снабжено днищем с центральной втулкой 6, центральная втулка 6 соединена с внедряемой частью 1 шпильками 7, а с юбкой 5 цилиндрической оболочкой 8.
В юбке 5 расположена емкость с газом 9, которая через клапан 10 и каналы 11 соединена с полостью 12. В цилиндрической оболочке 8 установлены ограничители перемещения 13 (например, разрезные кольца) с кольцами 14 и шпильки 15, крепящие приборный отсек 3 через буртик 16 к цилиндрической оболочке 8, а во внедряемой части установлено контактное устройство 17.
Пенетратор работает следующим образом.
При касании контактным устройством 17 поверхности дается команда на открытие клапана 10 и через каналы 11 газ поступает в полость 12.
От давления газа в полости 12 поршень 2 движется вниз, при этом срезаются шпильки 7, и выталкивается внедряемая часть 1 из центральной втулки 6, при этом поршень 2 упирается в днище втулки 6. От давления газа срезаются и шпильки 15, а приборный отсек 3 начинает тормозиться, перемещаясь в верхнее положение, при этом буртиком 16 сдвигаются кольца 14, освобождая ограничители перемещения 13.
В связи с тем, что существует разброс по скоростям соударения пенетратора с поверхностью, т.е. имеется минимальная скорость соударения и максимальная скорость соударения, то начальное давление в полости 12 подбирается таким образом, чтобы приборный отсек 3 затормозился и остановился в верхнем положении при минимальной скорости соударения.
В случае же соударения с максимальной скоростью приборный отсек 3 из верхнего положения опять перемещается в нижнее, при этом ограничители перемещения 13 из-за скосов на их внутренней поверхности (вынос 1) не мешает передвижению отсека 3 в нижнее положение и гашению всей энергии при соударении. Однако при движении приборного отсека 3 в нижнее положение давление в полости 12 повышается и поднимает приборный отсек 3 до тех пор, пока буртик 16 не упрется в торцевую поверхность ограничителя 13. Этим предотвращается выталкивание приборного отсека из юбки и исключаются обратные перегрузки на приборном отсеке из-за выброса сжатым газом.
Использование изобретения при исследовании поверхности, грунта и района посадки небесных тел позволит повысить надежность работы исследовательской и служебной аппаратуры пенетратора после его соударения с поверхностью.
Это достигается тем, что при соударении внедряемой части с поверхностью, она уже отделена от хвостовой части, и положение ее центра масс снижается, что уменьшает возможность рекошетирования и опрокидывания пенетратора, то же самое происходит с хвостовой частью, т.е. происходит процесс внедрения двух отдельных частей пенетратора, положение центров масс которых ниже положения центра масс неразделенного пенетратора.
Как показывают расчеты и испытания, при скоростях соударения 100 м/с и величине заглубления носовой части более 1,5 м, необходимой для работы исследовательской аппаратуры в грунте (при меньшем заглублении исследовательская аппаратура может не контактировать с грунтом), перегрузки на аппаратуре носовой части находятся в допустимых пределах, т.е. нет смысла снижать перегрузки на носовой части, так как при значительной глубине внедрения за счет амортизации грунтом перегрузки в носовой части меньше перегрузок на хвостовой части с использованием амортизации.
Таким образом, произведя торможение только аппаратуры хвостовой части, можно понизить давление, необходимое для торможения аппаратуры хвостовой части, которое снизит перегрузки на аппаратуре и повысит надежность ее работы или при тех же расчетных перегрузках можно уменьшить ход на амортизацию, что сократит длину пенетратора и увеличит отношение веса полезной нагрузки к весу всего пенетратора.
Наличие ограничителей перемещения хвостовой части при соударении пенетратора с поверхностью предотвращает выброс из хвостовой части тормозимого приборного отсека, а также снижает время действия на нем перегрузок, что также повышает надежность работы аппаратуры пенетратора при соударении его с поверхностью.
Claims (1)
- Пенетратор для исследования поверхности небесных тел, содержащий разделяемые носовой, внедряемый в грунт, и хвостовой, остающийся на поверхности, элементы с размещенными в них приборными отсеками с экспериментальной и служебной аппаратурой, соединенными между собой кабельной связью, средство торможения хвостового элемента, выполненное в виде полости между разделяемыми элементами пенетратора, сообщенной с емкостью с газом под давлением, причем хвостовой элемент включает в себя цилиндрическую часть для размещения приборного отсека и аэродинамическую поверхность, выполненную в виде усеченного конуса, отличающийся тем, что цилиндрическая часть хвостового элемента выполнена в виде обечайки, жестко связанной с меньшим основанием усеченного конуса, приборный отсек и носовой элемент пенетратора размещены в обечайке хвостового элемента с возможностью осевого перемещения с образованием между ними полости, пенетратор снабжен поршнем, размещенным в указанной полости и взаимодействующим с носовым элементом, причем полость сообщена с емкостью с газом посредством канала, выполненного в стенке обечайки, а обечайка снабжена ограничителями хода приборного отсека и поршня.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU4538462A RU2111900C1 (ru) | 1991-01-10 | 1991-01-10 | Пенетратор для исследования поверхности небесных тел |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU4538462A RU2111900C1 (ru) | 1991-01-10 | 1991-01-10 | Пенетратор для исследования поверхности небесных тел |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2111900C1 true RU2111900C1 (ru) | 1998-05-27 |
Family
ID=21406970
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU4538462A RU2111900C1 (ru) | 1991-01-10 | 1991-01-10 | Пенетратор для исследования поверхности небесных тел |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2111900C1 (ru) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102866036A (zh) * | 2012-09-14 | 2013-01-09 | 东南大学 | 小行星取样器的自嵌入式锚固装置 |
RU2584552C1 (ru) * | 2014-12-29 | 2016-05-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное объединение им. С.А. Лавочкина" | Космический посадочный аппарат |
RU2626792C1 (ru) * | 2016-05-16 | 2017-08-01 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Омский государственный технический университет" | Способ доставки полезного груза в грунт небесного тела, обеспечения исследований грунта и небесного тела и устройство его реализации (варианты) |
CN109398766A (zh) * | 2018-11-29 | 2019-03-01 | 哈尔滨工业大学 | 一种弹道缓冲式星球着陆与科学探测平台 |
RU225946U1 (ru) * | 2023-12-28 | 2024-05-14 | Акционерное общество "Научно-производственное объединение им. С.А. Лавочкина" | Лазерный маяк для позиционирования космических аппаратов на поверхности и орбите Луны |
-
1991
- 1991-01-10 RU SU4538462A patent/RU2111900C1/ru active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Auiration Week and Space Technology, 1987, 16/111, 126, N 11, р.24 - 27. * |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102866036A (zh) * | 2012-09-14 | 2013-01-09 | 东南大学 | 小行星取样器的自嵌入式锚固装置 |
RU2584552C1 (ru) * | 2014-12-29 | 2016-05-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное объединение им. С.А. Лавочкина" | Космический посадочный аппарат |
RU2626792C1 (ru) * | 2016-05-16 | 2017-08-01 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Омский государственный технический университет" | Способ доставки полезного груза в грунт небесного тела, обеспечения исследований грунта и небесного тела и устройство его реализации (варианты) |
CN109398766A (zh) * | 2018-11-29 | 2019-03-01 | 哈尔滨工业大学 | 一种弹道缓冲式星球着陆与科学探测平台 |
CN109398766B (zh) * | 2018-11-29 | 2021-07-20 | 哈尔滨工业大学 | 一种弹道缓冲式星球着陆与科学探测平台 |
RU225946U1 (ru) * | 2023-12-28 | 2024-05-14 | Акционерное общество "Научно-производственное объединение им. С.А. Лавочкина" | Лазерный маяк для позиционирования космических аппаратов на поверхности и орбите Луны |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4226185A (en) | Projectile with a payload | |
US4067308A (en) | Spin ejector | |
US2961204A (en) | Deceleration device | |
US3110262A (en) | Shock mitigating nose | |
RU2111900C1 (ru) | Пенетратор для исследования поверхности небесных тел | |
US3221656A (en) | Apparatus for high-velocity recovery | |
US3572250A (en) | Cone for aeroballistic member | |
US4625619A (en) | Device for separation and launch of a body with linear and rotational velocity | |
US5702069A (en) | Unlockable connection device | |
US3112906A (en) | Flying body construction | |
US4597548A (en) | Shock absorbing struts for aircraft landing gear | |
US5602362A (en) | Electromagnetic decoy with delayed ejection | |
GB581417A (en) | Suspension means-for example, for the supporting wheels of a vehicle or aircraft | |
US3113750A (en) | Method of providing deceleration and lift for re-entry body | |
US4637574A (en) | Attenuating, extendible shock-absorbing strut | |
US5484243A (en) | Carriage and release mechanism for airborne store | |
RU2070711C1 (ru) | Устройство торможения скоростной ракеты | |
US2873726A (en) | Tension thruster with buffer | |
US3335982A (en) | Impact absorbing devices | |
Tuchman | Dynamical consequences of star collisions for core-envelope structure in red giants | |
US2475597A (en) | Emergency arresting device for aircraft | |
CA1319858C (en) | Submunition ejection system | |
RU2213026C2 (ru) | Вертолет | |
JPS6470299A (en) | Emergency parachute device | |
WO2001002248A1 (en) | Method and device for the separation of a satellite from a carrier rocket |