RU2151086C1

RU2151086C1 - Device for transportation and separation of payload from space object

Info

Publication number: RU2151086C1
Application number: RU99114863/28A
Authority: RU
Inventors: А.С. Сафонов; Ю.М. Фрумкин; А.В. Егоров; А.А. Буров; А.А. Шмырев; Д.Д. Самусев; Л.К. Дерюжкин
Original assignee: Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" им. С.П. Королева"
Priority date: 1999-07-07
Filing date: 1999-07-07
Publication date: 2000-06-20

Abstract

FIELD: space engineering; transportation containers for delivery of payloads of small mass to orbit and separation at required parameters. SUBSTANCE: according to invention, device has housing, motion mechanism and support centering unit, as well as separation mechanism and device for check and securing of payload. Motion mechanism is provided with reverse drive kinematically linked with support. Centering unit is provided with guides and spring-loaded roller rests on support. Payload separation mechanism is provided with locking unit made in form of adapter secured on payload and swivel hooks with drives mounted on support. Pushers mounted on adapter are engageable with support. Transportation locking mechanism is used for locking the support relative to housing and payload against longitudinal and transversal displacement. Monitoring system is provided with sensors indicating the present and final positions of support on housing. EFFECT: enhanced reliability of main operations pertaining to payload both before launch and during operation in orbit. 7 cl, 15 dwg

Description

Изобретение относится к космической технике, в частности к транспортным контейнерам, предназначенным для доставки полезной нагрузки небольшой массы (микроспутников массой до 130 кг) на орбиту и ее отделения с требуемыми начальными параметрами. The invention relates to space technology, in particular to transport containers, designed to deliver a small payload (microsatellites weighing up to 130 kg) into orbit and its separation with the required initial parameters.

Известно устройство для транспортировки и отделения полезной нагрузки (см. журнал Московский международный авиационно-космический салон. - М.: Афрус, ИПТК Лагос, 1995, с. 194-195). A device is known for transporting and separating a payload (see Moscow International Aviation and Space Salon magazine. - M .: Afrus, IPTK Lagos, 1995, p. 194-195).

Указанное устройство предназначено для хранения и транспортировки находящейся внутри полезной нагрузки (тактической ракеты) и ее отделения путем выбора "минометным" способом. The specified device is intended for storage and transportation of the inside payload (tactical missile) and its separation by selecting the "mortar" method.

К недостаткам этого устройства можно отнести большие скорости, а также значительные перегрузки действующие на полезную нагрузку при ее отделении. The disadvantages of this device include high speeds, as well as significant overloads acting on the payload during its separation.

Известно также устройство для транспортировки и отделения полезной нагрузки от космического объекта, включающее корпус с крышкой и элементами крепления к космическому объекту, узел транспортировочной фиксации полезной нагрузки, механизм отделения полезной нагрузки в виде ложемента с пружинными толкателями и систему контроля (см. авт. В.П. Легостаев, В.Е.Миненко. Возвращаемая баллистическая капсула "Радуга" научно-производственного объединения "Энергия", Серия: "Ракетно-космическая техника, машиностроение". -М.: Центр научно-технической информации "Поиск", 1994). Указанное устройство является наиболее близким к предлагаемому по функциональному назначению и конструкции. По этой причине указанное техническое решение принято в качестве прототипа. A device is also known for transporting and separating a payload from a space object, including a housing with a lid and fastening elements to the space object, a transport unit for fixing the payload, a payload separation mechanism in the form of a lodgement with spring pushers and a control system (see ed. B. P. Legostaev, V.E. Minenko. The returned ballistic capsule "Rainbow" of the scientific and production association "Energy", Series: "Rocket and space technology, mechanical engineering." -M .: Center for Scientific and Technical and formation "Search", 1994). The specified device is the closest to the proposed functional purpose and design. For this reason, the specified technical solution was adopted as a prototype.

Конструкция этого устройства лишена недостатков аналога, но не в полной мере. Указанное устройство отделяет полезную нагрузку все же с достаточно большой скоростью (≈ 0,7 м/с) и значительными угловыми погрешностями. Кроме того, отделение полезной нагрузки осуществляется, как и в аналоге, минометным способом. Это в свою очередь может привести к ударному взаимодействию полезной нагрузки (микроспутника) с внутренней поверхностью корпуса, возможному повреждению оптических элементов и зацеплению за корпус (или заклиниванию) выступающими и раскрывающими элементами конструкции, а также не обеспечивает отделение микроспутника с малыми линейными и угловыми скоростями. The design of this device is devoid of the disadvantages of an analogue, but not fully. The specified device separates the payload yet with a sufficiently high speed (≈ 0.7 m / s) and significant angular errors. In addition, the separation of the payload is carried out, as in the analogue, by the mortar method. This, in turn, can lead to shock interaction of the payload (microsatellite) with the inner surface of the body, possible damage to optical elements and engagement of the body (or jamming) with protruding and revealing structural elements, and also does not provide separation of the microsatellite with low linear and angular velocities.

Технический результат предлагаемого устройства заключается:
- в обеспечении транспортировочной фиксации и хранения полезной нагрузки с заданными условиями эксплуатации на транспортном корабле на этапах подготовки, выведения на орбиту, в процессе совместного полета транспортного корабля с орбитальной станцией;
- в обеспечении условий периодического и предпускового контроля полезной нагрузки;
- в фиксации полезной нагрузки в заданном положении относительно космического объекта (транспортного корабля или орбитальной станции) перед отделением полезной нагрузки;
- в обеспечении начальных условий отделения от космического объекта и возможности повторения операции выдвижения при нештатных ситуациях;
- в возможности подзарядки химических батарей микроспутника от бортовой энергосистемы транспортного корабля - орбитальной станции.The technical result of the proposed device is:
- in ensuring transportation fixation and storage of the payload with the specified operating conditions on the transport ship at the stages of preparation, launching into orbit, during the joint flight of the transport ship with the orbital station;
- in ensuring the conditions of periodic and prestarting control of the payload;
- in fixing the payload in a predetermined position relative to the space object (transport ship or orbital station) before separation of the payload;
- in ensuring the initial conditions of separation from the space object and the possibility of repeating the operation of the extension in emergency situations;
- the possibility of recharging the chemical batteries of the microsatellite from the onboard power system of the transport ship - the orbital station.

Сущность изобретения заключается в том, что устройство для транспортировки и отделения полезной нагрузки от космического объекта, включающее корпус с крышкой и элементами крепления к космическому объекту, узел транспортировочной фиксации полезной нагрузки, механизм отделения полезной нагрузки в виде ложемента с пружинными толкателями и систему контроля, снабжено механизмом перемещения ложемента по длине корпуса и узлом центрирования ложемента относительно корпуса, при этом узел центрирования ложемента выполнен в виде направляющих элементов, равномерно размещенных на внутренней поверхности корпуса вдоль его образующей, и подпружиненных роликовых опор смонтированных на ложементе с возможностью взаимодействия с направляющими элементами, узел транспортировочной фиксации полезной нагрузки выполнен в виде элементов фиксации ложемента относительно корпуса и полезной нагрузки относительно ложемента и узла фиксации полезной нагрузки от поперечных перемещений, механизм отделения полезной нагрузки снабжен узлом фиксации полезной нагрузки на ложементе, выполненным в виде адаптерного элемента, закрепленного на полезной нагрузке, поворотных крюков, смонтированных на ложементе с возможностью взаимодействия с адаптерным элементом, и привода раскрытия крюков, при этом пружинные толкатели размещены на адаптерном элементе с возможностью взаимодействия с ложементом, а система контроля снабжена датчиками контроля текущего и конечного положения ложемента относительно корпуса. Механизм перемещения ложемента по длине корпуса выполнен в виде реверсивного электропривода с редуктором, смонтированными на торцевой части корпуса, двух пар звездочек, соединенных между собой посредством цепей, и механизмов регулирования натяжения цепей, при этом одна из звездочек каждой пары закреплена на одном из концов вала редуктора, вторая - на верхней части корпуса, а каждая из цепей в одной точке соединена с ложементом. Элементы фиксации ложемента относительно корпуса и полезной нагрузки относительно ложемента выполнены в виде болтовых соединений. Узел фиксации полезной нагрузки от поперечных перемещений выполнен в виде регулируемых опор, размещенных попарно симметрично в резьбовых отверстиях верхней части корпуса, и опорных площадок, смонтированных на внешней поверхности полезной нагрузки. Узел фиксации полезной нагрузки от поперечных перемещений выполнен в виде рамки со шпильками, размещенной в верхней плоскости корпуса и закрепленной относительно последнего, а шпильки размещены с возможностью взаимодействия с соответствующими отверстиями, выполненными в элементах силовой конструкции полезной нагрузки. Адаптерный элемент выполнен с опорными поверхностями для взаимодействия с поворотными крюками механизма фиксации полезной нагрузки на ложементе, отверстиями для крепления к полезной нагрузке и гнездами для размещения пружинных толкателей. Адаптерный элемент выполнен в виде профилированного кольца. The essence of the invention lies in the fact that the device for transporting and separating the payload from the space object, including a housing with a lid and fastening elements to the space object, the transportation fixation unit of the payload, the payload separation mechanism in the form of a lodgement with spring pushers and a monitoring system, is provided a mechanism for moving the tool tray along the length of the body and the centering unit of the tool holder relative to the body, while the tool centering unit is made in the form of guides elements evenly placed on the inner surface of the housing along its generatrix, and spring-loaded roller bearings mounted on the lodgement with the possibility of interaction with the guiding elements, the transportation fixation unit of the payload is made in the form of lodgement fixation elements relative to the casing and the payload relative to the lodgement and the payload fixation unit from lateral movements, the payload separation mechanism is equipped with a payload fixation unit on a tool tray made in the form of an adapter element mounted on a payload, rotary hooks mounted on a tool tray with the possibility of interaction with the adapter element, and a drive for opening the hooks, while the spring pushers are placed on the adapter element with the possibility of interaction with the tool holder, and the control system is equipped with current and end position of the tool tray relative to the housing. The mechanism for moving the lodgement along the length of the housing is made in the form of a reversible electric drive with a reducer mounted on the end of the housing, two pairs of sprockets interconnected by chains, and chain tension control mechanisms, while one of the sprockets of each pair is mounted on one end of the gear shaft , the second - on the upper part of the case, and each of the chains at one point is connected to the lodgement. The fixing elements of the lodgement relative to the housing and the payload relative to the lodgement are made in the form of bolted joints. The unit for fixing the payload from lateral movements is made in the form of adjustable supports placed pairwise symmetrically in the threaded holes of the upper part of the body, and support platforms mounted on the outer surface of the payload. The unit for fixing the payload from lateral movements is made in the form of a frame with pins located in the upper plane of the body and fixed relative to the latter, and the pins are placed with the possibility of interaction with the corresponding holes made in the elements of the power structure of the payload. The adapter element is made with supporting surfaces for interacting with the rotary hooks of the mechanism for fixing the payload on the tool tray, holes for attaching to the payload and sockets for accommodating spring pushers. The adapter element is made in the form of a profiled ring.

На фиг. 1 представлен общий вид устройства; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - сечение Г-Г на фиг. 1; на фиг. 4 - выноска I на фиг. 3; на фиг. 5 - выноска II на фиг. 3; на фиг. 6 - вид В на фиг. 1 (вариант 1); на фиг. 7 - вид В на фиг. 1 (вариант 2); на фиг. 8 - сечение Б-Б на фиг. 1 (вариант 1); на фиг. 9 - сечение Б-Б на фиг. 1 (вариант 2); на фиг. 10 - сечение Д-Д на фиг. 9; на фиг. 11 - вид Е на фиг. 5; на фиг. 12 - вид Ж на фиг. 5; на фиг. 13 - сечение И-И на фиг. 3; на фиг. 14 - транспортное положение устройства в грузовом отсеке корабля "Прогресс"; на фиг. 15 - рабочее положение устройства на стыковочном агрегате корабля "Прогресс" перед отделением полезной нагрузки. In FIG. 1 shows a General view of the device; in FIG. 2 is a section AA in FIG. 1; in FIG. 3 is a section GG in FIG. 1; in FIG. 4 - callout I in FIG. 3; in FIG. 5 - callout II in FIG. 3; in FIG. 6 is a view B in FIG. 1 (option 1); in FIG. 7 is a view B in FIG. 1 (option 2); in FIG. 8 is a section BB in FIG. 1 (option 1); in FIG. 9 is a section BB in FIG. 1 (option 2); in FIG. 10 is a cross section DD in FIG. nine; in FIG. 11 is a view E of FIG. 5; in FIG. 12 is a view G in FIG. 5; in FIG. 13 is a section II in FIG. 3; in FIG. 14 - transport position of the device in the cargo compartment of the ship "Progress"; in FIG. 15 - operating position of the device on the docking unit of the ship "Progress" before separation of the payload.

Устройство для транспортировки и отделения полезной нагрузки от космического объекта включает корпус 1 с крышкой 2. Корпус 1 выполнен из верхнего, промежуточного, нижнего шпангоутов и обечайки. Внутри корпуса размещен ложемент 3. Последний выполнен в виде каретки 3. На верхней плоскости ложемента (каретки) 3 размещен адаптерный элемент 4, закрепляемый на полезной нагрузке 5. На ложементе (каретке) 3 имеются упоры 6. A device for transporting and separating the payload from the space object includes a housing 1 with a cover 2. Housing 1 is made of upper, intermediate, lower frames and shell. A lodgement 3 is placed inside the housing. The latter is made in the form of a carriage 3. On the upper plane of the lodgement (carriage) 3 there is an adapter element 4 fixed to a payload 5. There are stops 6 on the lodgement (carriage) 3.

Узел центрирования ложемента (каретки) 3 относительно корпуса 1 выполнен в виде трех роликовых опор 7 и трех направляющих элементов 8. Каждая из опор 7 представляет собой пару роликов, смонтированных на ложементе (каретке) 3 на индивидуальных кронштейнах 9 посредством осей 10. Кронштейны 9 каждой роликовой пары связаны с ложементом (кареткой) 3 механизмом регулирования усилий, который представляет собой размещенные в корпусе 11 пружины 12 и регулировочные винты 13, предназначенные для регулирования усилия поджатия опорных роликов 7 к направляющим элементам 8. Последние выполнены в виде профилей и закреплены на внутренней поверхности обечайки корпуса 1 вдоль его образующей. The centering center of the tool tray (carriage) 3 relative to the housing 1 is made in the form of three roller bearings 7 and three guide elements 8. Each of the bearings 7 is a pair of rollers mounted on a tool tray (carriage) 3 on individual brackets 9 by means of axles 10. Brackets 9 of each the roller pair is connected with a tool tray (carriage) 3 by a force control mechanism, which is a spring 12 located in the housing 11 and adjusting screws 13, designed to control the force of the support of the support rollers 7 to the guides elements 8. The latter are made in the form of profiles and are fixed on the inner surface of the shell of the housing 1 along its generatrix.

Механизм перемещения ложемента (каретки) 3 вдоль корпуса 1 включает смонтированный на балке 14 электропривод 15 с редуктором 16 и двух пар звездочек 17, соединенных между собой цепями 18. При этом одна из звездочек 17 каждой пары закреплена на одном из концов выходного вала 19 редуктора 16, а вторая - на верхней части корпуса 1 посредством механизма регулирования натяжения цепи 20. Каждая из цепей 18 связана с ложементом (кареткой) 3 посредством соединительного звена - компенсатора 21. Балка 14 закреплена на нижнем шпангоуте корпуса 1. The mechanism for moving the lodgement (carriage) 3 along the housing 1 includes an electric drive 15 mounted on a beam 14 with a reducer 16 and two pairs of sprockets 17 interconnected by chains 18. In this case, one of the sprockets 17 of each pair is fixed to one end of the output shaft 19 of the reducer 16 and the second on the upper part of the housing 1 by means of a mechanism for adjusting the tension of the chain 20. Each of the chains 18 is connected to the lodgement (carriage) 3 by means of a connecting link - compensator 21. The beam 14 is mounted on the lower frame of the housing 1.

Узел транспортировочной фиксации полезной нагрузки 5 выполнен в виде элементов фиксации ложемента (каретки) 3 относительно корпуса 1 и полезной нагрузки 5 относительно ложемента (каретки) 3 и узлов фиксации полезной нагрузки 5 от поперечных перемещений. При этом элементы фиксации ложемента (каретки) 3 относительно корпуса 1 и полезной нагрузки 5 относительно ложемента (каретки) 3 выполнены соответственно в виде болтовых соединений 22 и 23. The transportation fixation unit of the payload 5 is made in the form of fixing elements of the lodgement (carriage) 3 relative to the housing 1 and the payload 5 relative to the lodgement (carriage) 3 and nodes of the fixation of the payload 5 from lateral movements. In this case, the fixation elements of the lodgement (carriage) 3 relative to the housing 1 and the payload 5 relative to the lodgement (carriage) 3 are made respectively in the form of bolted joints 22 and 23.

Узел фиксации полезной нагрузки 5 от поперечных перемещений выполнен в двух вариантах, один из которых (вариант 1) предпочтителен для полезной нагрузки с установочным размером меньше длины корпуса, а вариант 2 более универсален и обеспечивает фиксацию полезной нагрузки 5 с установочным размером превышающим длину корпуса 1. The unit for fixing the payload 5 from lateral movements is made in two versions, one of which (option 1) is preferable for the payload with an installation size less than the length of the housing, and option 2 is more versatile and provides fixation of the payload 5 with an installation size exceeding the length of the housing 1.

Узел фиксации полезной нагрузки 5 от поперечных перемещений (вариант 1) выполнен в виде рамки 24 со шпильками 25. Рамка 24 размещена в верхней части корпуса 1 и закреплена посредством упоров 26. Шпильки 25 установлены с возможностью взаимодействия с отверстиями 27, выполненными в силовых элементах конструкции полезной нагрузки 5. The unit for fixing the payload 5 from lateral movements (option 1) is made in the form of a frame 24 with studs 25. Frame 24 is located in the upper part of the housing 1 and is fixed by means of stops 26. Studs 25 are installed with the possibility of interaction with holes 27 made in power structural elements payload 5.

В другом конструктивном исполнении (вариант 2) узел фиксации полезной нагрузки 5 от поперечных перемещений выполнен в виде четырех опор 28 и четырех опорных элементов 29, смонтированных на полезной нагрузке 5. Опоры 28 размещены попарно симметрично в резьбовых отверстиях 30 верхней части корпуса 1. In another design (option 2), the unit for fixing the payload 5 from lateral movements is made in the form of four supports 28 and four support elements 29 mounted on the payload 5. Supports 28 are placed pairwise symmetrically in the threaded holes 30 of the upper part of the housing 1.

Узел транспортировочной фиксации разгружает механизм отделения и выдвижения на участке выведения и в процессе орбитальной эксплуатации грузового корабля. The transportation fixation unit unloads the separation and extension mechanism at the launch site and during the orbital operation of the cargo ship.

Механизм отделения полезной нагрузки 5 включает узел фиксации полезной нагрузки на ложементе (каретке) 3 и пружинные толкатели. Узел фиксации выполнен в виде адаптерного элемента 4, закрепленного на полезной нагрузке 5, поворотных крюков с приводом их раскрытия и пирозамка. The mechanism for separating the payload 5 includes a node for fixing the payload on the tool tray (carriage) 3 and spring pushers. The fixing unit is made in the form of an adapter element 4, mounted on a payload 5, of rotary hooks with a drive for their opening and a lock.

Адаптерный элемент 4 (вариант 1) выполнен в виде фрезерованной плиты, на которой выполнены опорные поверхности K, отверстия 31, для соединения с полезной нагрузкой 5, и гнезда 32 под пружинные толкатели. Каждый из пружинных толкателей выполнен в виде штока 33, размещенного в корпусе 34 и пружины 35 с регулировочным винтом 36. The adapter element 4 (option 1) is made in the form of a milled plate, on which the supporting surfaces K, openings 31, for connecting with the payload 5, and sockets 32 for spring pushers are made. Each of the spring pushers is made in the form of a rod 33, placed in the housing 34 and the spring 35 with the adjusting screw 36.

Адаптерный элемент 4 (вариант 2) может быть выполнена в виде точеного профилированного кольца 37, в котором опорная поверхность K выполнена кольцевой формы. The adapter element 4 (option 2) can be made in the form of a turned profiled ring 37, in which the supporting surface K is made of an annular shape.

Конструктивное исполнение адаптерного элемента 4 позволяет обеспечить контактные площадки между ложементом (кареткой) 3 и адаптерным элементом 4 незначительных размеров, обеспечивая по остальной площади возможного контакта гарантированный зазор Л. Это позволяет избежать возможной контактной сварки между ложементом (кареткой) 3 и адаптерным элементом 4 при длительной эксплуатации в условиях космического вакуума. The design of the adapter element 4 allows you to provide contact pads between the lodgement (carriage) 3 and the adapter element 4 of small size, providing a guaranteed clearance L over the remaining area of the possible contact. This avoids possible contact welding between the lodgement (carriage) 3 and adapter element 4 during prolonged operation in space vacuum.

Узел фиксации полезной нагрузки 5 на ложементе (каретке) 3 выполнен в виде трех крюков 38, закрепленных с возможностью поворота посредством осей 39 на ложементе (каретке) 3 и связанных посредством тяг 40 с приводом их раскрытия 41. Последний выполнен пружинного типа и фиксируется в рабочем положении посредством пирозамка 42. The node fixing the payload 5 on the lodgement (carriage) 3 is made in the form of three hooks 38, mounted with the possibility of rotation by means of axes 39 on the lodgement (carriage) 3 and connected by rods 40 with a drive of their opening 41. The latter is spring-loaded and fixed in the working position through pyrozamok 42.

Система контроля включает угловой потенциометрический датчик 43 (телеметрический), установленный на редукторе 16, контактный датчик 44 (телеметрический) контроля раскрытия узла захвата полезной нагрузки, смонтированный на ложементе (каретке) 3 и контактный датчик 45 (командный и телеметрический) конца движения каретки, установленный на корпусе 1 в районе верхнего шпангоута. На внешней поверхности корпуса 1 смонтирована плата электроразъемов 46 (фиг. 2), предназначенная для подключения транспортного устройства к бортовым системам космического объекта (транспортного корабля, орбитальной станции). The control system includes an angular potentiometric sensor 43 (telemetric) mounted on the gearbox 16, a contact sensor 44 (telemetric) for controlling the disclosure of the payload capture unit mounted on a tool tray (carriage) 3, and a contact sensor 45 (command and telemetric) for the end of the carriage movement installed on the housing 1 in the region of the upper frame. On the outer surface of the hull 1 is mounted a board of electrical connectors 46 (Fig. 2), designed to connect a transport device to the on-board systems of a space object (transport ship, orbital station).

На верхнем шпангоуте (как вариант на нижнем шпангоуте) корпуса 1 смонтированы элементы крепления устройства к космическому объекту, выполненные в виде кронштейнов 47. On the upper frame (as an option on the lower frame) of the housing 1 mounted elements of the device to the space object, made in the form of brackets 47.

Устройство снабжено комплектом съемных ручек 48, предназначенными для удобства работы космонавтов и устанавливаемыми на корпусе 1 перед проведением заключительных операций. The device is equipped with a set of removable handles 48, designed for the convenience of astronauts and installed on the housing 1 before carrying out the final operations.

Для обслуживания полезной нагрузки 5 на корпусе 1 и в крышке 2 выполнены закрываемые лючки 49. To service the payload 5 on the housing 1 and in the cover 2 are made lockable hatches 49.

Устройство для транспортировки и отделения полезной нагрузки от космического объекта используется следующим образом. A device for transporting and separating the payload from the space object is used as follows.

На этапе начальной подготовки устройства производят регулировку натяжения цепей 18 механизма выдвижения ложемента (каретки) 3 посредством механизмов натяжения 20, осуществляют тарирование усилия штоков 33 пружинных толкателей и производят установку адаптерного элемента 4 на плоскость ложемента (каретки) 3. At the initial preparation stage of the device, the tension of the chains 18 of the lodgement mechanism (carriage) 3 is adjusted by means of the tension mechanisms 20, the force of the rods 33 of the spring pushers is calibrated and the adapter element 4 is installed on the lodgement (carriage) 3 plane.

При установке адаптерного элемента 4 осуществляют сжатие пружин 35 толкателей посредством штоков 33. После этого приводят в рабочее состояние механизм отделения полезной нагрузки 5, для чего три крюка 38, путем их поворота относительно осей 39 изменением длин тяг 40 вводят в зацепление с опорными поверхностями (кольцевой поверхностью - в случае кольцевого адаптера) K адаптерного элемента 4. При этом пружины привода 41 сжаты и зафиксированы в этом положении пирозамком 42. Для установки полезной нагрузки внутрь корпуса ложемент (каретку) 3 выдвигают в верхнее положение. Торец полезной нагрузки 5 крепят болтами через отверстия 31 к адаптерному элементу 4, установленному на ложементе (каретке) 3. Последнюю, вместе с установленной на ней полезной нагрузкой 5, опускают в нижнее положение до контакта упорами 6 с нижним шпангоутом корпуса 1. После этого осуществляют транспортировочную фиксацию полезной нагрузки 5. Фиксацию ложемента (каретки) 3 относительно корпуса обеспечивают болтами 22. Фиксацию полезной нагрузки 5 относительно ложемента (каретки) 3 осуществляют болтами 23. Закрепление полезной нагрузки 5 от поперечных перемещений осуществляют путем ввертывания в резьбовые отверстия корпуса 1 опор 28 до их контакта с опорными площадками 29 полезной нагрузки с созданием требуемого усилия поджатия. When installing the adapter element 4, the compression springs 35 are pushed by means of the rods 33. After that, the payload separation mechanism 5 is brought into operation, for which three hooks 38 are brought into engagement with the supporting surfaces by turning them about the axles 39 by changing the lengths of the rods 40 (ring surface - in the case of a ring adapter) K of the adapter element 4. In this case, the actuator springs 41 are compressed and fixed in this position by the pryzo lock 42. To set the payload inside the housing, the lodgement (carriage) 3 is extended in the upper position. The end face of the payload 5 is bolted through the holes 31 to the adapter element 4 mounted on the lodgement (carriage) 3. The latter, together with the payload 5 mounted on it, is lowered to the contact position with the stops 6 with the lower frame of the housing 1. Then, transportation fixation of the payload 5. The fixation of the lodgement (carriage) 3 relative to the body is provided with bolts 22. The fixation of the payload 5 relative to the lodgement (carriage) 3 is carried out with bolts 23. Fastening the payload 5 from across The necessary movements are carried out by screwing the supports 28 into the threaded holes of the housing 1 until they come into contact with the support platforms 29 of the payload with the creation of the required preload force.

Как вариант фиксацию от поперечных перемещений осуществляют путем введения шпилек 25 рамки 24 в отверстия 27, выполненные в элементах силовой конструкции полезной нагрузки 5, и закрепления рамки 24 относительно корпуса 1. Alternatively, the fixation from transverse movements is carried out by introducing the pins 25 of the frame 24 into the holes 27 made in the structural elements of the payload 5, and fixing the frame 24 relative to the housing 1.

Корпус 1 закрывают крышкой 2, при этом через лючок 49 в крышке вводят кабель 50 для подключения разъемов полезной нагрузки к системам транспортного корабля (орбитальной станции). The housing 1 is closed by a lid 2, while a cable 50 is inserted through the hatch 49 in the lid to connect the payload connectors to the systems of the transport ship (orbital station).

Корпус 1 с полезной нагрузкой 5 устанавливают внутри транспортного корабля, например грузового корабля "Прогресс" (фиг. 14). Крепление корпуса 1 в грузовом корабле "Прогресс" осуществляют посредством шпилек балки 14 и транспортировочной рамы 51. Плату электроразъемов 46 подключают к ТМ-системе и системе электроснабжения транспортного корабля (орбитальной станции). A hull 1 with a payload of 5 is installed inside a transport ship, for example, a Progress cargo ship (Fig. 14). The hull 1 is fastened in the Progress cargo ship by means of the studs of the beam 14 and the transport frame 51. The electrical connectors 46 are connected to the TM system and the power supply system of the transport ship (orbital station).

После выведения транспортного корабля на орбиту возможны две схемы использования устройства с полезной нагрузкой. After launching a transport ship into orbit, two schemes for using a device with a payload are possible.

Схема 1 подразумевает в качестве космического объекта, от которого происходит отделение полезной нагрузки, использование транспортного корабля "Прогресс" (фиг. 15). Для этого за 1. ..2 суток до расстыковки корабля "Прогресс" от станции космонавты освобождают корпус 1 от крепления к раме 51 и выводят корпус 1 с полезной нагрузкой в свободный объем транспортного корабля. После чего, отворачивают и снимают болты 22 и 23 транспортной фиксации ложемента (каретки) 3 к корпусу 1 и полезной нагрузки 5 к ложементу (каретке) 3. Из отверстий 30 выворачивают и снимают опоры 28. После этого космонавты, пользуясь предварительно установленными ручками 48, переводят корпус 1 устройства к стыковочному агрегату грузового корабля и закрепляют его на шпангоуте стыковочного агрегата на кронштейны 47. Снимают ручки 48, производят расстыковку кабелей от разъемов полезной нагрузки 5, снимают защитную крышку 2. После расстыковки корабля "Прогресс" со станцией и его ухода от станции на определенное расстояние осуществляют заключительную операцию по отделению полезной нагрузки 5. Для этого подают команду на включение электропривода 15. Последний посредством редуктора 16 и цепей 18 осуществляет движение ложемента (каретки) 3 с полезной нагрузкой 5 относительно корпуса 1. При этом начало движения ложемента (каретки) 3 и ее промежуточное положение - контролируют потенциометрическим датчиком 43, а окончание движения ложемента (каретки) 3 контролируют датчиком 45. Соответствующее регулирование усилия поджатия роликовых опор 7 позволяет осуществить строго соосное движение ложемента (каретки) 3 с полезной нагрузкой 5 по длине корпуса 1, исключающее нежелательный механический контакт полезной нагрузки с внутренними стенками корпуса. При возникновении затруднений по выдвижению ложемента (каретки) 3 с полезной нагрузкой 5 есть возможность прекратить ее выдвижение, произвести реверс электропривода 15, вернуть ложемент (каретку) 3 в исходное положение и повторить операцию выдвижения. Scheme 1 implies the use of the Progress transport spacecraft as a space object from which the payload is separated (Fig. 15). For this, 1. ..2 days before the undocking of the Progress spacecraft from the station, the astronauts free the hull 1 from being attached to the frame 51 and bring the hull 1 with the payload to the free volume of the transport ship. After that, the bolts 22 and 23 of the transport fixation of the lodgement (carriage) 3 to the housing 1 and the payload 5 to the lodgement (carriage) 3 are unscrewed and removed. The supports 28 are turned out and removed from the holes 30. After that, the astronauts, using the pre-installed handles 48, transfer the housing 1 of the device to the docking unit of the cargo ship and fix it on the frame of the docking unit to the brackets 47. Remove the handles 48, disconnect the cables from the connectors of the payload 5, remove the protective cover 2. After undocking the ship "P ogress "with the station and its departure from the station at a certain distance carry out the final operation of separating the payload 5. For this, a command is given to turn on the electric drive 15. The latter, by means of the gear 16 and chains 18, carries out the movement of the tool tray (carriage) 3 with the payload 5 relative to the housing 1. At the same time, the beginning of the movement of the lodgement (carriage) 3 and its intermediate position are controlled by a potentiometric sensor 43, and the end of the movement of the lodgement (carriage) 3 is controlled by the sensor 45. The corresponding regulation The force of the preload of the roller bearings 7 allows for strictly coaxial movement of the tool tray (carriage) 3 with a payload 5 along the length of the housing 1, eliminating undesirable mechanical contact of the payload with the inner walls of the housing. If there are difficulties in extending the lodgement (carriage) 3 with the payload 5, it is possible to stop its extension, reverse the electric drive 15, return the lodgement (carriage) 3 to its original position and repeat the extension operation.

Такая схема позволяет повысить надежность проведения эксперимента. Так при не отделении полезной нагрузки 5 (микроспутника) в зоне видимости ЦУПа можно микроспутник вновь "спрятать" внутрь корпуса 1, избежав, тем самым, переохлаждения его систем (в частности "замораживания" химических батарей) на теневых участках орбиты. Such a scheme makes it possible to increase the reliability of the experiment. So, if payload 5 (microsatellite) is not separated in the visibility area of the MCC, you can again “hide” the microsatellite inside the housing 1, thereby avoiding the overcooling of its systems (in particular, the “freezing” of chemical batteries) in the shadow areas of the orbit.

После выдвижения ложемента (каретки) 3 до верхнего шпангоута корпуса 1 полезная нагрузка 5 выходит из корпуса 1 полностью. В этом положении проводят проверку готовности систем полезной нагрузки 5 к самостоятельному полету и только после этого подают команду на ее отделение. При этом срабатывает пирозамок 42, освобождает пружины привода 41, который через тяги 40 поворачивает крюки 38. Механическая связь между полезной нагрузкой 5 и ложементом (кареткой) 3 нарушается. Срабатывание узла захвата полезной нагрузки 5 контролируют датчиком 45. Штоки 33 пружинных толкателей 33 придают полезной нагрузке 5 расчетную начальную линейную скорость в пределах от 0,02 до 0,1 м/с и обеспечивают угловые скорости по трем осям в пределах 0,5 град/с. Происходит "мягкое" отделение полезной нагрузки 5 (микроспутника). After extending the lodgement (carriage) 3 to the upper frame of the housing 1, the payload 5 leaves the housing 1 completely. In this position, they check the readiness of the payload systems 5 for independent flight and only after that they send a command to its compartment. In this case, the pyro lock 42 is activated, releases the springs of the drive 41, which through the rods 40 rotates the hooks 38. The mechanical connection between the payload 5 and the tool tray (carriage) 3 is broken. The operation of the capture node of the payload 5 is controlled by the sensor 45. The rods 33 of the spring pushers 33 give the payload 5 a calculated initial linear velocity in the range from 0.02 to 0.1 m / s and provide angular velocities in three axes within 0.5 deg / with. There is a "soft" separation of payload 5 (microsatellite).

Схема 2 подразумевает в качестве космического объекта, от которого происходит отделение полезной нагрузки, использование орбитальной станции. В этом случае устройство с полезной нагрузкой (микроспутником) космонавты переносят внутрь станции, а затем перемещают в космос и закрепляют его на внешней поверхности одного из модулей станции, используя для этого кронштейны 47, выполненные на нижнем шпангоуте корпуса 1. Крышку 2 корпуса 1 в этом случае выполняют с электроприводом. Управление процессом открытия крышки 2, выдвижения и отделения полезной нагрузки 5 осуществляют изнутри станции космонавтом. Эти операции происходят аналогично описанной выше схеме 1. В случае возникновения нештатной ситуации, ставящей под сомнение целевое использование полезной нагрузки 5, в процесс может вмешаться экипаж станции и провести необходимые работы с микроспутником или устройством при выходе в открытый космос. Scheme 2 implies the use of an orbital station as the space object from which the payload is separated. In this case, the cosmonauts transfer the device with the payload (microsatellite) into the station, and then move it into space and fix it on the outer surface of one of the station modules using brackets 47 made on the lower frame of case 1. Cover 2 of case 1 in this the case is performed with an electric drive. The process of opening the cover 2, the extension and separation of the payload 5 is carried out by the astronaut from the inside of the station. These operations occur similarly to the above-described scheme 1. In the event of an emergency that casts doubt on the intended use of the payload 5, the station crew may intervene in the process and carry out the necessary work with the microsatellite or device when going into outer space.

Такая схема устройства позволяет иметь в составе станции некоторый "запас" целевых нагрузок различного назначения (инспектирование станции, проведение геофизических исследований, исследование явлений микрогравитации и др.). This arrangement of the device allows the station to have a certain “margin” of target loads for various purposes (station inspection, geophysical research, microgravity research, etc.).

Claims

1. A device for transporting and separating the payload from the space object, including a housing with a lid and fastening elements to the space object, a transport unit for fixing the payload, a payload separation mechanism in the form of a lodgement with spring pushers and a control system, characterized in that it is equipped the mechanism for moving the tool tray along the length of the body and the centering unit of the tool tray relative to the body, while the tool centering unit is made in the form of guide elements Roughly placed on the inner surface of the housing along its generatrix, and spring-loaded roller bearings mounted on the lodgement with the possibility of interaction with the guiding elements, the transport unit for fixing the payload is made in the form of elements for fixing the tool box relative to the body and the payload relative to the tool box and the unit for fixing the payload from movements, the payload separation mechanism is equipped with a node for fixing the payload on the tool tray, made in the form of an adapter the element mounted on the payload, the rotary hooks mounted on the tool tray with the ability to interact with the adapter element, and the drive for opening the hooks, while the spring pushers are placed on the adapter element with the ability to interact with the tool holder, and the control system is equipped with sensors for monitoring the current and final position lodgement relative to the housing.

2. The device according to claim 1, characterized in that the mechanism for moving the lodgement along the length of the housing is made in the form of a reversible electric drive with a reducer mounted on the end of the housing, two pairs of sprockets interconnected by chains, and chain tension control mechanisms, one of the sprockets of each pair is fixed on one of the ends of the gear shaft, the second on the upper part of the housing, and each of the chains at one point is connected to the lodgement.

3. The device according to claim 1, characterized in that the elements of the fixation of the lodgement relative to the housing and the payload relative to the lodgement are made in the form of bolted connections.

4. The device according to claim 1, characterized in that the unit for fixing the payload from lateral movements is made in the form of adjustable supports placed symmetrically in pairs in the threaded holes of the upper part of the body and supporting platforms mounted on the external surface of the payload.

5. The device according to claim 1, characterized in that the unit for fixing the payload from lateral movements is made in the form of a frame with studs located in the upper plane of the body and fixed relative to the latter, and the studs are arranged to interact with corresponding holes made in the power elements payload designs.

6. The device according to claim 1, characterized in that the adapter element is made with supporting surfaces for interacting with rotary hooks, a mechanism for fixing the payload on the tool tray, holes for attaching to the payload and sockets for accommodating spring pushers.

7. The device according to claim 6, characterized in that the adapter element is made in the form of a profiled ring.