RU2291827C2

RU2291827C2 - Container

Info

Publication number: RU2291827C2
Application number: RU2004126931/12A
Authority: RU
Inventors: Борис Федорович Нестеров (RU); Борис Федорович Нестеров; Валерий Николаевич Подзоров (RU); Валерий Николаевич Подзоров; Юрий Николаевич Сеченов (RU); Юрий Николаевич Сеченов
Original assignee: Фгуп Производственное Объединение "Полет" (Фгуп По "Полет")
Priority date: 2004-09-07
Filing date: 2004-09-07
Publication date: 2007-01-20
Also published as: RU2004126931A

Abstract

FIELD: transport and storage facilities; spacercraft.

SUBSTANCE: proposed container has base with support adapter for mounting spacecraft furnished with shock-absorbing system. Spacer is attached to base on which cover is installed. Support adapter is coupled with base by spherical joint. Receiving frame is installed on base. Support adapter and receiving frame are interconnected by side position compensators made in form of extension springs, one ends of which are secured on support adapter and others are fastened on receiving frame. Side surface of support adapter is made in form of convex spherical segment in contact with mating concave spherical heels made on receiving frame. Radius of curvature of spherical segment is equal to radii of curvature of spherical heels. Spherical heels are arranged symmetrically relative to two relatively perpendicular vertical planes passing through vertical axis of symmetry of spherical joint. Stops are installed on receiving frame for engagement with lower end face of support adapter. Process locks are installed on receiving frame for fitting their conical heads in receiving sockets.

EFFECT: prevention of additional loading at overloads caused by transportation and temperature deformations, reduced vibration-and-shock loads at transportation.

4 dwg

Description

Предполагаемое изобретение относится к емкостям для размещения в них изделий специальной техники, а более конкретно, для размещения космических аппаратов при их транспортировке и хранении.The alleged invention relates to containers for accommodating products of special equipment, and more specifically, for accommodating spacecraft during their transportation and storage.

Известен контейнер для размещения в нем космического аппарата в вертикальном положении, содержащий основание с опорным переходником для установки космического аппарата, снабженным системой амортизации, проставку с закрепленными на ней компенсаторами бокового положения космического аппарата, выполненными в виде жестких тяг, и крышку (см. чертеж 11Ф617.9310-0СБ, КБ "Полет", 1984 г.). Недостатком данного контейнера является то, что под действием транспортных поперечных перегрузок, а также при перепадах температуры происходит С-образный изгиб продольной оси космического аппарата, перевозимого в контейнере, что вызывает значительное локальное нагружение космического аппарата в зоне крепления к нему жестких тяг и может привести к разрушению космического аппарата либо к нарушению работоспособности его бортовых систем.A known container for placing the spacecraft in it in an upright position, containing a base with a support adapter for installing the spacecraft equipped with a depreciation system, a spacer with fixed compensators for the lateral position of the spacecraft made in the form of rigid rods, and a cover (see drawing 11F617 .9310-0СБ, Design Bureau "Flight", 1984). The disadvantage of this container is that under the influence of transport transverse overloads, as well as with temperature differences, a C-shaped bend of the longitudinal axis of the spacecraft transported in the container occurs, which causes significant local loading of the spacecraft in the area of attachment of rigid rods to it and can lead to the destruction of the spacecraft or the disruption of its on-board systems.

Известен также контейнер для размещения в нем космического аппарата в вертикальном положении по заявке №2002119781/12(020707) от 20.02.2004 г. (положительное решение №2002119781/12(020707) от 17.05.2004 г.), содержащий основание с опорным переходником для установки космического аппарата, снабженным системой амортизации, проставку с закрепленными на ней компенсаторами бокового положения космического аппарата, выполненными в виде горизонтально расположенных регулируемых штанг, снабженных опорными роликами, установленными с возможностью взаимодействия их контактных поверхностей с космическим аппаратом, и крышку. Конструктивное исполнение данного контейнера исключает деформирование продольной оси космического аппарата при изменении температуры окружающей среды и, кроме того, при условии номинальной регулировки компенсаторов бокового положения космического аппарата (регулируемых штанг с опорными роликами) снижает напряжения в конструкции космического аппарата под действием транспортных поперечных перегрузок.Also known is a container for placing a spacecraft in an upright position according to the application No. 2002119781/12 (020707) dated 02/20/2004 (positive decision No. 2002119781/12 (020707) dated 05/17/2004) containing a base with a support adapter for the installation of a spacecraft equipped with a cushioning system, a spacer with compensators for the lateral position of the spacecraft fixed on it, made in the form of horizontally arranged adjustable rods equipped with support rollers installed with the possibility of interaction between their contact s surface with the spacecraft, and a cover. The design of this container eliminates the deformation of the longitudinal axis of the spacecraft when the ambient temperature changes and, in addition, under the condition of the nominal adjustment of the lateral position compensators of the spacecraft (adjustable rods with support rollers), it reduces stresses in the spacecraft structure under the action of transverse transverse overloads.

Недостатком данного устройства является сложность регулировки компенсаторов бокового положения космического аппарата (регулируемых штанг с опорными роликами). Превышение расчетного усилия при данной регулировке приводит либо к изгибу (деформации) продольной оси космического аппарата под действием транспортных поперечных перегрузок, либо к возникновению значительных контактных усилий в зоне взаимодействия опорных роликов с элементами силовой конструкции космического аппарата. Подведение же опорных роликов к элементам силовой конструкции космического аппарата с усилием менее расчетного приводит к вибронагружению (биению) в стыке "опорный ролик - космический аппарат".The disadvantage of this device is the difficulty of adjusting the compensators for the lateral position of the spacecraft (adjustable rods with support rollers). Exceeding the calculated force with this adjustment leads either to bending (deformation) of the longitudinal axis of the spacecraft under the action of transport transverse overloads, or to the occurrence of significant contact forces in the zone of interaction of the support rollers with the structural elements of the spacecraft. The supply of support rollers to the structural elements of the spacecraft with a force less than calculated leads to vibration loading (runout) at the junction of the "support roller - spacecraft".

Кроме того, даже при точной регулировке компенсаторов бокового положения космического аппарата (регулируемых штанг с опорными роликами), наблюдается быстрый износ контактной поверхности опорных роликов, покрытых металлизированной пленкой, наносимой на упругий материал, например резину, что требует регулярной замены опорных роликов.In addition, even with fine adjustment of the lateral position compensators of the spacecraft (adjustable rods with support rollers), there is a rapid deterioration of the contact surface of the support rollers coated with a metallized film applied to an elastic material, such as rubber, which requires regular replacement of the support rollers.

Целью предлагаемого изобретения является повышение эксплуатационных характеристик (снижение виброударного нагружения космического аппарата при транспортировке, а также повышение надежности и увеличение рабочего ресурса системы амортизации космического аппарата) контейнера.The aim of the invention is to increase operational characteristics (reducing vibration shock loading of the spacecraft during transportation, as well as improving reliability and increasing the working life of the spacecraft’s amortization system) of the container.

Поставленная цель достигается тем, что в контейнере для вертикальной транспортировки космического аппарата, содержащем основание с установленным на нем опорным переходником для установки космического аппарата, снабженным системой амортизации, компенсаторы бокового положения космического аппарата, проставку и крышку, опорный переходник связывается с основанием посредством сферического шарнира. При этом компенсаторы бокового положения выполняются в виде пружин растяжения, одни концы которых закрепляются на опорном переходнике, а другие концы закрепляются на приемной раме, установленной на основании. Боковая поверхность опорного переходника выполняется в виде сферического сегмента выпуклой формы, контактирующего с ответными сферическими пятами вогнутой формы, выполненными на приемной раме. Радиус кривизны сферического сегмента равняется радиусам кривизны сферических пят. Сферические пяты размещаются симметрично относительно двух взаимно перпендикулярных вертикальных плоскостей, проходящих через ось симметрии сферического шарнира. На приемной раме устанавливаются упоры с возможностью их взаимодействия с нижним торцем опорного переходника. Также на приемной раме устанавливаются технологические фиксаторы с возможностью размещения их конических головок в приемных гнездах, выполненных на опорном переходнике.This goal is achieved by the fact that in the container for the vertical transportation of the spacecraft, containing the base with a support adapter installed on it for installing the spacecraft, equipped with a damping system, lateral position compensators of the spacecraft, a spacer and a cover, the support adapter is connected to the base through a spherical hinge. In this case, the lateral position compensators are made in the form of tensile springs, one ends of which are fixed on the supporting adapter, and the other ends are fixed on the receiving frame mounted on the base. The lateral surface of the support adapter is made in the form of a spherical segment of a convex shape in contact with the reciprocal spherical heels of a concave shape made on the receiving frame. The radius of curvature of the spherical segment is equal to the radii of curvature of the spherical heels. Spherical heels are placed symmetrically with respect to two mutually perpendicular vertical planes passing through the axis of symmetry of the spherical hinge. On the receiving frame, stops are installed with the possibility of their interaction with the lower end of the support adapter. Technological clamps are also installed on the receiving frame with the possibility of placing their conical heads in the receiving sockets made on the support adapter.

Предлагаемое устройство поясняется чертежами.The proposed device is illustrated by drawings.

На фиг.1 представлен продольный разрез предлагаемого контейнера с установленным в нем космическим аппаратом в исходном положении (при отсутствии воздействия на него транспортных поперечных перегрузок).Figure 1 presents a longitudinal section of the proposed container with the spacecraft installed in it in the initial position (in the absence of exposure to transport transverse overloads).

На фиг.2 показан выносной элемент I согласно фиг.1.Figure 2 shows the remote element I according to figure 1.

На фиг.3 изображен продольный разрез предлагаемого контейнера при воздействии на космический аппарат поперечных перегрузок при транспортировке.Figure 3 shows a longitudinal section of the proposed container when exposed to the spacecraft transverse overloads during transportation.

На фиг.4 представлен разрез А-А согласно фиг.1.Figure 4 presents a section aa according to figure 1.

Контейнер содержит основание 1 (фиг.1) с опорным переходником 2 для установки космического аппарата 3, снабженным системой амортизации 4. К основанию 1 закреплена проставка 5, на которую установлена крышка 6. Опорный переходник 2 связан с основанием 1 посредством сферического шарнира 7 (фиг.1). На основании 1 установлена приемная рама 8 (фиг.1). Опорный переходник 2 и приемная рама 8 соединены между собой компенсаторами бокового положения 9 (фиг.1), выполненными в виде пружин растяжения, одни концы которых закреплены на опорном переходнике 2, а другие концы закреплены на приемной раме 8, установленной на основании 1. Боковая поверхность 10 (фиг.2) опорного переходника 2 выполнена в виде сферического сегмента выпуклой формы, контактирующего с ответными сферическими пятами 11 (фиг.2) вогнутой формы, выполненными на приемной раме 8. Радиус кривизны боковой поверхности 10 (сферического сегмента) равен радиусам кривизны сферических пят 11. Сферические пяты 11 размещены (фиг.4) симметрично относительно двух взаимно перпендикулярных вертикальных плоскостей, проходящих через ось симметрии сферического шарнира 7. На приемной раме 8 установлены упоры 12 (фиг.3) с возможностью их взаимодействия с нижним торцем 13 опорного переходника 2. Также на приемной раме 8 установлены технологические фиксаторы 14 (фиг.2) с возможностью размещения их конических головок 15 в приемных гнездах 16, выполненных на опорном переходнике 2.The container contains a base 1 (Fig. 1) with a support adapter 2 for installing a spacecraft 3 equipped with a cushioning system 4. A spacer 5 is fixed to the base 1, on which a cover 6 is mounted. The support adapter 2 is connected to the base 1 by means of a spherical hinge 7 (Fig. .one). On the basis of 1 installed the receiving frame 8 (figure 1). The supporting adapter 2 and the receiving frame 8 are interconnected by compensators of the lateral position 9 (Fig. 1), made in the form of tensile springs, one ends of which are fixed on the supporting adapter 2, and the other ends are fixed on the receiving frame 8, mounted on the base 1. Side the surface 10 (figure 2) of the support adapter 2 is made in the form of a spherical segment of a convex shape in contact with the counter spherical heels 11 (figure 2) of a concave shape made on the receiving frame 8. The radius of curvature of the side surface 10 (spherical segment ) is equal to the radii of curvature of the spherical heels 11. The spherical heels 11 are placed (Fig. 4) symmetrically with respect to two mutually perpendicular vertical planes passing through the axis of symmetry of the spherical joint 7. On the receiving frame 8, stops 12 are installed (Fig. 3) with the possibility of their interaction with the lower end 13 of the support adapter 2. Also on the receiving frame 8 is installed technological clamps 14 (figure 2) with the possibility of placing their conical heads 15 in the receiving sockets 16, made on the support adapter 2.

Предлагаемое устройство функционирует следующим образом.The proposed device operates as follows.

Конические головки 15 технологических фиксаторов 14 вводятся в приемные гнезда 16 опорного переходника 2, тем самым фиксируя его горизонтальное положение (фиг.2). При этом все компенсаторы бокового положения (пружины растяжения) 9 находятся в исходном (номинальном) положении. После этого космический аппарат 3 устанавливается вертикально краном (не показан) на опорный переходник 2 (фиг.1) и крепится к нему (элементы крепления не показаны) через систему амортизации 4. Конические головки 15 технологических фиксаторов 14 выводятся из приемных гнезд 16 опорного переходника 2. Затем краном (не показан) производится последовательная установка (и закрепление) проставки 5 и крышки 6 (фиг.1). Тем самым контейнер подготовлен к транспортировке.The conical heads 15 of the technological clamps 14 are inserted into the receiving sockets 16 of the support adapter 2, thereby fixing its horizontal position (figure 2). At the same time, all compensators for the lateral position (tension springs) 9 are in the initial (nominal) position. After that, the spacecraft 3 is mounted vertically by a crane (not shown) on the support adapter 2 (Fig. 1) and is attached to it (fasteners not shown) through the damping system 4. The conical heads 15 of the technological latches 14 are output from the receiving sockets 16 of the support adapter 2 Then, a crane (not shown) is a sequential installation (and fixing) of the spacer 5 and the cover 6 (figure 1). Thus, the container is prepared for transportation.

При действии поперечных нагрузок в процессе транспортировки опорный переходник 2 с закрепленным на нем космическим аппаратом 3 будет стремиться повернуться в вертикальной плоскости на сферическом шарнире 7 и занять равновесное наклонное положение. При повороте опорного переходника 2 (фиг.3) в зависимости от направления действия поперечных нагрузок (а значит и наклона космического аппарата 3) включаются в работу соответствующие компенсаторы бокового положения 9 (пружины растяжения), которые после окончания действия поперечных перегрузок вернут опорный переходник 2 с космическим аппаратом 3 в горизонтальное положение. Предельные отклонения опорного переходника 2 с космическим аппаратом 3 от горизонтального положения зависят от действующих поперечных перегрузок и определяются высотой космического аппарата 3. Для исключения неоправданного увеличения поперечных габаритных размеров контейнера предельные угловые отклонения опорного переходника 2 ограничиваются величиной 8-10°. Например, для космического аппарата 3 высотой 1000 мм увеличение поперечных размеров контейнера составит 280...340 мм. Из этого условия выбирается угол установки компенсаторов бокового положения 9 (пружин растяжения), их количество и производится расчет их жесткостных характеристик при воздействии на космический аппарат 3 максимальных транспортировочных поперечных перегрузок.Under the action of transverse loads during transportation, the support adapter 2 with the spacecraft 3 mounted on it will tend to rotate in a vertical plane on a spherical hinge 7 and take an equilibrium inclined position. When the support adapter 2 is rotated (Fig. 3), depending on the direction of transverse loads (and hence the inclination of the spacecraft 3), the corresponding lateral position compensators 9 (tension springs) are turned on, which, after the end of the transverse overloads, will return the support adapter 2 s spacecraft 3 in a horizontal position. The maximum deviations of the support adapter 2 with the spacecraft 3 from the horizontal position depend on the existing transverse overloads and are determined by the height of the spacecraft 3. To avoid unjustified increase in the transverse overall dimensions of the container, the maximum angular deviations of the support adapter 2 are limited to 8-10 °. For example, for spacecraft 3 with a height of 1000 mm, an increase in the transverse dimensions of the container will be 280 ... 340 mm. From this condition, the installation angle of the lateral position compensators 9 (tensile springs) is selected, their number and their stiffness characteristics are calculated when the spacecraft is subjected to 3 maximum transverse transverse overloads.

В процессе транспортировки космического аппарата 3 при повороте опорного переходника 2 на сферическом шарнире 7 боковая поверхность 10 опорного переходника 2 взаимодействует с ответными сферическими пятами 11 (фиг.2) вогнутой формы, выполненными на приемной раме 8. С целью уменьшения трения в зонах контакта сферической боковой поверхности 10 опорного переходника 2 со сферической поверхностью ответных пят 11 приемной рамы 8 на данные поверхности (при необходимости) может быть нанесена смазка или специальное антифрикционное покрытие.In the process of transporting the spacecraft 3 when the support adapter 2 is rotated on a spherical hinge 7, the lateral surface 10 of the support adapter 2 interacts with the concave-shaped counter spherical heels 11 (Fig. 2) made on the receiving frame 8. In order to reduce friction in the contact areas of the spherical lateral surface 10 of the support adapter 2 with a spherical surface of the response heels 11 of the receiving frame 8 on these surfaces (if necessary) can be applied grease or a special anti-friction coating.

Следует отметить, что взаимодействие боковой поверхности 10 опорного переходника 2 с ответными сферическими пятами 11 позволяет:It should be noted that the interaction of the side surface 10 of the support adapter 2 with the response spherical heels 11 allows you to:

- обеспечить удобство первоначальной сборки предлагаемого контейнера;- to ensure the convenience of the initial assembly of the proposed container;

- уменьшить (рабочий) угол отклонения опорного переходника 2 при действии поперечных перегрузок при транспортировке;- reduce the (working) angle of deviation of the support adapter 2 under the action of transverse overloads during transportation;

- снизить рабочий ход компенсаторов бокового положения (пружин растяжения) 9.- reduce the stroke of the lateral expansion joints (tension springs) 9.

При воздействии на контейнер нештатных (аварийных) поперечных нагрузок угловое отклонение опорного переходника 2 с закрепленным на нем космическим аппаратом 3 ограничивается упорами 12, установленными на приемной раме 8. С целью уменьшения ударного воздействия на космический аппарат 3 при контакте торца 13 опорного переходника 2 с упорами 12 (в случае действия аварийных перегрузок) на последние устанавливаются противоударные (резиновые) прокладки (не показаны).When exposed to abnormal (emergency) lateral loads, the angular deviation of the support adapter 2 with the spacecraft 3 fixed on it is limited to the stops 12 mounted on the receiving frame 8. In order to reduce the impact on the spacecraft 3 when the end face 13 of the support adapter 2 contacts the stops 12 (in the case of emergency overloads) shockproof (rubber) gaskets (not shown) are installed on the latter.

Предложенное устройство контейнера с "качающимся" опорным переходником 2 для крепления на нем космического аппарата 3 позволяет компенсировать угловые возмущения (нагрузки), передающиеся на космический аппарат 3 от транспортного средства (не показано) и, тем самым, исключить изгиб продольной оси и уменьшить деформации космического аппарата 3, особенно опасные для его маложестких систем типа панелей солнечных батарей, штанг антенн и т.д. При этом обеспечивается не только снижение виброударного нагружения космического аппарата 3 в процессе транспортировки, но и повышение надежности и увеличение ресурса работы системы амортизации 4 космического аппарата 3.The proposed device of the container with a "swinging" support adapter 2 for mounting the spacecraft 3 on it allows you to compensate for angular disturbances (loads) transmitted to the spacecraft 3 from the vehicle (not shown) and, thereby, eliminate the bending of the longitudinal axis and reduce the deformation of the space apparatus 3, especially dangerous for its non-rigid systems such as solar panels, antenna rods, etc. This ensures not only a decrease in vibration shock loading of the spacecraft 3 during transportation, but also an increase in reliability and an increase in the life of the amortization system 4 of the spacecraft 3.

После прибытия контейнера на космодром производится последовательное снятие краном (не показан) крышки 6 и проставки 5. Конические головки 15 технологических фиксаторов 14 вводятся в приемные гнезда 16 опорного переходника 2, тем самым фиксируя его горизонтальное положение. После этого космический аппарат 3 открепляется от опорного переходника 2 и снимается краном (не показан). Конические головки 15 технологических фиксаторов 14 выводятся из приемных гнезд 16 опорного переходника 2. При помощи крана (не показан) производится последовательная установка проставки 5 и крышки 6. Тем самым контейнер подготовлен к транспортировке в порожнем состоянии.After the container arrives at the spaceport, the cover 6 and spacers 5 are sequentially removed by a crane (not shown). The conical heads 15 of the technological clamps 14 are inserted into the receiving sockets 16 of the support adapter 2, thereby fixing its horizontal position. After that, the spacecraft 3 is detached from the support adapter 2 and removed by a crane (not shown). The conical heads 15 of the technological clamps 14 are withdrawn from the receiving sockets 16 of the support adapter 2. Using a crane (not shown), the spacers 5 and the cover 6 are sequentially installed. The container is thus prepared for transportation in empty condition.

Следует отметить, что при необходимости (например, для осмотра или обслуживания космического аппарата 3) опорный переходник 2, закрепленный на сферическом шарнире 7, можно повернуть совместно с установленным на нем космическим аппаратом 3 вокруг вертикальной оси на сферическом шарнире 7 (при демонтированных компенсаторах бокового положения 9 (пружинах растяжения) и выведенных из приемных гнезд 16 опорного переходника 2 технологических фиксаторах 14) с последующей фиксацией в новом положении.It should be noted that, if necessary (for example, for inspection or maintenance of the spacecraft 3), the support adapter 2, mounted on a spherical hinge 7, can be rotated together with the spacecraft 3 mounted on it around a vertical axis on a spherical hinge 7 (when the compensators of the lateral position are removed 9 (tension springs) and removed from the receiving sockets 16 of the support adapter 2 technological clamps 14) with subsequent fixation in a new position.

Для обеспечения первоначальной сборки предлагаемого контейнера (размещения опорного переходника 2 внутри приемной рамы 8) ответные сферические пяты 11 приемной рамы 8 выполняются разъемными, состоящими из верхних и нижних частей 17 и 18 соответственно, связанных между собой шарнирами 19. После размещения опорного переходника 2 внутри приемной рамы 8 верхние 17 и нижние 18 части ответных сферических пят 11 жестко фиксируются (элементы фиксации не показаны) между собой.To ensure the initial assembly of the proposed container (placement of the supporting adapter 2 inside the receiving frame 8), the response spherical heels 11 of the receiving frame 8 are detachable, consisting of upper and lower parts 17 and 18, respectively, interconnected by hinges 19. After placing the supporting adapter 2 inside the receiving frames 8, the upper 17 and lower 18 parts of the mating spherical heels 11 are rigidly fixed (fixing elements not shown) to each other.

Таким образом, предложенное устройство имеет существенные отличия от ранее известных контейнеров и позволяет повысить их эксплуатационные характеристики, а именно: снизить виброударное нагружение космического аппарата при транспортировке, а также повысить надежность и увеличить рабочий ресурс системы амортизации.Thus, the proposed device has significant differences from previously known containers and can improve their operational characteristics, namely: reduce vibration shock loading of the spacecraft during transportation, as well as increase reliability and increase the working life of the depreciation system.

Claims

A container for the vertical transportation of a spacecraft, comprising a base with a support adapter for mounting the spacecraft equipped with a damping system, compensators for the lateral position of the spacecraft, a spacer and a cover, characterized in that the support adapter is connected to the base by means of a spherical hinge, and side compensators the positions are made in the form of tension springs, some ends of which are fixed on the supporting adapter, and the other ends are fixed on the receiving ra e, installed on the base, while the lateral surface of the support adapter is made in the form of a convex spherical segment in contact with concave spherical heels made on the receiving frame, and the radius of curvature of the spherical segment is equal to the radii of curvature of the spherical heels, while the spherical heels are placed symmetrically relative to two mutually perpendicular vertical planes passing through the vertical axis of symmetry of the spherical hinge, and stops on the receiving frame are mounted with possibility of their interaction with the lower end of the support adapter, wherein the receiving frame processing set latches which can accommodate their heads into the conical receiving sockets formed on the supporting adapter.